“假如一個(gè)人不為量子論感到困惑，那他就是沒有明白量子論?！?/p>

尼爾斯·玻爾

前面的兩章所展開的論點(diǎn)都認(rèn)為，精神并非是通常意義上的一個(gè)事物，不是一個(gè)有某種位置的具有一定體質(zhì)的實(shí)在，然而它卻是一種真實(shí)的存在，是大自然結(jié)構(gòu)等級(jí)中的一個(gè)抽象的“高層面”概念。精神與肉體的關(guān)系是古老的哲學(xué)之謎，二者之間的關(guān)系如同計(jì)算中的硬件與軟件之間的關(guān)系。但精神與肉體的聯(lián)系要比平常的計(jì)算機(jī)軟件、硬件的聯(lián)系要緊密，就是說，作為軟件的精神（程序）在霍夫斯塔特所謂的“纏結(jié)的等級(jí)”或“怪圈”中與作為硬件的大腦聯(lián)結(jié)在一起，或交織在一起。這一幅自指的拼花圖，就是意識(shí)的主要特征。

把硬件與軟件、大腦與精神或物質(zhì)與信息連接起來，這種想法對(duì)科學(xué)來說并不新鮮。在20世紀(jì)20年代，基礎(chǔ)物理中發(fā)生了一場(chǎng)革命，震撼了科學(xué)界，并使人們頭一次把注意力集中在觀察者和外在世界之間的關(guān)系上。那革命性的理論稱作量子論，是后來被稱作新物理學(xué)的頂梁柱，它提供了迄今為止最令人信服的證據(jù)，證明意識(shí)在物質(zhì)實(shí)在的本質(zhì)中扮演了極重要的角色。

量子論現(xiàn)在已經(jīng)好幾十歲了，奇怪的是，它的那些令人震驚的觀念花了這么長的時(shí)間才滲透到普通大眾那里。不過，現(xiàn)在越來越多的人認(rèn)識(shí)到，量子論中包含了一些令人驚訝的思想，使人得以洞見精神的本質(zhì)以及外在世界的實(shí)在；要想尋求了解上帝和存在，就必須充分考慮量子革命。很多現(xiàn)代作家都發(fā)現(xiàn)，量子論中所用的概念與東方神秘主義與禪宗用的概念很相似。但不管一個(gè)人的宗教論點(diǎn)是什么，總之量子因素是不可忽視的。

在開始討論與量子論相關(guān)的問題之前，必須明確一點(diǎn)，這就是量子論主要是物理學(xué)的一個(gè)實(shí)用的分支。而且作為實(shí)用的東西取得了輝煌的成功。它使我們有了激光、電子顯微鏡、半導(dǎo)體和核能。它一舉解釋了化學(xué)鍵、原子以及原子核的結(jié)構(gòu)，電流的傳導(dǎo)，固體的機(jī)械性質(zhì)以及熱性質(zhì)，以及一大堆其他的重要物理現(xiàn)象。量子論現(xiàn)已深入到大部分科研領(lǐng)域，至少在物理學(xué)中如此。在兩代人的時(shí)間里，理科的大學(xué)生們把它當(dāng)作理所當(dāng)然的東西來學(xué)。當(dāng)今，它在工程技術(shù)中被應(yīng)用于很多實(shí)際的事上。一句話，量子論在其日常應(yīng)用中是一個(gè)很實(shí)際的學(xué)科，有大量的證據(jù)證明其有效性。證據(jù)不但來自商業(yè)性的發(fā)明創(chuàng)造，而且也來自精微的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

盡管沒有多少專業(yè)物理學(xué)家靜下心去思考量子論會(huì)有怎樣奇異的哲學(xué)含義，然而，量子論那確實(shí)不同尋常的性質(zhì)在其發(fā)端之后不久就顯現(xiàn)出來。量子論起因于人們?cè)噲D描繪原子以及原子的成分，因而它主要是涉及微觀世界的。

