第2章 愛因斯坦不喜歡

新物理學(xué)與舊物理學(xué)

量子力學(xué)指的并不是有人在量子先生的車房修汽車。量子力學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)分支。物理學(xué)有很多分支。不過，大部分物理學(xué)家都相信，他們終有一天會(huì)建立一個(gè)全面的觀點(diǎn)，來融合物理學(xué)所有的分支。

按照這個(gè)看法，原則上，我們終將發(fā)展一個(gè)理論來說明一切事物；而且說明得太好了，到最后終于再也沒有東西好說明。當(dāng)然，這并不意味我們的說明必然反映了事物真正的情形。一如愛因斯坦所說，我們還是打不開這個(gè)手表。不過，真實(shí)世界（手表內(nèi)部）的每一件事情，到最后將由我們最終的超理論一個(gè)前后一致的要素來解說。我們最后將會(huì)有一個(gè)理論，內(nèi)部一致，而且一切觀察得到的現(xiàn)象都能解釋。愛因斯坦說這種情形是“知識(shí)的理想極限”（ideal limit of knowledge）。（注一）

這種想法一頭撞進(jìn)量子力學(xué)，仿如汽車一頭撞進(jìn)大家都知道的一道墻一樣。對(duì)于量子力學(xué)的發(fā)展，愛因斯坦本人就有極大的貢獻(xiàn)，可是他卻用了大半生的時(shí)間來反對(duì)。為什么？問這個(gè)問題好比站在深淵邊緣，腳下仍然是牛頓物理學(xué)堅(jiān)固的土地，可是眼睛看到的深淵底下卻是一片虛空。我們要大膽地躍入其中的新物理學(xué)，才能回答這個(gè)問題。

量子物理學(xué)在20世紀(jì)初硬闖舞臺(tái)。物理學(xué)會(huì)議從來沒有一次決議要分出一支物理學(xué)叫作“量子力學(xué)”。但是這件事任何人都沒有選擇的余地。要有的話，或許就是怎么叫它。

“量子”就是東西的量，并且這個(gè)量都有一定數(shù)量。“力學(xué)”研究的是運(yùn)動(dòng)。所以，量子力學(xué)研究的是量的運(yùn)動(dòng)。量子論說，大自然事物是以微量片段進(jìn)行的（這些一定的微量是為quanta），量子力學(xué)就是研究這個(gè)現(xiàn)象的。

量子力學(xué)并沒有取代牛頓物理學(xué)，而是包含了牛頓物理學(xué)。牛頓物理學(xué)在它本身的限度之內(nèi)仍然有效。在錢幣的一面，我們可以說我們對(duì)自然界有了重大的發(fā)現(xiàn)；可是換到另一面，我們也可以說我們是發(fā)現(xiàn)了以前的理論的限度。我們發(fā)現(xiàn)，我們素來看自然界的方法不夠大，不足以解釋我們觀察到的一切現(xiàn)象。所以我們不得不發(fā)展一個(gè)比較具有包容力的觀點(diǎn)。愛因斯坦說：

……創(chuàng)造新理論不是拆掉舊谷倉，就地蓋起摩天大樓。創(chuàng)造新理論像爬山。一方面視野越來越大，越來越新，一方面又發(fā)現(xiàn)我們的起點(diǎn)與它四周繁雜的環(huán)境有原先預(yù)想不到的關(guān)系。可是我們的起點(diǎn)還在，還看得見，只是越來越小。我們冒險(xiǎn)往上，除去障礙之后得到了一個(gè)廣大的視野。我們的起點(diǎn)在這個(gè)廣大視野中變成了一個(gè)小小的部分。（注二）

牛頓物理學(xué)用在大規(guī)模的現(xiàn)象上仍然適用，可是用在亞原子領(lǐng)域之內(nèi)就失效了。亞原子領(lǐng)域是看不見的宇宙。我們四周一切事物的“纖維”（結(jié)構(gòu)）即是由這些小宇宙構(gòu)成，這些小宇宙隱藏其下，著床其上。量子力學(xué)即是研究亞原子領(lǐng)域的結(jié)果。

牛頓物理學(xué)

牛頓的時(shí)代（17世紀(jì)后期），亞原子領(lǐng)域完全只是一種思維。“原子是建造自然界的積木，無可分割”的觀念，早在公元前大約四百年就有人提出，可是一直到18世紀(jì)后期卻仍然還是觀念。之后，物理學(xué)家發(fā)展出觀察原子現(xiàn)象的技術(shù)，這才“證明”了原子的存在。當(dāng)然，他們證明的其實(shí)只是一件事，那就是，原子的存在雖然只是理論，卻最能夠說明當(dāng)時(shí)的人做出來的實(shí)驗(yàn)資料。此外，他們又證明原子并非不可分割；原子本身由更小的粒子構(gòu)成。這些粒子就是電子、質(zhì)子、中子等。物理學(xué)家給這些粒子標(biāo)上“基本粒子”的名稱；因?yàn)椋麄兿嘈潘麄兘K于找到了建筑宇宙最終的積木。

基本粒子論是古希臘一個(gè)觀念最新的翻版。讓我們想象一個(gè)完全用磚塊砌成的大城市。這個(gè)城市的房子有大有小，有各種樣子。每一棟房子，每一條街道所用的磚塊就是那幾種。我們只要用“宇宙”代替“城市”，用“粒子”代替“磚塊”，我們得到的就是基本粒子理論。

但是，基本粒子的研究，卻把（對(duì)物理學(xué)家而言）最具破壞性的發(fā)現(xiàn)送到物理學(xué)家面前，這個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，牛頓物理學(xué)在極小事物領(lǐng)域之內(nèi)無效！這個(gè)天搖地動(dòng)的發(fā)現(xiàn)一直到今天還在改變我們的世界觀。量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)一再產(chǎn)生的結(jié)果，牛頓物理學(xué)事先既無法預(yù)測(cè)，事后又無法說明。然而，牛頓物理學(xué)雖然無法解說微觀領(lǐng)域的現(xiàn)象，可是（雖然宏觀由微觀組成）對(duì)于宏觀現(xiàn)象卻一直解說得很好！這一點(diǎn)可能是人類在科學(xué)上最深刻的經(jīng)驗(yàn)。

牛頓的法則以日常生活的觀察為基礎(chǔ)。量子力學(xué)以亞原子領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。牛頓的法則預(yù)測(cè)的是事件。這些事件事關(guān)棒球、腳踏車等實(shí)際事物。量子力學(xué)預(yù)測(cè)的是或然率。或然率事關(guān)亞原子現(xiàn)象。我們沒有辦法直接觀察亞原子現(xiàn)象。我們的感官無法察覺這種現(xiàn)象。我們不但從來沒有看過原子（更別說電子），也沒有摸過、聽過、聞過、嘗過。①

牛頓的法則描述的事件非常簡單，容易了解，容易想象。量子力學(xué)描述的或然率卻無法形成概念，難以用視覺想象。因此，要了解這種現(xiàn)象，我們需要的方法雖然不一定要比我們平常了解事物的方法艱深，可是一定要不一樣。讀者切切不要企圖在心里想出完整的量子力學(xué)事件。（物理學(xué)家確實(shí)曾經(jīng)想出部分的圖像，可是這些圖像是否有價(jià)值卻有疑問。）讀者要做的是敞開思想，完全不用視覺想象任何東西。量于力學(xué)的創(chuàng)始人海森伯（Werner Heisenberg）說：

以數(shù)學(xué)建構(gòu)的量子論法則很清楚地告訴我們，我們平常的直覺概念無法應(yīng)用在最小粒子之上而毫無疑義。我們用來說明平常物體，譬如位置、速度、顏色、大小等，的文字或概念一旦用在基本粒子上，就不明確，就有問題。（注三）

