綜合《上帝與新物理學(xué)》和《原子中的幽靈》這兩本書(shū)，圍繞量子問(wèn)題涉及了“楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)”，“惠勒延遲實(shí)驗(yàn)”，“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”，“哥本哈根解釋”，“愛(ài)因斯坦——波多爾斯基——羅孫（EPR）實(shí)驗(yàn)”，“貝爾定理”，“阿爾派克特實(shí)驗(yàn)”，“馮-諾依曼回歸推理”，“薛定諤貓佯謬”，“平行宇宙假設(shè)”，讓我慢慢講來(lái)。
雙縫實(shí)驗(yàn)
楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，光線通過(guò)雙縫會(huì)形成干涉條紋，這個(gè)“干涉圖是不可能從兩個(gè)只有單縫存在所記錄的圖像的迭加中得到的?！币虼恕懊總€(gè)光子或電子必定以某種方式，獨(dú)個(gè)地計(jì)及到開(kāi)著雙孔還是單孔?！薄皩⒘Ｗ涌闯蛇@樣一種東西，有時(shí)是方便的，即它通過(guò)無(wú)限多條路徑，其中每一條都對(duì)它的行為起作用，”《原》
物理學(xué)家想到“在兩孔的前方各放一個(gè)探測(cè)器，以便預(yù)先肯定一個(gè)具體的電子向哪一個(gè)孔運(yùn)動(dòng)，這樣一來(lái)，那位物理學(xué)家，在不讓電子‘知道’從而不改變其運(yùn)動(dòng)的情況下，不能突然把另一個(gè)孔關(guān)閉嗎？”可是由于海森伯不確定性原理，“為要使各個(gè)電子的位置測(cè)量精確到足以識(shí)別它所正接近的孔的程度，電子的運(yùn)動(dòng)受到如此之大的擾動(dòng)，致使干擾圖倔強(qiáng)地消失了！”《原》
玻爾提出了一個(gè)“可能的解決方法?？梢园压庾油ㄟ^(guò)狹縫A的情況看成是一可能的世界，把光子通過(guò)狹縫B的情況看成是另一個(gè)可能的世界。不知為什么，這兩個(gè)世界即世界A與世界B一同出現(xiàn)了，迭加起來(lái)了。玻爾斷言，我們不能說(shuō)我們的經(jīng)驗(yàn)世界就是A或就是B，而應(yīng)當(dāng)說(shuō)我們的經(jīng)驗(yàn)世界純粹是這兩個(gè)可能世界的混合物。而且，這種混合的實(shí)在并不是兩種可能性的簡(jiǎn)單相加，而是二者難以捉摸的結(jié)合：每一個(gè)世界都干涉另一個(gè)世界，形成了那有名的條紋?！?/p>
愛(ài)因斯坦拒絕承認(rèn)混合的實(shí)在，提出一個(gè)屏幕可以自由移動(dòng)的雙縫實(shí)驗(yàn)繼續(xù)與玻爾爭(zhēng)論?！安枌?duì)愛(ài)因斯坦提出的實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行了決定性的反駁。他說(shuō)：愛(ài)因斯坦這是在游戲的中間改變了游戲規(guī)則。”“這里是兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)。他們不是矛盾的，而是并存的。愛(ài)因斯坦提出的實(shí)驗(yàn)思路并沒(méi)有對(duì)原先實(shí)驗(yàn)中光子的路徑問(wèn)題進(jìn)行任何說(shuō)明，而原先的實(shí)驗(yàn)確實(shí)顯示了那混合的世界?！薄渡稀?/p>
延遲實(shí)驗(yàn)
