朱 及 瑞
| 這 奇 妙 的 世 界 提 供 給 藝 術 家 的 是 無 窮 的 靈 感 ， 提 供 給 科 學 家 的 是 無 盡
的 新 發 現 ， 提 供 給 研 究 生 命 現 象 的 學 者 卻 是 一 個 解 不 開 的 謎 。 到 底 誰
最 有 資 格 解 釋 生 命 ？ 是 哲 學 家 嗎 ？ 在 過 去 的 幾 十 年 哲 學 已 成 了 物 理 學 家
的 一 個 新 領 域 。 物 理 學 家 把 物 質 拆 開 研 究 ， 越 拆 越 小 ， 終 於 拆 到 什 麼 都
沒 有 了 。 他 們 不 但 發 現 物 質 並 不 是 物 質 所 組 成 的 (這 句 話 在 邏 輯 上 本
來 就 是 矛 盾 的 ， 哲 學 家 早 就 知 道 了 )， 而 且 物 質 奇 妙 的 特 性 已 經 要 靠 哲
學 來 解 釋 了 ;有 許 多 物 理 學 家 甚 至 相 信 「 自 我 意 識 」 是 物 理 現 象 重 要
的 一 環 。 而 另 一 方 面 生 命 學 家 卻 又 因 電 腦 及 人 工 智 慧 的 發 展 ， 而 步 上
一 百 年 前 物 理 學 家 的 後 塵 ， 相 信 生 命 現 象 是 沒 有 超 然 的 意 義 的 。 這 一
切 要 從 楊 氏 的 雙 狹 縫 實 驗 (Double Slit Experiment)說 起 。 雙 狹 縫 實 驗 是 第 一 個 證 明 光 是 「 能 量 」 而 不 是 「 粒 子 」 的 實 驗 。 在 這 之 前 科 學 家 相 信 光 是 一 些 速 度 極 快 的 「 光 子 」 所 組 成 。 而 雙 狹 縫 實 驗 卻 証 明 光 像 水 波 一 樣 是 一 種 「 波 動 」 而 不 是 物 質 。 當 我 們 丟 一 個 石 頭 到 一 個 池 塘 裡 時 ， 會 激 起 一 圈 圈 向 外 擴 散 的 漣 漪 (水 波 );若 同 時 丟 兩 個 石 頭 則 兩 組 水 波 交 會 形 成 放 射 狀 的 條 紋 ， 這 叫 「 干 涉 現 象 」 。 楊 氏 實 驗 是 在 一 個 平 板 上 切 出 兩 條 平 行 的 縫 ， 然 後 以 光 線 照 在 板 子 上 ， 結 果 發 現 ， 通 過 狹 縫 的 光 線 照 在 平 板 後 的 牆 上 形 成 許 多 條 紋 。 這 證 明 了 光 線 是 「 同 時 」 經 過 兩 個 縫 。 如 果 把 光 線 減 到 很 弱 使 得 光 子 是 一 個 一 個 的 射 出 燈 泡 ， 然 後 用 底 片 感 光 ， 所 得 到 的 仍 是 干 涉 條 紋 。 光 子 怎 麼 可 能 一 個 一 個 到 達 底 片 ， 卻 又 「 同 時 」 經 過 兩 個 狹 縫 呢 ？ 科 學 家 用 電 子 重 覆 同 樣 的 實 驗 ， 所 得 的 結 果 完 全 一 樣 。 最 後 他 們 的 結 論 是 ： 物 體 只 有 在 被 「 偵 測 」 的 那 一 瞬 間 才 從 能 量 的 波 動 「 凝 聚 」 成 有 本 體 的 物 質 ！ 當 我 們 看 到 一 個 桌 子 的 時 候 ， 是 因 為 光 波 被 桌 子 表 面 的 電 場 反 彈 進 入 我 們 的 眼 睛 ， 在 網 膜 上 凝 聚 成 光 子 才 形 成 視 覺 。 觸 覺 也 是 一 樣 ， 是 桌 子 的 波 動 在 觸 摸 的 一 瞬 間 凝 聚 成 原 子 。 不 信 嗎 ？ 問 問 一 個 物 理 系 畢 業 的 朋 友 就 知 道 了 。 這 並 不 表 示 我 們 的 感 受 是 幻 覺 ， 因 為 能 量 和 物 質 一 樣 的 真 實 。 楊 氏 實 驗 使 人 們 更 能 了 解 愛 因 斯 坦 「 質 能 互 變 」 的 本 質 。 但 最 奇 妙 的 是 ： 一 ， 能 量 波 在 被 偵 測 或 被 「 觀 察 」 的 時 候 才 形 成 實 體 ， 這 是 否 有 特 別 的 意 義 ？ ， 二 ， 假 設 兩 百 億 年 前 的 一 個 小 星 爆 炸 產 生 的 光 線 經 過 這 許 久 的 時 間 終 於 到 達 地 球 ， 而 被 你 一 抬 頭 看 見 了 那 小 小 的 光 點 ， 同 時 在 宇 宙 的 另 一 端 有 個 外 星 人 剛 好 也 抬 起 頭 ， 可 是 晚 了 萬 分 之 一 秒 ， 結 果 什 麼 也 沒 有 看 見 ， 因 為 那 奔 向 宇 宙 四 面 八 方 的 光 波 在 那 一 瞬 間 凝 聚 成 了 一 個 光 子 落 在 你 眼 裡 ， 像 一 個 消 失 的 肥 皂 泡 ， 這 有 什 麼 啟 示 ？ 