一般人以為，我們只有在腦筋里對(duì)事物有一個(gè)圖像，才算了解事物。可是這是牛頓一派看待世間萬物方式的副產(chǎn)品。我們?nèi)绻胍脚ｎD，就要先超越這個(gè)觀念。

牛頓對(duì)科學(xué)有很偉大的貢獻(xiàn)。第一個(gè)是運(yùn)動(dòng)定律。牛頓說，假設(shè)有一個(gè)物體依直線前進(jìn)，那么，除非有一樣?xùn)|西（一個(gè)“力”）在其上作用，否則這個(gè)物體將永遠(yuǎn)依直線前進(jìn)。而若有外力作用，這個(gè)物體的方向和速率將按照這個(gè)力的幅度與方向而改變。除此之外，每一個(gè)作用力都同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相等而相對(duì)的反作用力。

今天凡是學(xué)過物理學(xué)還是泡過撞球場(chǎng)的人都很熟悉這些概念。但是，如果我們能夠設(shè)想到三百年前，我們就會(huì)知道這些概念有多么不凡。

第一，牛頓的第一運(yùn)動(dòng)定律違反了當(dāng)時(shí)公認(rèn)的權(quán)威——亞里士多德的看法。按照亞里士多德的看法，運(yùn)動(dòng)的物體總有一個(gè)自然的傾向要回歸靜止?fàn)顟B(tài)。

第二，牛頓的運(yùn)動(dòng)定律說明的事件在17世紀(jì)是無法觀察的。牛頓當(dāng)時(shí)必然只能觀察日常生活。而日常生活里面，運(yùn)動(dòng)的物體到最后總是回歸靜止?fàn)顟B(tài)。這是因?yàn)槟Σ恋年P(guān)系。譬如，如果我們推動(dòng)一部車子，這部車子會(huì)與它身上通過的空氣摩擦，與輪子碾過的地面摩擦，與輪子環(huán)繞的輪軸摩擦。所以，這部車子除非一直在下坡路上走，否則早晚會(huì)靜止下來。我們盡可以把這部車子做成流線型，給輪子加潤滑油，行走平滑的路面，但這一切只是減少摩擦而已；車子終究還是會(huì)停下來，并且顯然是自己停下來的。

牛頓當(dāng)然沒有機(jī)會(huì)看到太空人在太空中活動(dòng)的影片，不過他的運(yùn)動(dòng)定律早就預(yù)測(cè)了太空人在太空中運(yùn)動(dòng)的情形。假設(shè)太空人手中有一支鉛筆，那么如果他把這支鉛筆放掉，這支鉛筆會(huì)停在原地不動(dòng)。推一下，鉛筆便往推的方向一直前進(jìn)，一直到碰到墻壁為止。如果沒有墻，那么，原則上鉛筆將一直前進(jìn)——一直前進(jìn)。（這時(shí)太空人一邊也會(huì)往反方向運(yùn)動(dòng)，但是因?yàn)樗馁|(zhì)量比較大，所以比較慢。）

第三，牛頓的前提是“Hypotheses non fingo”（我不杜撰假說）。他的意思是，他的定理是依據(jù)扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)建立的。他說的一切是否成立，他自己的規(guī)范是，任何人都可以重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)并且得到相同的結(jié)果。可以由實(shí)驗(yàn)證明的，就是真的；不能由實(shí)驗(yàn)證明的，就是可疑的。

對(duì)于這個(gè)立場(chǎng)，至少教會(huì)是鄙視的。因?yàn)榻虝?huì)1500年來所說的事情都是無法用實(shí)驗(yàn)證明的。所以牛頓的物理學(xué)實(shí)際上對(duì)教會(huì)的勢(shì)力直接構(gòu)成了挑戰(zhàn)。（牛頓發(fā)現(xiàn)他的定理的時(shí)候，教會(huì)的勢(shì)力早已受到馬丁·路德的挑戰(zhàn)。牛頓本人非常虔誠，教會(huì)的論點(diǎn)亦不在那些實(shí)驗(yàn)的方法，而是在于牛頓的觀念發(fā)展出來的神學(xué)結(jié)論。這個(gè)結(jié)論必然涉及上帝是創(chuàng)世者，或者是人居于創(chuàng)造的主要地位的問題。）當(dāng)時(shí)的教會(huì)勢(shì)力非常大。宗教法庭曾經(jīng)逮捕伽利略。因?yàn)椋Q地球繞日而行，并且又由這個(gè)想法推衍出令人難以忍受的神學(xué)思想。宗教法庭強(qiáng)迫他撤銷他的看法，否則便要監(jiān)禁他，甚至不只如此。牛頓是在這以后不久出生的。這件事使很多人感受極為深刻，其中一個(gè)便是現(xiàn)代科學(xué)的另一個(gè)創(chuàng)立者——法國人笛卡兒。

一部大機(jī)器

17世紀(jì)30年代，笛卡兒到凡爾賽宮的皇家花園游玩。皇家花園當(dāng)時(shí)以復(fù)雜的自動(dòng)機(jī)器聞名。花園里的水流動(dòng)的時(shí)候，就有音樂響起；接著海精靈跑出來玩耍，巨大的海神舉著三叉戟兇猛地前進(jìn)。不論這之前笛卡兒心中是否已經(jīng)存有這個(gè)觀念，反正后來“宇宙及其中的一切都是自動(dòng)機(jī)”已經(jīng)成為笛卡兒的哲學(xué)。這個(gè)哲學(xué)，他用數(shù)學(xué)來支持。從他的時(shí)代到20世紀(jì)初，很可能就是因?yàn)樗覀兊淖嫦缺汩_始認(rèn)為宇宙是一部大機(jī)器。三百年來，他們發(fā)展的科學(xué)就是要了解這部大機(jī)器怎么運(yùn)作。以上是牛頓對(duì)科學(xué)的第一個(gè)貢獻(xiàn)。

牛頓的第二個(gè)貢獻(xiàn)就是他的重力定律。重力是非常重大的現(xiàn)象，可是我們卻視為當(dāng)然。譬如說：假設(shè)我們手里有一個(gè)球，我們只要把球放掉，球就會(huì)往下掉到地上。為什么會(huì)這樣？地又沒有升上來把球拉下去，可是球就是拉到地上了。舊物理學(xué)無法解釋這種現(xiàn)象，遂稱之為“超距作用”。對(duì)于這種現(xiàn)象，牛頓跟大家一樣迷惑。在他著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（Philosophiae Naturalis Principia Mathematica）這本書里面，他說：

……我沒有辦法從現(xiàn)象里面找到重力的原因；我無法構(gòu)成假設(shè)……但是重力確實(shí)存在；這就夠了。重力依照我們先前說過的法則作用，并且非常充分地說明了天體所有的運(yùn)動(dòng)……（注四）

牛頓清楚地感覺到重力的本質(zhì)是無法理解的。他寫信給古典學(xué)者本特利 ①說：

一個(gè)物體可以不經(jīng)任何媒介，經(jīng)過真空，而對(duì)遠(yuǎn)處的另一個(gè)物體產(chǎn)生作用，在我看來都覺得太荒謬了，更別說其他人。我相信，他們雖然在哲學(xué)上也有思考能力，可是一定都想不到。（注五）