約翰-惠勒（John Wheeler）的延遲實(shí)驗(yàn)類似于原始的楊氏實(shí)驗(yàn)，他通過(guò)一個(gè)半鍍銀鏡A將光線分成了兩束，而后在兩束光線的交匯點(diǎn)再加入一個(gè)半鍍銀鏡B。如果B不加入，那么兩束光線末端的探測(cè)器就會(huì)各得到50%的光。如果B加入，那由于干涉的作用，一個(gè)探測(cè)器可以得到100%的光，而另一個(gè)得到0%的光?！瓣P(guān)鍵點(diǎn)是第二塊半鍍鏡B插入還是不插入，這個(gè)決定可以推遲作出，直到一個(gè)給定的光子幾乎達(dá)到交匯點(diǎn)。換句話說(shuō)，光子將經(jīng)由一條線路還是經(jīng)由兩條路線穿過(guò)該光學(xué)系統(tǒng)，是僅在穿越發(fā)生之后才予確定的。”《原》“惠勒說(shuō)，實(shí)在的確切性質(zhì)，要等到一個(gè)有意識(shí)的觀察者參與之后才能確定。如此說(shuō)來(lái)，可以讓精神對(duì)實(shí)在進(jìn)行逆時(shí)間的創(chuàng)造——即便是人類存在之前的實(shí)在，也可以由精神創(chuàng)造出來(lái)?！奔s翰-惠勒畫(huà)了一幅象征性的圖畫(huà)，“圖畫(huà)表示宇宙是一個(gè)自觀察的系統(tǒng)。”“表明了可以讓今天的一個(gè)觀察者來(lái)部分地產(chǎn)生遙遠(yuǎn)的過(guò)去的實(shí)在。圖畫(huà)中的尾部可用以表示宇宙的早期，而后來(lái)的意識(shí)對(duì)宇宙的早期進(jìn)行的觀察使宇宙的早期升格為具體的實(shí)在。同時(shí)，意識(shí)本身也是依存于它所形成的實(shí)在的。”《上》
海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理
海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理的意思是：“你不能知道一個(gè)原子，或一個(gè)電子，或一個(gè)什么東西在什么位置上，同時(shí)又知道它在如何運(yùn)動(dòng)。你不僅不可能知道，而且，具有確定的位置和運(yùn)動(dòng)的原子這一概念本身就是無(wú)意義的?！薄凹偃缭記](méi)有位置，或沒(méi)有有意義的運(yùn)動(dòng)，我們還有什么理由說(shuō)它是個(gè)東西呢？”《上》
哥本哈根解釋
“玻爾認(rèn)為，原子的模糊世界只是在受觀察時(shí)才變成具體的實(shí)在。沒(méi)有觀察時(shí)，原子就是一個(gè)幽靈。只是當(dāng)你看它時(shí)，它才變成物質(zhì)。你可以決定要看什么，想看它的位置，你就能在某一位置上看到一個(gè)原子。想看它的運(yùn)動(dòng)，你就可以看到以某一速度運(yùn)動(dòng)的原子。但你不能兩者同時(shí)看到。觀察所造成的實(shí)在是與觀察者以及觀察者所選用的測(cè)量方法分不開(kāi)的?！薄渡稀凡柼岢隽烁绫竟忉專骸霸儐?wèn)一個(gè)電子‘實(shí)際’是什么的問(wèn)題，是沒(méi)有意義的?；蛘咧辽?，當(dāng)您提這個(gè)問(wèn)題時(shí)，物理學(xué)家不可能給予回答。他宣稱：物理學(xué)不告訴我們世界是什么，而是告訴我們關(guān)于世界我們能夠談?wù)撌裁矗貏e是，如果一個(gè)物理學(xué)家就一個(gè)量子系統(tǒng)作一次實(shí)驗(yàn)，只要實(shí)驗(yàn)裝置的全部細(xì)節(jié)為已知，那么，物理學(xué)家便可以就他可能觀察的東西做出一個(gè)有意義的預(yù)言，從而便能以明白的語(yǔ)言轉(zhuǎn)告他的伙伴們?！薄对凡栠M(jìn)而提出了互補(bǔ)原理：“例如，在波——粒二象性中，量子物體的波動(dòng)性和粒子性構(gòu)成其行為的互補(bǔ)方面。他堅(jiān)持：我們決不會(huì)遇到這兩種不同行為在其中相互沖突的實(shí)驗(yàn)?！薄对贰安査枷氲囊粋€(gè)淵深的推斷就是：關(guān)于宏觀和微觀、整體和部分之間的關(guān)系的傳統(tǒng)觀念，被根本地改變了。