三、量子物理的五個顛覆

1. 量子糾纏

所謂量子糾纏，源于愛因斯坦和他的兩位博士后研究伙伴于1935年提出的思想實驗。其含義是，設想由兩個微觀粒子組成的系統，當它們分離后，即使分別運行到遠至光年的距離，對其中一個粒子進行擾動而導致其狀態發生變化，另一個粒子也會立即發生相應的狀態改變，愛因斯坦將其稱為“鬼魅似的遠距作用”(spooky action at a distance)。1982年，法國物理學家艾倫·愛斯派克特和他的小組成功地完成了“量子糾纏”實驗。在量子世界里，兩個粒子在經過短暫時間彼此耦合之后，它們之間會產生極強的關聯性，這一現象就叫“量子糾纏”，當單獨攪擾其中任意一個粒子，會不可避免地影響到另外一個粒子的性狀，盡管兩個粒子之間可能相隔很遠的距離，哪怕遠到宇宙的兩極，也如同它們在一起一樣。量子糾纏現象意味著，宇宙中的任意兩個事物之間，存在著一種固有的內在關聯(inherent relation)，這是一種無須時間傳遞的整體論意義上的相互關聯，這種內在關聯使得整個宇宙成為一個整體，任何一個局部發生變化，都可能使得其他部分乃至整個宇宙同時發生變化。

2. 量子塌縮

在一般性的科學實驗中觀察并測量某種系統時，科學家要將作為實驗對象的系統與測量設備、觀察者本身分開來觀察，以防后者干擾到前者，這樣才能保證測量結果的純粹度。當然，在不同性質的實驗當中，避免干擾或難或易，如果測量過程對測量對象的影響微乎其微，它對結果的干擾可忽略不計。但是量子測量則不一樣，進行量子測量時，被測系統與測量設備兩者理論上是分不開的。量子理論揭示，客體對測量儀器的反作用是不可消除的。譬如，一個粒子沒有被測量時，它以概率波的形式存在（“波函數”），它的演變過程可以用薛定諤方程準確地描述。但該粒子一旦被觀測，這個概率波便會立即塌縮到一個具體的本征態或可能態，即從概率波的形式轉化為粒子的形式。微觀粒子的狀態只能用一個波函數來表示，我們只能說明事物的“存在趨勢”是怎樣的，這種趨勢科學家們稱為概率波（或波函數）。概率波的一個特性是，在被測量之前，各種概率都存在，但就在它們被測量（觀察）的那一刻，一個結果顯現了，其他的可能“崩塌”了。

3. 波粒二象性

物理學家們在20世紀20年代發現光有一種二象性：它同時具有粒子和波的特性。以前這種結論被認為是不可能的。著名的“狹縫實驗”證明了光波中的單個光子在一種實驗中表現出粒子的特性，而在另外一種實驗中則表現出波的特性。科學家在測量量子運動的位置和運動能量時，發現量子的運動軌跡既符合波也符合微粒的特點。這令人困惑不解。正是這樣一個悖論，孕育出一個驚人的答案：光子僅表現出科學家們正在證明的那個特性！換句話說，正是科學家的預期和測量光子的方法，決定了光子表現出粒子性還是波性。這就是說，光子以一個觀察者所期望的方式顯現，這樣，我們就再也不是宇宙的客觀觀察者了。這就完全打破了傳統物理學的邏輯。波粒二象理論確立了微觀世界不可分割的整體系統性。

4. 測不準、概率波

能反映量子理論隨機性特征的另一個理論就是海森堡提出的“測不準原理”。1927年德國物理學家海森堡提出：對于任何一個粒子，你不可能同時精確測量它的位置和動量，這就是海森堡測不準原理。概率，亦即可能性，是海森堡測不準原理中的重要概念。他認為，任何一個粒子的位置和動量不可能同時準確測量，要準確測量位置，動量就完全測不準，反之亦然。造成這種狀況的原因是由于測量中不可避免地出現儀器對測量對象的干擾，以及粒子本身所具有的波動性。海森堡說：“在位置被測定的一瞬，電子的位置測定得越準確，動量的測定就越不準確，反之亦然?！辈柊押Ｉさ挠^點提高到哲學高度，提出了“互補原理”。玻爾對“互補”的解釋是：“互補一詞的意義是：一些經典概念的任何確定性應用，將排除另一些經典概念的同時應用，而這另一些概念在另一種條件下卻是闡明現象所同樣不可缺少的?！彼凇读孔永碚摗分羞@樣概述：“從量子尺度來看，任何客體最一般的物理性質都必須用成對的互補變量來表示，其中每個變量必然以相應地減小另一變量的確定性程度為代價才能成為比較確定的。”這樣，經典的決定論的因果律在量子系統中不再成立，人們只能了解粒子出現的概率，而不能確定某個粒子在某時某處是否一定出現。這就是量子力學的統計解釋或概率解釋。

為了通俗地說明這個原理，薛定諤假設在一個盒子里放入一只貓，并將一根飲料管插在貓嘴里，飲料管的另一頭裝上一個施放毒氣的閥門，電子經過閥門時便自動施放毒氣，貓就被毒死了，但電子也有可能不經過這道閥門，因此這只貓也可能一直活著。所以，在盒子打開之前，我們不知道這只貓是死的還是活的。但當盒子打開，這一操作會觸發閥門將貓殺死。這一刻，是我們的觀測起了決定作用。所以，在盒子打開之前，這只貓可能是死的，也可能是活的。它是活貓和死貓的疊加，既是活貓也是死貓。這就是著名的“薛定諤的貓”悖論?；凇把Χㄥ姷呢垺保傲孔永碚摗苯o予了我們的啟示是，對于人的發展狀態和方向的判斷，更適合采取“趨勢模型”“概率模型”，而不是“定量模型”“確定模型”。

5. 全息場與能量場

從量子科學中涌現出來的最激動人心的概念，就是能量場。按照量子場理論，在原子尺度上，場無處不在。這不是我們想象中的可視的實體，它們是基本粒子的相互作用?；玖Ｗ犹篮阒?，它們互相碰撞，吸收能量，并以光子的形式釋放能量。粒子同時發出和重新吸收這些光子，也吸收其他粒子的光子。這些相互作用讓粒子或者相互吸引，或者互相排斥，構筑起一張統一的原子關系的大網，連接著整個宇宙。如果說經典物理學的核心隱喻是一臺機械座鐘，那么量子物理學的核心隱喻就是這無所不在的“網”?；谀芰繄龅母拍?，對于人的心理結構，認知結構，也應建立“場”的概念。心理結構和認知結構都不是實體，而是更類似于“場”，一個隨時生成、運動、變化的場。