簡而言之，遠(yuǎn)處的作用是知其然，而不知其所以然。

牛頓的看法是，把蘋果向下拉的力量，就是使月亮留在軌道上環(huán)繞地球、行星留在軌道上環(huán)繞太陽的力量。為了考驗(yàn)自己的看法，他用自己的數(shù)學(xué)計(jì)算月亮和行星的運(yùn)動(dòng)，然后再和天文學(xué)家觀察所得比較，兩者居然吻合！原來天上的物體和地上的物體都是由一樣的法則統(tǒng)御。牛頓闡明了這一點(diǎn)，由此一舉甩脫了兩者基本上有差異的假定。他建立了一個(gè)理性的、天上的力學(xué)。素來屬于諸神或上帝的識(shí)界，如今已在凡人的理解力之內(nèi)。牛頓的重力定律并沒有解說重力（這要等到愛因斯坦的廣義相對(duì)論），可是確實(shí)將重力的種種效應(yīng)納入了一個(gè)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)公式。

牛頓是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)自然界里面大統(tǒng)一場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)法則的人。他從自然界千變?nèi)f化的現(xiàn)象汲取一些統(tǒng)合的抽象概念，然后再用數(shù)學(xué)表達(dá)這些概念。就是因?yàn)檫@樣，牛頓對(duì)我們影響才這么大。他告訴我們，宇宙的現(xiàn)象有一些理性可以理解的結(jié)構(gòu)。他給了我們歷史上最有力的工具。在西方，我們已經(jīng)把這個(gè)工具——如果不是明智的——發(fā)揮到了極致。結(jié)果有正面也有反面，非常可觀，對(duì)我們的環(huán)境造成了巨大的沖擊。這個(gè)故事就是從牛頓開始的。

中古時(shí)代以降，第一個(gè)將物理世界量化的是伽利略。從石頭掉落到垂吊物（譬如他的教堂里的大吊燈）的擺動(dòng)等，他測(cè)量這一切事物的運(yùn)動(dòng)、周期、速度、久暫。笛卡兒發(fā)展了很多現(xiàn)代數(shù)學(xué)里的基本技術(shù)，并且將宇宙描繪成一部大機(jī)器。牛頓定出了這一部大機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的法則。

這些人碰到了經(jīng)院哲學(xué)（scholasticism）的痛處。經(jīng)院哲學(xué)是12到15世紀(jì)之間的中古思想體系，本來一直想把“人”擺在舞臺(tái)中央，或者至少回到舞臺(tái)上，借此向他（“人”）證明，在一個(gè)由不可測(cè)的力量統(tǒng)御的世界的里面他不需要是一個(gè)旁觀者。但是牛頓等人完成的卻是相反的主張，這或許是歷史上最大的諷刺。麻省理工學(xué)院的科學(xué)家魏曾邦（Joseph Weizenbaum）論及計(jì)算機(jī)的時(shí)候說：

科學(xué)向人承諾的是力量……可是人一旦屈服于這個(gè)承諾的誘惑，后來的代價(jià)就是苦役和無力感。力量如果不是自由選擇的力量，就等于不是力量。（注六）

為什么會(huì)這樣？

牛頓的運(yùn)動(dòng)定律說明的是運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生的事。知道了這些運(yùn)動(dòng)定律，那么，我們只要知道一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體起初的情形，我們就能夠預(yù)測(cè)它的未來。起初的情況知道得越多，我們的預(yù)測(cè)就越準(zhǔn)確。同樣地，我們也可以回溯（在時(shí)間上反預(yù)測(cè)）一個(gè)物體過去的歷史。譬如說，如果我們知道地球、太陽、月亮現(xiàn)在的位置，就能夠預(yù)測(cè)未來某一個(gè)時(shí)候地球相對(duì)于太陽和月亮的位置。這又使我們預(yù)先知道季節(jié)、日食月食的時(shí)間等。同理，我們也可以反過來計(jì)算出過去某一個(gè)時(shí)候地球相關(guān)于太陽和月亮的位置，再過去什么時(shí)候曾經(jīng)發(fā)生同樣的現(xiàn)象。

沒有牛頓物理學(xué)，就沒有太空計(jì)劃。探月太空船必須在地球的發(fā)射位置與月球的相對(duì)登陸地點(diǎn)距離最短的時(shí)候準(zhǔn)確發(fā)射，因?yàn)檫@時(shí)太空船飛行的路線最短。但是，地球和月球都在繞軸心自轉(zhuǎn)而又同時(shí)在太空中前進(jìn)。此時(shí)，地球、月亮、太空船的運(yùn)動(dòng)都要仰賴計(jì)算機(jī)計(jì)算，這時(shí)候其中的力學(xué)就是牛頓在“自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理”所提出的力學(xué)。

但是，實(shí)際上，想要知道事件初始階段的所有情況是很困難的。譬如說把球向墻上丟再彈回來這個(gè)運(yùn)動(dòng)好了。這個(gè)運(yùn)動(dòng)看似簡單，其實(shí)卻復(fù)雜得驚人。想要知道這個(gè)球什么時(shí)候彈落在哪里，別的不說，球的形狀、大小、彈性、動(dòng)量，丟球的角度，空氣的密度、壓力、溫度、濕度等都是必知的要素。丟球的運(yùn)動(dòng)是這樣，換了更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，就更難以得知所有的情況，更難做準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)了。然而，按照舊物理學(xué)，原則上只要數(shù)據(jù)足夠，我們就能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)事件如何進(jìn)行。只是因?yàn)閷?shí)際上這個(gè)工作太過龐大，所以我們沒辦法完成而已。

依據(jù)事物現(xiàn)有的知識(shí)以及運(yùn)動(dòng)定律預(yù)測(cè)未來的能力，使我們的祖先擁有了前所未有的力量。然而這一切里面卻帶有一個(gè)令人喪氣的邏輯。因?yàn)椋绻匀宦蓻Q定了事件的未來，那么，過去的某個(gè)時(shí)候，只要數(shù)據(jù)足夠，顯然我們也可以預(yù)測(cè)現(xiàn)在；而那個(gè)時(shí)候顯然也可以在更早的一個(gè)時(shí)候預(yù)測(cè)。一句話，如果我們接受牛頓物理學(xué)的機(jī)械式?jīng)Q定論，也就是說，如果宇宙真是一部大機(jī)器的話，那么宇宙從創(chuàng)造出來開始啟動(dòng)那一刻起，要發(fā)生什么事早就已經(jīng)注定。

根據(jù)這個(gè)哲學(xué)，我們?cè)瓉砗孟駬碛凶约旱囊庵荆灿邪焉钍录姆较蚋淖兊哪芰Γ墒俏覀儧]有。一切——包括“我們擁有自由意志”這個(gè)幻覺——從一開始就已經(jīng)決定。宇宙是早就錄好的錄音帶，播出的方式也是唯一的方式。科學(xué)發(fā)達(dá)以后人的地位比之于發(fā)達(dá)以前渺小到無足輕重。這部大機(jī)器在盲目地運(yùn)轉(zhuǎn)，其中的一切事物不過只是齒輪。

量子力學(xué)的創(chuàng)立人玻爾說：

……在量子力學(xué)里面，我們處理的事情并不是要武斷地排斥原子現(xiàn)象只是一種詳盡的分析，而是要認(rèn)識(shí)這種分析“原則上”①已經(jīng)遭到排除。（注七）

譬如說，假想有一個(gè)物體在太空中運(yùn)動(dòng)，這個(gè)物體有位置與動(dòng)量，兩者都可以測(cè)量——這是舊物理學(xué)的例子。（動(dòng)量是物體大小、速度、方向三者匯合的一個(gè)數(shù)字。）我們既然可以斷定這個(gè)物體某時(shí)的位置與動(dòng)量，那么要計(jì)算這個(gè)物體未來某時(shí)在什么地方就不是很難的事了。假設(shè)有一架飛機(jī)從南向北飛，時(shí)速兩百里。那么，如果這架飛機(jī)不改變方向和速度的話，一個(gè)小時(shí)以后將在北方兩百里處。這是牛頓的物理學(xué)。