他宣稱：在你弄懂一個(gè)電子正在干什么之前，你必須指明全部實(shí)驗(yàn)條件。比方說(shuō)，你要測(cè)量什么？你的儀器是怎樣組裝的？所以，微觀世界的量子實(shí)在無(wú)法擺脫地跟宏觀世界的組織纏繞在一起。換句話說(shuō)，離開(kāi)了同整體的關(guān)系，部分是沒(méi)有意義的?！薄对贰安栒軐W(xué)的核心是這樣假設(shè)的，即不確定性和模糊性是量子世界所固有的，而不僅是我們對(duì)于它的不完全感知的結(jié)果?！薄对?/p>
EPR實(shí)驗(yàn)
“假如你覺(jué)得玻爾的話令人摸不著頭腦，矛盾，令人難以接受，那么愛(ài)因斯坦跟你是一個(gè)觀點(diǎn)。不管我們觀察與否，世界不也確實(shí)是照樣存在著嗎？一切事物的發(fā)生，都有其原因，而不是因?yàn)楸挥^察才發(fā)生的，難道不是這樣嗎？不錯(cuò)，我們的觀察可能揭示出原子的實(shí)在，但怎能說(shuō)我們的觀察創(chuàng)造了原子的實(shí)在？的確，原子以及原子構(gòu)成成分的行為方式似乎可能是既模糊，又不準(zhǔn)確的，但這只是由于我們拙于探測(cè)這些精巧的東西。”《上》“為什么我們不能將量子模糊性歸因于更深層級(jí)的隱變量呢？隱變量理論使我們能夠?qū)⒘孔恿Ｗ拥幕煦绲模碛^不確定的不羈行為描繪成是下層級(jí)上完全決定論的力所驅(qū)動(dòng)的?！薄对贰皭?ài)因斯坦深信，事情必定如上所述?！彼麡?gòu)建了EPR思想實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)這種想法?！按藢?shí)驗(yàn)要我們考慮通過(guò)同時(shí)窺視一個(gè)粒子的位置和動(dòng)量，以蒙騙海森伯不確定性原理。采用的計(jì)謀是使用一個(gè)同謀粒子，以實(shí)行一次取代所感興趣粒子的測(cè)量?！安栒J(rèn)為：“在EPR實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)相距很遠(yuǎn)但關(guān)聯(lián)著的同謀粒子，構(gòu)成量子系統(tǒng)的一個(gè)不可分割的部分。雖然沒(méi)有直接信號(hào)在A與B之間穿過(guò)，按照玻爾的看法，這并不意味著當(dāng)你討論A的環(huán)境時(shí)，可以忽略對(duì)B實(shí)行的測(cè)量。所以，雖然沒(méi)有實(shí)際的物理力在A與B之間傳送，他們?nèi)詢叭缤\一般在其行動(dòng)中進(jìn)行合作。”《原》
貝爾定理
約翰-貝爾研究了二粒子量子系統(tǒng)，證明“如果按照愛(ài)因斯坦的看法，假定兩塊碎片在被觀察之前實(shí)際上就已經(jīng)以相當(dāng)?shù)拇_定狀態(tài)存在，那么分離的系統(tǒng)之間的協(xié)作程度不能超過(guò)某個(gè)一定的極大值。量子論則預(yù)言，這個(gè)所謂的極大值是可以超出的。”
阿斯派克特實(shí)驗(yàn)
阿斯派克特、達(dá)利巴德與羅哲等人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)——“對(duì)于由鈣原子單次躍遷中同時(shí)發(fā)射的反向運(yùn)動(dòng)的光子對(duì)進(jìn)行偏振測(cè)量?！薄獊?lái)檢驗(yàn)貝爾不等式，結(jié)果“玻爾贏了，愛(ài)因斯坦輸了?！?/p>
說(shuō)明
“波爾——愛(ài)因斯坦之爭(zhēng)，不僅僅是細(xì)節(jié)之爭(zhēng)。它涉及量子論這一科學(xué)的最成功的理論的整個(gè)概念結(jié)構(gòu)。其核心是這樣一個(gè)問(wèn)題：原子是一個(gè)東西，還是一種抽象想象的構(gòu)想，只是用來(lái)解釋廣泛的觀察結(jié)果？”《上》
