朱 及 瑞
| 这 奇 妙 的 世 界 提 供 给 艺 术 家 的 是 无 穷 的 灵 感 ， 提 供 给 科 学 家 的 是 无 尽
的 新 发 现 ， 提 供 给 研 究 生 命 现 象 的 学 者 却 是 一 个 解 不 开 的 谜 。 到 底 谁
最 有 资 格 解 释 生 命 ？ 是 哲 学 家 吗 ？ 在 过 去 的 几 十 年 哲 学 已 成 了 物 理 学 家
的 一 个 新 领 域 。 物 理 学 家 把 物 质 拆 开 研 究 ， 越 拆 越 小 ， 终 于 拆 到 什 么 都
没 有 了 。 他 们 不 但 发 现 物 质 并 不 是 物 质 所 组 成 的 (这 句 话 在 逻 辑 上 本
来 就 是 矛 盾 的 ， 哲 学 家 早 就 知 道 了 )， 而 且 物 质 奇 妙 的 特 性 已 经 要 靠 哲
学 来 解 释 了 ;有 许 多 物 理 学 家 甚 至 相 信 「 自 我 意 识 」 是 物 理 现 象 重 要
的 一 环 。 而 另 一 方 面 生 命 学 家 却 又 因 电 脑 及 人 工 智 慧 的 发 展 ， 而 步 上
一 百 年 前 物 理 学 家 的 后 尘 ， 相 信 生 命 现 象 是 没 有 超 然 的 意 义 的 。 这 一
切 要 从 杨 氏 的 双 狭 缝 实 验 (Double Slit Experiment)说 起 。 双 狭 缝 实 验 是 第 一 个 证 明 光 是 「 能 量 」 而 不 是 「 粒 子 」 的 实 验 。 在 这 之 前 科 学 家 相 信 光 是 一 些 速 度 极 快 的 「 光 子 」 所 组 成 。 而 双 狭 缝 实 验 却 证 明 光 像 水 波 一 样 是 一 种 「 波 动 」 而 不 是 物 质 。 当 我 们 丢 一 个 石 头 到 一 个 池 塘 里 时 ， 会 激 起 一 圈 圈 向 外 扩 散 的 涟 漪 (水 波 );若 同 时 丢 两 个 石 头 则 两 组 水 波 交 会 形 成 放 射 状 的 条 纹 ， 这 叫 「 干 涉 现 象 」 。 杨 氏 实 验 是 在 一 个 平 板 上 切 出 两 条 平 行 的 缝 ， 然 后 以 光 线 照 在 板 子 上 ， 结 果 发 现 ， 通 过 狭 缝 的 光 线 照 在 平 板 后 的 墙 上 形 成 许 多 条 纹 。 这 证 明 了 光 线 是 「 同 时 」 经 过 两 个 缝 。 如 果 把 光 线 减 到 很 弱 使 得 光 子 是 一 个 一 个 的 射 出 灯 泡 ， 然 后 用 底 片 感 光 ， 所 得 到 的 仍 是 干 涉 条 纹 。 光 子 怎 么 可 能 一 个 一 个 到 达 底 片 ， 却 又 「 同 时 」 经 过 两 个 狭 缝 呢 ？ 科 学 家 用 电 子 重 覆 同 样 的 实 验 ， 所 得 的 结 果 完 全 一 样 。 最 后 他 们 的 结 论 是 ： 物 体 只 有 在 被 「 侦 测 」 的 那 一 瞬 间 才 从 能 量 的 波 动 「 凝 聚 」 成 有 本 体 的 物 质 ！ 当 我 们 看 到 一 个 桌 子 的 时 候 ， 是 因 为 光 波 被 桌 子 表 面 的 电 场 反 弹 进 入 我 们 的 眼 睛 ， 在 网 膜 上 凝 聚 成 光 子 才 形 成 视 觉 。 触 觉 也 是 一 样 ， 是 桌 子 的 波 动 在 触 摸 的 一 瞬 间 凝 聚 成 原 子 。 不 信 吗 ？ 问 问 一 个 物 理 系 毕 业 的 朋 友 就 知 道 了 。 这 并 不 表 示 我 们 的 感 受 是 幻 觉 ， 因 为 能 量 和 物 质 一 样 的 真 实 。 杨 氏 实 验 使 人 们 更 能 了 解 爱 因 斯 坦 「 质 能 互 变 」 的 本 质 。 但 最 奇 妙 的 是 ： 一 ， 能 量 波 在 被 侦 测 或 被 「 观 察 」 的 时 候 才 形 成 实 体 ， 这 是 否 有 特 别 的 意 义 ？ ， 二 ， 假 设 两 百 亿 年 前 的 一 个 小 星 爆 炸 产 生 的 光 线 经 过 这 许 久 的 时 间 终 于 到 达 地 球 ， 而 被 你 一 抬 头 看 见 了 那 小 小 的 光 点 ， 同 时 在 宇 宙 的 另 一 端 有 个 外 星 人 刚 好 也 抬 起 头 ， 可 是 晚 了 万 分 之 一 秒 ， 结 果 什 么 也 没 有 看 见 ， 因 为 那 奔 向 宇 宙 四 面 八 方 的 光 波 在 那 一 瞬 间 凝 聚 成 了 一 个 光 子 落 在 你 眼 里 ， 像 一 个 消 失 的 肥 皂 泡 ， 这 有 什 么 启 示 ？ 