但是，量子力學(xué)令我們大開眼界。量子力學(xué)發(fā)現(xiàn)牛頓物理學(xué)不適于亞原子現(xiàn)象。在亞原子領(lǐng)域之內(nèi)，我們絕對(duì)無法同時(shí)知道粒子的位置與動(dòng)量。我們可以概略地知道，但是，越知道其中之一，就越不知道另一。我們?nèi)羰蔷珳?zhǔn)地知道其中之一，就完全不知道另一。這就是海森伯的不確定原理。不確定原理不管多么難以置信，卻是已經(jīng)實(shí)驗(yàn)一再證明的。

當(dāng)然，想象著一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子，卻說無法同時(shí)測(cè)量它的位置與動(dòng)量，實(shí)在令人難以理解。這違背了我們的“常識(shí)”。然而，量子力學(xué)現(xiàn)象與常識(shí)矛盾的不止這一件。事實(shí)上，常識(shí)的矛盾便是新物理學(xué)的核心。這些矛盾一再地告訴我們，世間萬物不只是我們以為的那樣。

我們既然無法同時(shí)知道亞原子粒子的位置和動(dòng)量，我們能夠預(yù)測(cè)的事情也就不多。所以，相應(yīng)地，量子力學(xué)就不預(yù)測(cè)也無法預(yù)測(cè)特定的事件。量子力學(xué)預(yù)測(cè)的是或然率，所謂或然率，是一件事情可能發(fā)生或不會(huì)發(fā)生的機(jī)會(huì)。量子論預(yù)測(cè)微觀事件或然率的準(zhǔn)確度，相當(dāng)于牛頓物理學(xué)預(yù)測(cè)宏觀事件的準(zhǔn)確度。

牛頓的物理學(xué)說，“如果現(xiàn)在是這樣、這樣，那么下一步就會(huì)那樣、那樣”。量子力學(xué)則說，“如果現(xiàn)在是這樣、這樣，那么下一步那樣、那樣的或然率是……（它計(jì)算出來的數(shù)字）”對(duì)于我們“觀察”的粒子，我們永遠(yuǎn)沒有辦法知道會(huì)發(fā)生什么事。我們肯定的只是它依某些方式行為的或然率。我們最多只知道這些；因?yàn)椋ｎD物理計(jì)算式不可少的位置與動(dòng)量這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)，我們事實(shí)上都無法確切知道。我們只能透過實(shí)驗(yàn)，選擇其中一項(xiàng)來做精確的測(cè)量。

牛頓物理學(xué)的課題在于，統(tǒng)御宇宙的法則是理性的理解力可以觸及的。我們可以利用這些法則擴(kuò)展我們對(duì)周圍環(huán)境的知識(shí)，并因而擴(kuò)展我們對(duì)于環(huán)境的影響力。牛頓本人是教徒。他認(rèn)為他的定律即是彰顯上帝的完美。然而，除此之外，事實(shí)上牛頓的定律還使人向理想邁進(jìn)了一步。牛頓的定律提高了人的尊嚴(yán)，證明了人在宇宙中的重要性。中古時(shí)代以后，一種科學(xué)的新領(lǐng)域（自然哲學(xué)）像清風(fēng)一般使這種精神復(fù)活了。然而，諷刺的是，自然哲學(xué)到最后竟然是把人貶到機(jī)器齒輪的地位，而這部機(jī)器的機(jī)能早在制造出來的時(shí)候就已經(jīng)決定。

量子力學(xué)與牛頓物理學(xué)相反。量子力學(xué)告訴我們，我們自以為知道什么東西統(tǒng)御亞原子層次的事件，可是其實(shí)不然；量子力學(xué)告訴我們，我們絕不可能肯定地預(yù)測(cè)亞原子現(xiàn)象，我們只能預(yù)測(cè)它的或然率。

是我們創(chuàng)造了實(shí)相嗎

然而，在哲學(xué)上，量子力學(xué)的意義實(shí)在令人心智動(dòng)搖不安。因?yàn)椋勒樟孔恿W(xué)，我們不只是影響實(shí)相，而且，在某種程度上，我們還“創(chuàng)造”了實(shí)相；因?yàn)椋覀冎荒苤懒Ｗ拥膭?dòng)量與位置兩者之一，無法同時(shí)知道兩者——這是事物的本質(zhì)——所以我們“必須選擇”其中一樣來決定。就形而上學(xué)而言，這就相當(dāng)于說，因?yàn)槭俏覀冞x擇了其中一項(xiàng)來測(cè)量，所以是我們“創(chuàng)造”了它。這種情形換一種說法就是，譬如粒子，因?yàn)槭俏覀兿霚y(cè)定位置，所以我們才創(chuàng)造了有位置的粒子；如果不先有一樣?xùn)|西占有我們想測(cè)定的位置，則我們便無法測(cè)定位置。

“我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以測(cè)定粒子的位置之前，粒子是否已經(jīng)帶著位置存在？”“我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以測(cè)定粒子的動(dòng)量之前，粒子是否已經(jīng)帶著動(dòng)量存在？”“我們想到粒子，測(cè)量粒子之前，粒子是否已經(jīng)存在？”“我們實(shí)驗(yàn)的粒子是不是我們創(chuàng)造出來的？”——量子物理學(xué)家思考的是這一類的問題。這種種可能性無論聽起來是多么難以置信，卻是諸多量子物理學(xué)家已經(jīng)承認(rèn)的。

普林斯頓的一位著名的物理學(xué)家惠勒（John Wheeler）說：

在一種我們尚不熟知的意義上，宇宙是不是參與者的參與“造成”的呢？……參與是關(guān)鍵的行動(dòng)。量子力學(xué)提出的“參與者”是無可爭議的概念。這個(gè)概念打倒了古典理論的“觀察者”。觀察者站在厚厚的玻璃墻后面，安然地看著事物進(jìn)行，不參與其中——量子力學(xué)說，這是辦不到的。（注八）

這樣，西方物理學(xué)家的話與東方的神秘主義者就很接近了。

牛頓物理學(xué)與量子力學(xué)是一對(duì)歡喜冤家，彼此捉弄著對(duì)方。因?yàn)椋ｎD物理學(xué)根據(jù)統(tǒng)御諸現(xiàn)象的法則，以及了解這些法則以后所得到的力量而成立；但是一旦面對(duì)宇宙這部大機(jī)器，最后卻導(dǎo)向人的無力感。量子物理學(xué)根據(jù)未來現(xiàn)象最少的知識(shí)（我們受到限制，只能知道或然率）而成立，但是最后卻導(dǎo)向“我們的實(shí)相只是我們創(chuàng)造的”的可能性。

客觀性的神話

舊物理學(xué)與新物理學(xué)還有一個(gè)基本的差異。舊物理學(xué)認(rèn)為我們之外存有一個(gè)外在世界。由此又進(jìn)一步認(rèn)為我們可以觀察、度量、思考這個(gè)外在世界，而且不會(huì)因此而改變它。伽利略的歷史地位，就是來自他不倦不厭（并且成功）地將外在世界量化（測(cè)量）的成就。這個(gè)量化的過程本身就有很大的力量。

根據(jù)舊物理學(xué)，這個(gè)外在世界對(duì)我們，對(duì)我們的種種需要是毫不關(guān)心的。譬如落體加速度。我們只要找到其中的一種關(guān)系，那么，不管丟的是什么物體，誰丟這個(gè)物體，在哪里丟，結(jié)果都一樣。一個(gè)人在意大利得到這一種結(jié)果，另一個(gè)人一百年后在蘇俄也是得到這一種結(jié)果。不論是誰做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，是懷疑的人，是相信的人，是好奇的旁觀者，結(jié)果都一樣。