“人們對(duì)世界的常識(shí)性看法，即把客體看做是與我們的觀察無(wú)關(guān)的‘在那里’確實(shí)存在的東西，這種看法在量子論面前完全站不住腳了?！薄渡稀?/p>
“量子論打碎了人們的常識(shí)所珍視的關(guān)于實(shí)在性質(zhì)的概念。它使得主體和客體、原因與結(jié)果之間的界限模糊了，將強(qiáng)烈的整體論引入我們的世界觀?！薄渡稀?/p>
大衛(wèi)-玻姆在《整體性與暗含的秩序》中寫(xiě)到：“量子論所要求的關(guān)鍵性的描述變化就是，放棄分析的想法，不再把世界分析成相對(duì)自主的部分，分別存在但同時(shí)又相互作用。相反，現(xiàn)在最受強(qiáng)調(diào)的是不可分的整體性，在整體的世界中，觀察工具與被觀察的東西不是分開(kāi)的。”“一句話，世界不是相互分離卻相互聯(lián)系的東西的集結(jié)，而是一個(gè)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)。玻姆這樣就回應(yīng)了沃納-海森堡的話：‘習(xí)慣上把世界分成主體與客體，內(nèi)心世界與外部世界，肉體與靈魂，這種分法已不恰當(dāng)了?！薄渡稀?/p>
物理學(xué)家J-惠勒打了一個(gè)比喻，是20個(gè)問(wèn)題游戲的一種翻版：房間里的人事先約定一個(gè)詞，而后讓新進(jìn)來(lái)的人通過(guò)提20個(gè)問(wèn)題，原有的人回答是或非，來(lái)把這個(gè)詞得出來(lái)。但他玩游戲的時(shí)候，屋里的人“原先并未約定一個(gè)詞，他們一致同意不統(tǒng)一約定一個(gè)詞，每一個(gè)人能盡其所愛(ài)回答問(wèn)題——但有一個(gè)要求，即：他心中必須有一個(gè)可與他自己的回答，以及所有已經(jīng)作出的回答相適合的詞，”“當(dāng)我進(jìn)屋時(shí)，我認(rèn)為屋內(nèi)有一個(gè)確定的詞，實(shí)際上這個(gè)詞是通過(guò)我所提的問(wèn)題一步一步演化出來(lái)的?！薄叭绻姨岢鲞^(guò)不同的問(wèn)題，或依不同的次序提同樣的問(wèn)題，就會(huì)以不同的詞告終，正如實(shí)驗(yàn)者關(guān)于電子行為會(huì)有不同描述而告終一樣?！薄霸谟螒蛑袩o(wú)詞便是詞，除非通過(guò)選擇一系列的問(wèn)與答，將該詞變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在實(shí)際的量子世界里，任何一種基本量子現(xiàn)象只有在其被記錄下來(lái)之后，才是一種現(xiàn)象?！薄对?/p>
馮-諾依曼回歸推理
“玻爾觀點(diǎn)的核心是：一般地只在作了一次特定測(cè)量（或觀察）之后，我們才能有意義地談?wù)搯蝹€(gè)量子系統(tǒng)的物理屬性。顯然，這賦予測(cè)量作用以一種嚴(yán)正而特殊的物理地位?！薄对贰鞍凑樟孔恿W(xué)規(guī)則，一個(gè)量子系統(tǒng)可按兩種十分不同的方式在時(shí)間中演化。”“假設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)由幾個(gè)相迭加的不同波圖所組成。”“現(xiàn)在假設(shè)實(shí)施某種測(cè)量，效果就是戲劇性的了。突然間除了僅留下與‘答案’相對(duì)應(yīng)的單一波圖之外，所有其余構(gòu)成波全部消失，干涉效應(yīng)停止，繼后波圖全然改變了。波的這種似測(cè)量演化是不可逆的，我們不可能取消它，并恢復(fù)原來(lái)復(fù)雜的波圖?！薄帮@然，在一次測(cè)量所出現(xiàn)的驟然變化，與量子系統(tǒng)耦合一個(gè)與之相互作用的儀器有關(guān)，他不再是孤立的了?！薄皵?shù)學(xué)家馮-諾依曼證明了：對(duì)于一個(gè)模型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種耦合確實(shí)具有前述效應(yīng)?！薄对?/p>