一 九 一 七 年 十 月 ， 三 十 几 位 当 时 着 名 的 物 理 学 家 聚 集 在 一 起 讨 论 量 子 物 理 的 一 些 哲 学 意 义 ， 这 就 是 着 名 的 第 五 次 Solvay Congress会 议 ， 参 加 的 都 是 赫 赫 有 名 的 物 理 学 家 ， 包 括 爱 因 斯 坦 、 波 尔 、 波 恩 、 普 朗 克 、 海 森 柏 、 薛 定 格 等 。 会 议 中 讨 论 的 重 点 就 是 波 尔 所 提 出 的 所 谓 「 哥 本 哈 根 释 意 」 ， 内 容 是 说 「 物 质 只 有 被 观 察 的 时 候 才 存 在 ， 在 这 之 前 只 有 存 在 的 可 能 性 ， 因 此 所 谓 「 既 成 事 实 」 是 没 有 意 义 的 。 会 中 爱 因 斯 坦 对 杨 氏 的 双 狭 缝 实 验 也 提 出 了 他 的 看 法 。 他 认 为 当 波 动 到 达 观 察 者 或 观 测 仪 器 的 时 候 是 全 面 性 的 ， 像 海 浪 打 在 岸 上 一 样 ， 而 不 是 像 波 尔 等 人 所 说 的 在 瞬 间 「 凝 聚 成 物 质 」 。 爱 因 斯 坦 虽 然 自 谦 他 对 量 子 物 理 没 有 什 么 研 究 ， 其 实 他 已 花 了 七 年 思 考 这 个 问 题 ， 因 此 很 从 容 的 解 释 如 果 波 尔 所 说 是 事 实 ， 那 就 违 反 了 相 对 论 ， 因 为 「 一 瞬 间 」 违 反 了 相 对 论 「 没 有 任 何 运 动 可 以 超 越 光 速 」 的 基 本 前 提 。 波 尔 和 爱 因 坦 所 辩 论 的 ， 简 单 的 说 就 是 「 原 子 到 底 是 一 个 物 体 ， 或 只 是 用 以 解 释 物 理 现 象 的 工 具 ？ 」 如 果 原 子 真 的 是 实 体 ， 那 么 原 子 一 定 有 位 置 及 运 动 方 向 !但 量 子 物 理 的 数 学 公 式 (就 是 海 森 柏 的 测 不 准 定 理 )完 全 否 认 这 一 点 。 如 果 这 公 式 是 错 的 ， 那 么 雷 射 、 半 导 体 、 超 导 体 、 电 子 显 微 镜 等 都 不 可 能 存 在 。 但 物 质 是 这 么 的 实 在 ， 怎 么 会 是 一 种 现 象 呢 ？ 让 我 们 做 个 比 喻 ： 人 的 眼 睛 像 个 凸 透 镜 ， 所 以 射 到 网 膜 上 影 像 都 是 倒 反 的 ， 但 为 什 么 我 们 看 到 的 东 西 都 是 正 的 ？ 理 由 很 简 单 ， 我 们 已 习 惯 了 直 立 看 东 西 ， 就 发 展 出 非 常 真 实 的 「 正 」 的 观 念 ， 如 果 一 个 人 习 惯 倒 立 用 手 行 走 ， 一 旦 站 立 起 来 ， 也 会 觉 得 整 个 世 界 都 反 了 。 量 子 物 理 最 广 为 人 所 津 津 乐 道 的 就 是 「 薛 定 格 的 猫 」 这 个 比 喻 。 如 果 波 尔 、 薛 定 格 、 海 森 柏 等 哥 本 哈 根 学 派 的 物 理 学 家 不 是 诺 贝 尔 物 理 奖 的 得 主 ， 这 只 猫 绝 不 会 受 到 重 视 的 。 这 比 喻 是 说 ， 假 设 有 一 个 密 闭 的 箱 子 ， 里 面 放 了 个 半 衰 期 是 一 小 时 的 放 射 性 原 子 ， 箱 中 还 有 一 个 侦 测 放 射 线 的 仪 器 ， 一 但 侦 测 到 放 射 线 就 会 启 动 一 个 开 关 放 出 致 命 的 毒 气 。 假 设 将 一 只 猫 放 入 箱 中 ， 一 小 时 后 这 猫 是 死 的 还 是 活 的 ？ 依 照 量 子 物 理 的 观 念 ， 如 果 是 你 开 了 箱 子 而 第 一 个 看 到 猫 ， 你 看 的 那 一 瞬 间 才 决 定 猫 的 命 运 ， 那 一 刻 之 前 「 事 实 」 还 没 有 发 生 ， 所 以 没 有 人 能 说 开 箱 之 前 猫 「 已 经 」 死 了 。 相 信 大 多 数 人 都 没 有 办 法 完 全 理 解 这 种 超 越 时 间 、 空 间 的 物 理 现 象 。 但 我 们 不 得 不 承 认 ， 物 理 已 经 能 渐 渐 让 我 们 认 识 到 一 个 远 超 过 我 们 所 能 想 像 的 境 界 ， 正 等 着 我 们 去 发 现 。 一 个 认 真 的 科 学 家 寻 求 上 帝 时 ， 也 会 有 同 样 的 体 会 。 |