這樣的事實(shí)使哲學(xué)家相信，物理的宇宙完全無視其中的住民，毫不在意地前進(jìn)，做著它應(yīng)該做的事。譬如說，如果我們把兩個(gè)人從同樣的高度向下丟，那么，不論他們的重量是否一樣，他們都同時(shí)落地。事實(shí)上，如果把他們兩人換成石頭，結(jié)果還是完全一樣。我們測(cè)量他們的落差、加速度、撞擊力，方法可以和我們測(cè)量石頭的落差、加速度、撞擊力完全一樣。

“但是人和石頭不一樣啊！”你會(huì)說，“石頭沒有感情和看法，可是人有。這兩個(gè)人，一個(gè)可能很害怕，一個(gè)可能很生氣。他們的感受在這件事里面難道都不重要嗎？”

是的，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的感受一點(diǎn)都不重要。假設(shè)我們把這兩個(gè)人再抓到塔上（這一次他們掙扎了），從塔頂丟下。那么，即便他們這一次狂怒了，他們落下來的加速度、時(shí)間依舊和上一次一樣。這部大機(jī)器是不具人格的。也正是這樣不具人格，才使科學(xué)家想要追求所謂“絕對(duì)的客觀”。

“‘外面’的外在世界與‘里面’的‘我’相對(duì)”這樣的假設(shè)，便是科學(xué)“客觀”概念的根據(jù)。（這種知覺方式把別人放在“外面”，使“里面”非常孤單）根據(jù)這個(gè)觀點(diǎn)，自然界——以它的種種變貌——就在“外面”。科學(xué)家的任務(wù)在于盡可能客觀地觀察“外面”。客觀地觀察，意思是說，觀察者毫無成見地觀察他所觀察的事物。

可是，三百年來我們都沒有注意到一個(gè)問題，那就是，一個(gè)人要是帶著這種態(tài)度，他當(dāng)然就是有成見了。他的成見就是“要客觀”。“要客觀”就是“不要有既定的看法”。但是，沒有看法是不可能的。看法是一種觀點(diǎn)。我們可以沒有觀點(diǎn)的觀點(diǎn)就是一種觀點(diǎn)。研究實(shí)相的這一部分，而不研究那一部分，這個(gè)選擇本身就是研究者主觀的表現(xiàn)。這個(gè)選擇，如果沒有別的，起碼也會(huì)影響他對(duì)實(shí)相的知覺。但是，我們研究的就是實(shí)相，所以這個(gè)問題就棘手了。

換上新物理學(xué)。量子力學(xué)很清楚地告訴我們，要想觀察實(shí)相而不改變實(shí)相是不可能的。假設(shè)我們?cè)谟^察一項(xiàng)粒子撞擊實(shí)驗(yàn)。那么，我們不只沒有辦法證明我們不看它時(shí)結(jié)果還是一樣，而且，我們目前所知的一切還進(jìn)一步告訴我們不會(huì)一樣。因?yàn)椋覀兊玫降慕Y(jié)果已經(jīng)受到我們?cè)趯ふ医Y(jié)果的影響。

有一些實(shí)驗(yàn)顯示光是一種波，又有一些實(shí)驗(yàn)顯示光是一種粒子。如果我們想表明光是一種波，我們就選擇顯示光是一種波的實(shí)驗(yàn)來做；如果我們想表明光是一種粒子，我們就選擇顯示光是一種粒子的實(shí)驗(yàn)來做。就是這樣。

根據(jù)量子力學(xué)，客觀這種東西是沒有的。我們沒有辦法把自己從圖畫中抹掉，我們是自然界的一部分。我們?cè)谘芯孔匀唤绲臅r(shí)候，自然界就是在研究自己。我們逃不脫這個(gè)事實(shí)。物理學(xué)已經(jīng)變成心理學(xué)的分支，或者另辟蹊徑了。瑞士心理學(xué)家卡爾·榮格說：

心理學(xué)的常規(guī)說，如果我們不能意識(shí)到內(nèi)在的狀況，這個(gè)狀況形之于外，就變成命運(yùn)一類的東西。這就是說，如果個(gè)體一直不曾分裂（沒有跳出來看自己的能力），不曾轉(zhuǎn)而意識(shí)到自己內(nèi)在的矛盾（內(nèi)心的沖突），世界就必然要由沖突中行動(dòng)（沖突就會(huì)強(qiáng)行成為外在的行為），從而分裂成對(duì)立的兩邊。①

榮格的朋友，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主沃爾夫?qū)づ堇╓olfgang Pauli）也這么說：

人類的心靈，在一種外向的意義之下，似乎是由一個(gè)內(nèi)在中心向外移轉(zhuǎn)，然后進(jìn)入物理的世界。（注十）

如果他們說得對(duì)，那么物理學(xué)便是意識(shí)結(jié)構(gòu)之學(xué)了。

亞原子粒子

從宏觀層次下降到微觀層次——我們稱之為極小事物領(lǐng)域——是一個(gè)兩步過程。第一步是原子層次，第二步是亞原子層次。包括用顯微鏡，我們看得到的東西里面，就是最小的物體也都含有幾百萬個(gè)原子。有一個(gè)棒球，假設(shè)我們想看見它的原子，我們必須把這個(gè)棒球放大成地球那么大才行。棒球如果像地球那么大，它的原子才像葡萄那么大。如果把地球想象成里面都是葡萄的玻璃球，就差不多是充滿原子的棒球的樣子。這是原子層次。從原子層次向下降就是亞原子層次。我們?cè)谶@個(gè)層次發(fā)現(xiàn)的是構(gòu)成原子的粒子。亞原子層次與原子層次差距之大，相當(dāng)于原子與木棍、巖石等事物的差距。如果原子像葡萄那么大，那么我們根本還看不到原子核。像房間那么大，也看不到。想要看見原子核，原子必須像14層的大樓那么大！然而在14層樓那么大的原子里面，原子核也只不過相當(dāng)于一粒鹽巴那么大。又由于原子核的質(zhì)量約等于電子的2000倍，所以繞行原子核的電子就相當(dāng)于這一棟大樓里的一粒灰塵！梵蒂岡圣彼得大教堂的圓頂，直徑相當(dāng)于14層樓高。請(qǐng)你想象這個(gè)圓頂?shù)闹行挠幸涣｛}巴，圓頂外緣有幾粒灰塵繞行的情形。這就是亞原子粒子的規(guī)模。牛頓物理學(xué)就是在這個(gè)領(lǐng)域，在這個(gè)亞原子領(lǐng)域，證明為不足。這時(shí)就需要量子力學(xué)來解說粒子行為了。

但是，灰塵是粒子，亞原子粒子卻不是粒子。灰塵和亞原子粒子不只大小不同，灰塵是一樣“東西”，一個(gè)“物體”，可是亞原子粒子卻不能視為“東西”。所以我們必須放棄“亞原子粒子是一個(gè)物體”的觀念。

量子力學(xué)認(rèn)為亞原子粒子只是一種“存在的傾向”，一種“發(fā)生的傾向”。至于這種傾向有多強(qiáng)，則用或然率來表達(dá)。亞原子粒子就是“量子”，意思是指某種東西的量。至于是什么東西，則是思維之事。有很多物理學(xué)家甚至認(rèn)為連問這個(gè)問題都沒有意義。尋找宇宙最后的“材料”只是為一個(gè)幻象而起的宗教戰(zhàn)爭。在亞原子領(lǐng)域之內(nèi)，質(zhì)和能總是一直在互換。粒子物理學(xué)家太熟悉質(zhì)變能、能變質(zhì)的現(xiàn)象，所以總是用能量單位來測(cè)量粒子的質(zhì)量。①既然亞原子現(xiàn)象“會(huì)在某種條件之下明顯起來”的傾向即是或然率，這就把我們帶到統(tǒng)計(jì)學(xué)上了。