一 九 一 七 年 十 月 ， 三 十 幾 位 當 時 著 名 的 物 理 學 家 聚 集 在 一 起 討 論 量 子 物 理 的 一 些 哲 學 意 義 ， 這 就 是 著 名 的 第 五 次 Solvay Congress會 議 ， 參 加 的 都 是 赫 赫 有 名 的 物 理 學 家 ， 包 括 愛 因 斯 坦 、 波 爾 、 波 恩 、 普 朗 克 、 海 森 柏 、 薛 定 格 等 。 會 議 中 討 論 的 重 點 就 是 波 爾 所 提 出 的 所 謂 「 哥 本 哈 根 釋 意 」 ， 內 容 是 說 「 物 質 只 有 被 觀 察 的 時 候 才 存 在 ， 在 這 之 前 只 有 存 在 的 可 能 性 ， 因 此 所 謂 「 既 成 事 實 」 是 沒 有 意 義 的 。 會 中 愛 因 斯 坦 對 楊 氏 的 雙 狹 縫 實 驗 也 提 出 了 他 的 看 法 。 他 認 為 當 波 動 到 達 觀 察 者 或 觀 測 儀 器 的 時 候 是 全 面 性 的 ， 像 海 浪 打 在 岸 上 一 樣 ， 而 不 是 像 波 爾 等 人 所 說 的 在 瞬 間 「 凝 聚 成 物 質 」 。 愛 因 斯 坦 雖 然 自 謙 他 對 量 子 物 理 沒 有 什 麼 研 究 ， 其 實 他 已 花 了 七 年 思 考 這 個 問 題 ， 因 此 很 從 容 的 解 釋 如 果 波 爾 所 說 是 事 實 ， 那 就 違 反 了 相 對 論 ， 因 為 「 一 瞬 間 」 違 反 了 相 對 論 「 沒 有 任 何 運 動 可 以 超 越 光 速 」 的 基 本 前 提 。 波 爾 和 愛 因 坦 所 辯 論 的 ， 簡 單 的 說 就 是 「 原 子 到 底 是 一 個 物 體 ， 或 只 是 用 以 解 釋 物 理 現 象 的 工 具 ？ 」 如 果 原 子 真 的 是 實 體 ， 那 麼 原 子 一 定 有 位 置 及 運 動 方 向 !但 量 子 物 理 的 數 學 公 式 (就 是 海 森 柏 的 測 不 準 定 理 )完 全 否 認 這 一 點 。 如 果 這 公 式 是 錯 的 ， 那 麼 雷 射 、 半 導 體 、 超 導 體 、 電 子 顯 微 鏡 等 都 不 可 能 存 在 。 但 物 質 是 這 麼 的 實 在 ， 怎 麼 會 是 一 種 現 象 呢 ？ 讓 我 們 做 個 比 喻 ： 人 的 眼 睛 像 個 凸 透 鏡 ， 所 以 射 到 網 膜 上 影 像 都 是 倒 反 的 ， 但 為 什 麼 我 們 看 到 的 東 西 都 是 正 的 ？ 理 由 很 簡 單 ， 我 們 已 習 慣 了 直 立 看 東 西 ， 就 發 展 出 非 常 真 實 的 「 正 」 的 觀 念 ， 如 果 一 個 人 習 慣 倒 立 用 手 行 走 ， 一 旦 站 立 起 來 ， 也 會 覺 得 整 個 世 界 都 反 了 。 量 子 物 理 最 廣 為 人 所 津 津 樂 道 的 就 是 「 薛 定 格 的 貓 」 這 個 比 喻 。 如 果 波 爾 、 薛 定 格 、 海 森 柏 等 哥 本 哈 根 學 派 的 物 理 學 家 不 是 諾 貝 爾 物 理 獎 的 得 主 ， 這 隻 貓 絕 不 會 受 到 重 視 的 。 這 比 喻 是 說 ， 假 設 有 一 個 密 閉 的 箱 子 ， 裡 面 放 了 個 半 衰 期 是 一 小 時 的 放 射 性 原 子 ， 箱 中 還 有 一 個 偵 測 放 射 線 的 儀 器 ， 一 但 偵 測 到 放 射 線 就 會 啟 動 一 個 開 關 放 出 致 命 的 毒 氣 。 假 設 將 一 隻 貓 放 入 箱 中 ， 一 小 時 後 這 貓 是 死 的 還 是 活 的 ？ 依 照 量 子 物 理 的 觀 念 ， 如 果 是 你 開 了 箱 子 而 第 一 個 看 到 貓 ， 你 看 的 那 一 瞬 間 才 決 定 貓 的 命 運 ， 那 一 刻 之 前 「 事 實 」 還 沒 有 發 生 ， 所 以 沒 有 人 能 說 開 箱 之 前 貓 「 已 經 」 死 了 。 相 信 大 多 數 人 都 沒 有 辦 法 完 全 理 解 這 種 超 越 時 間 、 空 間 的 物 理 現 象 。 但 我 們 不 得 不 承 認 ， 物 理 已 經 能 漸 漸 讓 我 們 認 識 到 一 個 遠 超 過 我 們 所 能 想 像 的 境 界 ， 正 等 著 我 們 去 發 現 。 一 個 認 真 的 科 學 家 尋 求 上 帝 時 ， 也 會 有 同 樣 的 體 會 。 |