物理學(xué)家們?cè)缫阎?，某些過程，如放射性之類，似乎是隨機(jī)的，不可預(yù)測(cè)的。雖然大多數(shù)放射性原子都遵從統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律，但某一具體的原子核在什么時(shí)刻衰變卻是無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的。這種基本的測(cè)不準(zhǔn)性涉及所有的原子及亞原子現(xiàn)象，因而，通常用于解釋這些現(xiàn)象的觀點(diǎn)就需要進(jìn)行大大的修正。原子的測(cè)不準(zhǔn)性在20世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)之前，人們以為所有的物質(zhì)客體都嚴(yán)格遵守力學(xué)定律。力學(xué)定律使得行星一直在其軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，使得子彈飛向靶標(biāo)。原子那時(shí)候被認(rèn)為是縮微的太陽系，其內(nèi)部的構(gòu)件像精確的時(shí)鐘一樣運(yùn)轉(zhuǎn)。這種看法后來被證明是虛幻的。20世紀(jì)20年代，人們發(fā)現(xiàn)原子世界充滿了含糊和混沌。像電子這樣的粒子似乎根本就沒有一個(gè)有意義的清晰的軌跡。在這一時(shí)刻發(fā)現(xiàn)它在這里，下一時(shí)刻，它又在那里，無法判定在某一時(shí)刻它在哪里。不僅是電子，所有已知的亞原子粒子，甚至是原子，我們都不可能知道其具體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。細(xì)察之下，我們?nèi)粘ｓw驗(yàn)到的硬邦邦的物質(zhì)化成了由幽靈一般逃逸的影像組成的大旋流。

不確定性是量子論的基本要素。不確定性直接導(dǎo)致了不可預(yù)測(cè)性。每一個(gè)事件都有一個(gè)原因嗎？對(duì)這一問題，沒有人會(huì)說沒有。第三章已經(jīng)說明了因果鏈如何被用來證明上帝的存在，證明上帝就是萬事的最初原因。量子因素顯然掙斷了因果鏈，根據(jù)量子論，在沒有因的情況下也可能有果。

早在20年代，人們就圍繞著原子的不可預(yù)測(cè)性背后的意義展開了激烈的爭(zhēng)論。大自然內(nèi)在的本性是不是反復(fù)無常的，準(zhǔn)許電子以及其他的粒子無規(guī)律地到處亂竄，沒有節(jié)奏也沒有理由？這不就是沒有原因的事件嗎？或者，這些粒子是些軟木塞，在那看不見的微觀力的海洋中搖蕩？

大多數(shù)科學(xué)家在丹麥物理學(xué)家尼耳斯·玻爾的率領(lǐng)下，都認(rèn)為原子的測(cè)不準(zhǔn)性的確是內(nèi)在于大自然的：機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)則可以適用于尋常的物體，如小球之類，但到了原子那里，適用的就是輪盤賭的規(guī)則了。一位著名的大人物阿爾伯特·愛因斯坦卻對(duì)此持有異議。他宣稱：“上帝并不擲骰子”。很多平常的系統(tǒng)，如股票市場(chǎng)和天氣情況，也都是不可預(yù)測(cè)的。但之所以不可預(yù)測(cè)，是因?yàn)槲覀兊闹R(shí)不到家。假如我們完全了解有關(guān)的一切力量，我們就能夠（至少在原則上能夠）預(yù)測(cè)所有的來龍去脈。

玻爾愛因斯坦之爭(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，只是用來解釋廣泛的觀察結(jié)果？假如原子真的是一種獨(dú)立的實(shí)體，那么，它至少應(yīng)當(dāng)有位置，并有確定的運(yùn)動(dòng)。但量子論不這么看。量子論認(rèn)為，原子只能二者有其一，但不能二者都有。

這就是著名的海森伯不確定性原理。海森伯是量子論的創(chuàng)始人之一。不確定性原理的意思是，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意義的。你可以問原子在哪里，并得到一個(gè)有意義的解答?；蛘?，你可以問原子在如何運(yùn)動(dòng)，并得到一個(gè)有意義的解答。但是，“原子在哪里，它運(yùn)動(dòng)得多快？”這種問題是沒有答案的。位置與運(yùn)動(dòng)（嚴(yán)格地說應(yīng)為動(dòng)量）構(gòu)成了微觀粒子實(shí)在性兩個(gè)互不相容的方面。但是，假如原子沒有位置，或沒有有意義的運(yùn)動(dòng)，我們還有什么理由說它是個(gè)東西呢？

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。想著它的位置，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)量方法分不開的。

假如你覺得玻爾的話令人摸不著頭腦，矛盾，令人難以接受，那么，愛因斯坦跟你是一個(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。