統(tǒng)計(jì)學(xué)

由于連我們眼睛所能見到的最小的空間里面，都有幾百萬、幾百萬的亞原子粒子，所以用統(tǒng)計(jì)學(xué)處理這些粒子就很方便。統(tǒng)計(jì)學(xué)說明的是群體行為。統(tǒng)計(jì)學(xué)沒有辦法告訴我們一個(gè)群體里的個(gè)體行為如何。但是，統(tǒng)計(jì)學(xué)可以依據(jù)反復(fù)的觀察，很精確地告訴我們?nèi)后w作為一個(gè)整體行為如何。

譬如說，人口成長的統(tǒng)計(jì)學(xué)研究可以告訴我們，過去幾年來每一年有多少小孩子出生，也可以預(yù)測(cè)未來幾年會(huì)有多少小孩子出生。但是統(tǒng)計(jì)學(xué)沒有辦法告訴我們哪一個(gè)家庭會(huì)有小孩出生，哪一個(gè)家庭不會(huì)。假設(shè)我們想知道一個(gè)路口的交通情形，只要在路口設(shè)置儀器，就可以收集到一些數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)會(huì)告訴我們，某一段時(shí)間之內(nèi)有多少部汽車向左轉(zhuǎn)，但是沒有辦法告訴我們是哪幾部汽車向左轉(zhuǎn)。

氣體動(dòng)力學(xué)

牛頓物理學(xué)也使用統(tǒng)計(jì)學(xué)。譬如氣體體積與壓力的關(guān)系，講這個(gè)關(guān)系的叫作玻意耳-馬略特定律；這個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)者之一玻意耳（Robert Boyle）與牛頓是同一時(shí)代的人。玻意耳-馬略特定律像單車打氣筒定律一樣簡單。玻意耳-馬略特定律說，假設(shè)有一個(gè)容器裝有一定量體積的氣體，那么在常溫下，假設(shè)這個(gè)氣體的體積減去一半，那么壓力就增加一倍。

現(xiàn)在，讓我們想象有一個(gè)單車打氣筒，抽把抽到最上面。這個(gè)打氣筒不是接在輪胎上，而是接在氣壓計(jì)上面。現(xiàn)在，因?yàn)槌榘焉厦鏇]有壓力，因而打氣筒的圓柱體內(nèi)部也沒有壓力，所以氣壓計(jì)的讀數(shù)是零。但是，此時(shí)打氣筒里面的壓力實(shí)際上并不是零。因?yàn)槲覀兪腔钤谝粋€(gè)空氣海洋（大氣）的底部。從我們的身體往上好幾英里厚的空氣，在海平面這個(gè)高度，在我們身上形成平均每平方英寸14.7磅（約每平方厘米1公斤）的壓力。我們的身體之所以不會(huì)癱瘓，就是向外維持每平方英寸14.7磅壓力的緣故。單車打氣筒壓力計(jì)上讀數(shù)為零的時(shí)候，實(shí)際情況其實(shí)是這樣。所以，為了精確起見，在壓抽把之前，我們姑且將壓力計(jì)上的讀數(shù)設(shè)定為每平方英寸14.7磅。

現(xiàn)在，我們把抽把向下壓到一半，圓柱體內(nèi)部的體積現(xiàn)在變?yōu)樵瓉淼囊话搿Ｒ驗(yàn)檐浌苁墙釉趬毫τ?jì)上的，所以氣體沒有漏掉。這時(shí)壓力計(jì)上的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼膬杀叮蛘哒f，變?yōu)槊科椒接⒋?9.4磅。現(xiàn)在把抽把再往下壓一半，到達(dá)原來2/3的地方。這時(shí)圓柱體內(nèi)部的體積變?yōu)樵瓉淼?/3，壓力計(jì)上的讀數(shù)也變?yōu)樵瓉淼?倍（約每平方厘米3公斤）。這就是玻意耳-馬略特定律：在常溫下，氣體的壓力與體積成反比。體積如果減為一半，壓力就變?yōu)閮杀叮惑w積減為1/3，壓力就變?yōu)?倍；依此類推。

如果我們想解釋為什么會(huì)這樣，我們就要用到典型的統(tǒng)計(jì)學(xué)。唧筒里面的空氣（氣體）是由幾百萬個(gè)分子組成的。這些分子不斷在運(yùn)動(dòng)。不論什么時(shí)候，這些分子總有幾百萬個(gè)在撞擊唧筒壁。一次一次個(gè)別的撞擊我們檢測(cè)不到，可是這幾百萬次的撞擊所產(chǎn)生的整體效果，就造成了唧筒壁上的“壓力”。假如我們把唧筒圓柱體的體積減為一半，我們就會(huì)把這些氣體分子擠到原來的一半空間里面，因此在每平方英寸的唧筒壁上造成雙倍大的撞擊。這一切的整體效果就是“壓力”變?yōu)殡p倍。若是把空氣分子擠到原來1/3的空間，我們就使撞擊每平方英寸唧筒壁的分子變?yōu)?倍，于是唧筒壁上的壓力也變?yōu)?倍。這就是氣體動(dòng)力理論。

換句話說，壓力是大量分子運(yùn)動(dòng)的集體行為造成的結(jié)果，是個(gè)別事件集合而成的。每一個(gè)個(gè)別事件都是可以分析的，因?yàn)椋勒张ｎD物理學(xué)，每一個(gè)個(gè)別事件理論上都按照一定的定律發(fā)生。原則上我們可以算出唧筒內(nèi)部每一個(gè)分子的路徑。舊物理學(xué)就是這樣使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的。

量子力學(xué)也使用統(tǒng)計(jì)學(xué)。但是量子力學(xué)與牛頓物理學(xué)之間卻有一個(gè)很大的差異，那就是，在量子力學(xué)里面，我們沒有辦法預(yù)測(cè)個(gè)別事件。這就是亞原子領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教給我們的第一課。

所以，量子力學(xué)只關(guān)心集體行為。量子力學(xué)避而不談集體行為與個(gè)別事件之間的關(guān)系，因?yàn)椋瑐€(gè)別的亞原子事件沒有辦法準(zhǔn)確地?cái)喽ǎú淮_定原理），而且——一如我們?cè)诟吣芰Ｗ铀姟?jīng)常在變。量子物理學(xué)放棄統(tǒng)御個(gè)別事件的法則，直接闡明統(tǒng)御集體事件的統(tǒng)計(jì)式法則。量子力學(xué)能夠告訴我們一群粒子將要如何行為，但是說到個(gè)別粒子，量子力學(xué)只能說這個(gè)粒子“可能”如何行為。或然率是量子力學(xué)的特性。

因?yàn)檫@樣，量子力學(xué)才成為處理亞原子現(xiàn)象的理想工具。譬如一般的放射性衰變現(xiàn)象（夜間手表指針發(fā)亮等）好了。放射性衰變現(xiàn)象是由不可預(yù)測(cè)的個(gè)別事件組成的可預(yù)測(cè)的全體行為。假設(shè)我們把1克的鐳鎖在時(shí)間保險(xiǎn)柜里面，1600年以后再打開來看。這時(shí)我們看到的是不是還是1克的鐳？不是！我們只看到半克的鐳。這是鐳原子按著一個(gè)速率自然消散的緣故。所以每1600年就消失一半。此時(shí)，物理學(xué)家就說鐳的“半衰期”是1600年。假設(shè)我們把鐳再放回保險(xiǎn)箱，1600年后再打開，那么原來的鐳就剩下1/4。反正每1600年全世界的鐳就剩下一半。但是，我們?cè)趺纯赡苤滥囊粋€(gè)鐳原子會(huì)消散，哪一個(gè)不會(huì)呢？