“馮-諾依曼作出結(jié)論：測(cè)量裝置，僅當(dāng)它本身也受到一次測(cè)量，從而激起‘下定它的決心’（技術(shù)上叫做波函數(shù)縮編到某一具體的本征態(tài)上）時(shí)，才可能被認(rèn)為實(shí)際上完成了一次不可逆的測(cè)量作用。但我們現(xiàn)在墮入了無(wú)限的回歸，因?yàn)檫@第二個(gè)測(cè)量裝置本身又要求另一裝置將它‘縮編’成為一個(gè)具體實(shí)在的狀態(tài)?！薄对贰傲孔拥摹疁y(cè)量問(wèn)題’實(shí)際上是精神——肉體或軟件——硬件問(wèn)題的變體。”“假如從頭至尾全是在硬件層面上描述測(cè)量行為，就出現(xiàn)了悖論?！薄榜T-諾依曼機(jī)器鏈總是有一臺(tái)最后的機(jī)器必得處于一種非實(shí)在的狀態(tài)之中?！薄渡稀?/p>
薛定諤貓佯謬
“一只貓關(guān)在一鋼盒內(nèi)，盒中有下述極殘忍的裝置（必須保證此裝置不受貓的直接干擾）：在蓋革計(jì)數(shù)器中有一小塊輻射物質(zhì)，他非常小，或許在一小時(shí)內(nèi)只有一個(gè)原子衰變。在相同的幾率下或許沒(méi)有一個(gè)原子衰變。如果發(fā)生衰變，計(jì)數(shù)管便放電并通過(guò)一個(gè)繼電器釋放一錘，擊碎一個(gè)小的氫氰酸瓶。如果人們使這整個(gè)系統(tǒng)自在一小時(shí)，那么人們就會(huì)說(shuō)，如果在此期間沒(méi)有原子衰變，這貓就是活的。第一次原子衰變必定會(huì)毒殺了貓。”“按照量子力學(xué)規(guī)則，盒內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)處于兩種狀態(tài)的迭加之中，一態(tài)中有活貓，另一態(tài)中有死貓。但是一個(gè)又活又死的貓，是什么意思呢？據(jù)推測(cè)，貓自己知道它是活還是死。然而，按照馮-諾依曼的回歸推理，我們不得不作出結(jié)論：不幸的動(dòng)物繼續(xù)處于一種懸而未決的死活狀態(tài)之中，直到某人窺視盒內(nèi)看個(gè)究竟為止。此時(shí)，它要么變得生氣勃勃，要么變?yōu)榧纯趟劳??！薄对?/p>
“貓佯謬摧毀了我們本可以有的如下希望，即：量子幽靈以某種方式局限于原子的陰影似的微觀世界之中，在原子領(lǐng)域中實(shí)在的佯謬性質(zhì)是與日常生活和經(jīng)驗(yàn)是不相關(guān)的。如果量子力學(xué)作為所有物質(zhì)的一種正確描述被接受，這種希望顯然是會(huì)落空的。如果遵循量子理論的邏輯到達(dá)其最終結(jié)論，則大部分的物理宇宙，似乎要消失于陰影似的幻想之中?！薄对?/p>
平行宇宙假設(shè)
布賴斯-德韋特提出了大膽的多宇宙假設(shè)：“在每一個(gè)恒星、每一個(gè)星系中，以及在宇宙的每一個(gè)遙遠(yuǎn)的角落里，所發(fā)生的每一種量子躍遷，都在把地球上我們這個(gè)定域世界分裂成無(wú)數(shù)個(gè)自身的拷貝……這里是報(bào)復(fù)性的精神分裂癥?！薄对愤@個(gè)假設(shè)贏得了“廉價(jià)的宇宙，昂貴的假設(shè)”的評(píng)價(jià)。
最后我再引一句玻爾的話：“假如一個(gè)人不為量子論感到困惑，那他就是沒(méi)有明白量子論。”
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