或然率

我們不可能知道。我們可以預(yù)測(cè)一塊鐳一個(gè)小時(shí)之內(nèi)會(huì)有多少原子消散，但是絕對(duì)無從知道是哪一個(gè)原子會(huì)消散。我們所知的一切物理學(xué)法則，沒有一個(gè)可以支持這種揀選。哪一個(gè)原子會(huì)衰變純粹只是偶然。但是不論如何，鐳總是按照一定的日程，準(zhǔn)確地以1600年的半衰期衰變。量子理論省略了個(gè)別鐳原子消散的法則，直趨諸鐳原子作為一個(gè)整體消散的統(tǒng)計(jì)式法則。新物理學(xué)是這樣使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的。

由不可預(yù)測(cè)的個(gè)別事件構(gòu)成可預(yù)測(cè)的整體（統(tǒng)計(jì)）的行為，另外一個(gè)很好的例子就是光譜色線的彩度不斷的變化。還記得，根據(jù)玻爾的理論，原子的電子所在的外殼與核子的距離是一定的。一個(gè)氫原子，在正常的情形下，它的單一個(gè)電子一直是在距離核子最近的外殼上（這叫作基態(tài)）。如果我們刺激這個(gè)電子（給它增加能量），它就會(huì)往外跳到外面的外殼上。我們加的能量越多，它就往外跳得越遠(yuǎn)。不再刺激它，它就往回跳到比較接近核子的外殼，到最后就回到最內(nèi)層的外殼。每次跳回來，電子就會(huì)釋出能量。這個(gè)釋出的能量相當(dāng)于它往外跳時(shí)吸收的能量。這些釋出的能量群（光子）就構(gòu)成了光。這個(gè)光經(jīng)過棱鏡的擴(kuò)散——在氫這個(gè)情形上——就形成一個(gè)一百條左右色線的光譜。氫電子從外面的殼跳到里面的殼的時(shí)候，放出的光就組成了氫光譜的色線。

不過，我們前面沒說的是，氫光譜里面，有些色線比其他色線鮮明。并且，鮮明的色線就一直鮮明，暗淡的色線就一直暗淡。色線的鮮明度之所以不同，是因?yàn)闅潆娮踊胤祷鶓B(tài)的時(shí)候，并不是永遠(yuǎn)采取同樣的路線。

譬如，第五層外殼比起第三層外殼，可能是中途站。電子跳回第一層外殼之前，在第五層外殼停留的比在第三層外殼停留的多。這樣的話，由幾百萬激動(dòng)的氫原子所產(chǎn)生的光譜上，電子由第五層跳回第一層的一條光譜線，就比第三層跳回第一層的一條光譜線來得鮮明。

換句話說，在這個(gè)例子里面，激動(dòng)氫原子的電子中途在第五層停留的或然率很高，在第三層停留的或然率比較低。再換另一種方式說就是，我們知道有一些電子會(huì)在第五層停留，并且，在第三層停留的電子比這個(gè)少。但是，同樣地，我們依然無法知道哪一個(gè)電子會(huì)在哪一層停留。我們能夠描述一個(gè)全體的行為，但是無法預(yù)測(cè)組成這個(gè)行為的個(gè)別事件。

這樣，我們就觸及了量子力學(xué)的主要哲學(xué)問題，那就是：“量子力學(xué)到底在說明什么東西？”用另一種方式說，量子力學(xué)用統(tǒng)計(jì)學(xué)說明全體行為，并且（或者）預(yù)測(cè)個(gè)別行為的或然率。然而是什么東西的全體行為和（或）或然率？

量子力學(xué)哥本哈根解釋

1927年秋天，研究新物理學(xué)的物理學(xué)家在比利時(shí)布魯塞爾集會(huì)。這個(gè)問題就是他們討論的問題之一。他們的結(jié)論后來被稱之為“量子力學(xué)哥本哈根解釋”（Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics）。①這一次會(huì)議之后雖然也有人找出別的解釋，但是，哥本哈根解釋卻是一個(gè)標(biāo)志，標(biāo)示了新物理學(xué)的出現(xiàn)是看待世界的一種共同的方法。一直到現(xiàn)在，在用數(shù)學(xué)形式提出的解釋里面，量子力學(xué)的哥本哈根解釋還是最通行的。但是這還不夠。牛頓物理學(xué)被證明不足在物理學(xué)界造成的不安還不止于此。在布魯塞爾開會(huì)的物理學(xué)家，他們的問題并不在于牛頓物理學(xué)是否適用亞原子現(xiàn)象（這一點(diǎn)已知道不適用），而是用什么來代替牛頓物理學(xué)。

哥本哈根解釋是第一個(gè)有系統(tǒng)說明量子力學(xué)的體系。愛因斯坦在1927年反對(duì)量子力學(xué)，一直到辭世還是反對(duì)。但是，他和所有的物理學(xué)家一樣，不得不承認(rèn)量子力學(xué)用于說明亞原子現(xiàn)象的優(yōu)越。

然而，哥本哈根解釋事實(shí)上卻說，量子力學(xué)講些什么并不重要（哥本哈根解釋說，量子論講的是經(jīng)驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)聯(lián)，是一種情況之下會(huì)觀察到什么東西，另一種情況又會(huì)觀察到什么東西），重要的是，量子力學(xué)不論在什么實(shí)驗(yàn)狀況之下都有效。這是科學(xué)史上最重要的闡述。量子力學(xué)哥本哈根解釋開展的統(tǒng)合工作是一個(gè)里程碑。可是當(dāng)時(shí)沒有人注意。我們的心靈理性的部分——科學(xué)為其典型——終于又和另一部分一起現(xiàn)身了。這另一部分， 18世紀(jì)以來我們就一直忽視，那就是我們的非理性面。

傳統(tǒng)上，科學(xué)對(duì)于真理的觀念總是依附在“外邊”一處的絕對(duì)真理——也就是一個(gè)獨(dú)立存在的絕對(duì)真理——之上。我們?cè)诮浦瞪显浇咏@個(gè)真理，據(jù)說我們的理論就越真實(shí)。我們盡管沒有辦法直接知覺真理——好像愛因斯坦所說，沒有辦法打開手表一樣——可是我們?nèi)匀豢赡芙⑼暾睦碚摚菇^對(duì)真理的每一面在我們的理論中都有一個(gè)元素與之對(duì)應(yīng)。

但是，哥本哈根解釋排除了這種實(shí)相與理論一一對(duì)應(yīng)的觀念。這一點(diǎn)我們前面已經(jīng)說過，只是說法不一樣罷了。量子力學(xué)放棄統(tǒng)御個(gè)別事件的法則，直接說明統(tǒng)御集體行為的法則，這種做法是非常實(shí)際的。

實(shí)用主義哲學(xué)

實(shí)用主義哲學(xué)就有點(diǎn)像是這樣。心靈只能處理觀念；除了觀念，要使心靈與其他任何東西產(chǎn)生關(guān)系是不可能的。所以，如果我們認(rèn)為心靈可以思考實(shí)相，那是錯(cuò)誤的。心靈只能思考心靈關(guān)于實(shí)相的觀念（至于實(shí)相實(shí)際上是否是這樣則屬于形而上學(xué)問題）。所以，一件事情是否為真，問題不在它與絕對(duì)真理多么一致，而是在于它與我們的經(jīng)驗(yàn)多一致。哥本哈根解釋之所以特別重要，在于科學(xué)家一直想要建立一個(gè)完整一致的物理學(xué)，但終于由自己的發(fā)現(xiàn)而不得不承認(rèn)，想要完全理解實(shí)相確實(shí)超出理性思考的能力。但是，愛因斯坦卻無法接受這一點(diǎn)。“這個(gè)世界最不可理解的，”他說，“就是這個(gè)世界可以理解。”（注十一）可是大局已定。新物理學(xué)的根基不在“絕對(duì)真理”，而在“我們”。①

斯塔普（Henry Pierce Stappe）說：（量子力學(xué)哥本哈根解釋）基本上就是在摒除“自然界可以用基本時(shí)空實(shí)相的方式理解”的認(rèn)定。根據(jù)新的觀點(diǎn)，能夠完整描述原子層次自然界的，是或然率；并且這個(gè)或然率指涉的不是潛匿的微觀時(shí)空實(shí)相，而是感官經(jīng)驗(yàn)的宏觀對(duì)象。這個(gè)理論的結(jié)構(gòu)不是鉆入并且棲止于根本之處的微觀時(shí)空實(shí)相，而是反過來?xiàng)乖谛纬缮鐣?huì)生活基礎(chǔ)的具體感官實(shí)相之上……這種實(shí)用的說明方式與企圖窺探“后面的情景”然后告訴我們“真正發(fā)生”了什么事的方式是不一樣的。（注十二）

腦分割分析法

（回溯起來）腦分割分析法是了解哥本哈根解釋的另一種方法。我們的腦分為兩半，由一個(gè)組織在顱腔中間連接起來。醫(yī)生要治療某種腦疾病，譬如癲癇，的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)動(dòng)手術(shù)把兩邊的腦分開。從接受這種手術(shù)的人所做的報(bào)告，以及醫(yī)生的觀察，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常重要的事實(shí)。大體說來，我們的腦兩邊的機(jī)能不同，兩邊看世界的方式不一樣。

左腦用線性方式知覺世界。左腦將感官輸入的數(shù)據(jù)組成線上的點(diǎn)，各點(diǎn)前后相隨。譬如說，語言就是左腦的一個(gè)機(jī)能。語言是線性的（你現(xiàn)在在讀的文字就是從左到右排成一條直線）。左半球的機(jī)能是邏輯與理性的。“因果”的概念就是左半球創(chuàng)造的。一件事之所以引發(fā)另一件事，是因?yàn)檫@件事常常在另一件事之前發(fā)生。這樣比較起來，右腦知覺的才是完整的形態(tài)。

動(dòng)過腦分割手術(shù)的人事實(shí)上有兩個(gè)腦。分別測(cè)試的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，左腦記得講話和使用文字，可是右腦不行。然而，右腦卻能記住歌詞！左腦對(duì)感官輸入的數(shù)據(jù)會(huì)質(zhì)疑，右腦對(duì)自己接受的數(shù)據(jù)卻比較自由地接受。粗略地說，左半球是“理性的”，右半球是“非理性的”。（注十三）

在生理上，左半球控制右邊的身體，右半球控制左邊的身體。這樣看來，文學(xué)和神話與右手（左腦）相關(guān)，而具有理性的、男性的、決斷的特性；左手（右腦）具有神秘的、女性的、接受的特性，這一切就不是巧合了。中國人幾千年前就講過這種現(xiàn)象（陰陽），但是沒有人知道他們當(dāng)時(shí)就在做“腦分割手術(shù)”。

我們的社會(huì)整個(gè)反映了一種腦左半球（也就是理性、男性、決斷）的偏頗。這種社會(huì)不太能夠滋育腦右半球那種特性（直覺、女性、接受）。“科學(xué)”的發(fā)達(dá)是一個(gè)標(biāo)志，標(biāo)示的是左半球的思考方式開始晉為西方人主要的認(rèn)知模式，而右半球的思考方式則降為地下（地下精神）。這個(gè)地下精神一直到弗洛伊德發(fā)現(xiàn)“潛意識(shí)”以后才重新出頭。當(dāng)然，這個(gè)“潛意識(shí)”他稱之為黑暗、神秘、無理性（因?yàn)檫@是左腦看右腦）。

雖然1927在布魯塞爾集會(huì)的物理學(xué)家沒有辦法想到這一點(diǎn)，可是哥本哈根解釋事實(shí)上無異于承認(rèn)腦左半球思考能力有限。此外，哥本哈根解釋也是重新承認(rèn)長久以來在理性的社會(huì)飽受忽視的精神面。物理學(xué)家畢竟還是人，對(duì)這個(gè)宇宙畢竟還是會(huì)感到驚奇。敬畏是一種非常獨(dú)特的了解方式——盡管這種了解方式難以言表。“驚奇”這種主觀經(jīng)驗(yàn)對(duì)于理性的心靈就是一個(gè)信息；這個(gè)經(jīng)驗(yàn)告訴理性的心靈說，除了理性，驚奇的對(duì)象還有別的方式可以知覺并理解。

下一次如果再對(duì)什么事情感到敬畏，且讓這個(gè)感覺在你心里自由回蕩，不要想去“了解”。這時(shí)你就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己其實(shí)是“了解”的，只是說不出來罷了。其實(shí)，這時(shí)你就是用右腦在直覺的知覺事情。我們的右腦并沒有因?yàn)殚L久不用而萎縮，只是我們聆聽右腦之聲的技巧，因?yàn)槿倌甑暮鲆暥t鈍了。

物理師傅兩種方式都用；理性與非理性、決斷的與接受的、男性的與女性的都用。他們不排斥這個(gè)，也不排斥那個(gè)。他們就是跳舞。

這就是量子力學(xué)。下一個(gè)問題是：“量子力學(xué)如何操作？”

① 已經(jīng)適應(yīng)黑暗的眼睛能夠察覺個(gè)別的光子。除此之外，我們的感官能夠察覺的就只有亞原子現(xiàn)象的效應(yīng)，譬如照相感光板上的痕跡，測(cè)量器上面指針的運(yùn)動(dòng)等。

① Richard Bentley,1662—1742，古典學(xué)術(shù)史上的偉大人物，博學(xué)而敏銳——譯注

① in principle，玻爾的原著以斜體字強(qiáng)調(diào)——譯注

① 括號(hào)內(nèi)為胡因夢(mèng)小姐的詮釋。榮格的話這樣解釋，讀者會(huì)比較清楚。謝謝她——譯注（注九）

① 但是，嚴(yán)格來說，依照愛因斯坦的廣義相對(duì)論，質(zhì)即是能，能即是質(zhì)。有其一，就有另一。

① 玻爾與愛因斯坦著名的辯論就是在這一次第五屆蘇威會(huì)議（Solvay Congress）發(fā)生的。“哥本哈根解釋”這個(gè)名稱反映出玻爾“來自哥本哈根”及其一派思想的影響力。

① 實(shí)用主義哲學(xué)是美國心理學(xué)家威廉·詹姆斯（William James）創(chuàng)立的。最近，斯塔普一直在強(qiáng)調(diào)量子力學(xué)哥本哈根解釋的實(shí)用面。斯塔普是加州勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的理論物理學(xué)家。但是，除了實(shí)用的部分，哥本哈根解釋也說，量子論在某一個(gè)意義上已經(jīng)是完整的；再也沒有什么理論能夠更詳細(xì)地說明亞原子現(xiàn)象。哥本哈根解釋的一個(gè)基本的要點(diǎn)是玻爾的互補(bǔ)原理。實(shí)際上已經(jīng)有一些歷史學(xué)家認(rèn)為哥本哈根解釋即等于這個(gè)“互補(bǔ)”。但是，斯塔普對(duì)量子力學(xué)的實(shí)用解釋只是概括地、一般性地講互補(bǔ)，而哥本哈根解釋卻是特別強(qiáng)調(diào)。