微觀粒子的二象性可以借助簡(jiǎn)單的電視機(jī)來加以說明。電視屏幕上的影像是由一些光脈沖產(chǎn)生的。當(dāng)電視機(jī)后部的電子槍發(fā)射出來的電子打到熒光屏上時(shí)，就出現(xiàn)光脈沖。你所看到的電視畫面相當(dāng)清晰，原因是放射出來的電子數(shù)目極大。根據(jù)平均律，很多電子的累加結(jié)果是可以預(yù)測(cè)的。但是，任何一個(gè)特定的電子都具有內(nèi)在的不可預(yù)測(cè)性，因而也就不可能出現(xiàn)在熒光屏的任何一個(gè)特定位置上。這一特定的電子到達(dá)何處，構(gòu)成了畫面的哪一個(gè)部分，這都是不確定的。根據(jù)玻爾的哲學(xué)，從平常的槍支中射出的子彈是沿著精確的軌道奔向靶標(biāo)的，但從電子槍射出的電子只是出現(xiàn)在靶標(biāo)上。不管你瞄得多準(zhǔn)，也不可能保證命中?！半娮映霈F(xiàn)在熒光屏的X處”，這一事件不能夠被認(rèn)為是由電子槍或由什么別的東西造成的。因?yàn)?，我們不知道為什么該電子?huì)去X點(diǎn)，而不去其他的地方。于是，由該電子構(gòu)成的熒光屏畫面的一斑，就是一個(gè)沒有原因的事件。你要是記住了這說法，下一次你看你所喜愛的電視節(jié)目時(shí)，怕是要覺得吃驚。

當(dāng)然，沒有誰說，電子槍與電子打到熒光屏上一事沒有關(guān)系。這里只是說，電子槍并不完全決定電子能打到哪里。物理學(xué)家們并不認(rèn)為打到靶標(biāo)上的電子在到達(dá)靶標(biāo)之前就已存在，也不認(rèn)為靶標(biāo)上的電子與電子槍之間有一條精確的軌跡。他們認(rèn)為，離開電子槍的電子是處于一種中間過渡狀態(tài)，只是有一些幽靈代表其存在。每一個(gè)幽靈都獨(dú)自地探索通向熒光屏的道路，不過，只有一個(gè)電子實(shí)際顯現(xiàn)在熒光屏上。

這些稀奇的想法怎么能證實(shí)呢？

在20世紀(jì)30年代，愛因斯坦設(shè)想了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為這實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪衣读孔佑撵`的欺騙，并一勞永逸地證明每一個(gè)事件都有一個(gè)不同的原因。該實(shí)驗(yàn)的原理是，大群的幽靈不是獨(dú)自行動(dòng)的，而是共同行動(dòng)的。愛因斯坦說，假設(shè)一個(gè)粒子一分為二，其兩半碎片可以在不受干擾的情況下作反向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到相當(dāng)遠(yuǎn)處。盡管二者相距相當(dāng)遠(yuǎn)了，但每一碎片都具有其同伴的印記。比如說，假如一半碎片以順時(shí)針自轉(zhuǎn)的方式飛去，那么，另一半碎片就要以逆時(shí)針自轉(zhuǎn)的方式朝相反的方向飛。

幽靈理論則認(rèn)為，每一碎片的自轉(zhuǎn)都有一個(gè)以上的潛在可能方式。用上面的例子說就是，A有兩個(gè)幽靈，一個(gè)順時(shí)針轉(zhuǎn)，一個(gè)逆時(shí)針轉(zhuǎn)。哪一個(gè)幽靈成為實(shí)在的粒子，得等到一個(gè)確定的測(cè)量或觀察進(jìn)行之后才能知道。同樣，作相反運(yùn)動(dòng)的B也是由兩個(gè)自轉(zhuǎn)方向相反的幽靈代表的。然而，假設(shè)測(cè)量了A，使其順時(shí)針轉(zhuǎn)的幽靈成為實(shí)在，B就沒有選擇了，它必須使其逆時(shí)針轉(zhuǎn)的幽靈升格為實(shí)在。這兩個(gè)分離開來的幽靈粒子必須相互配合，以便于作用力與反作用力的定律相一致（見圖11）。

B如何能知道A選擇了它的兩個(gè)幽靈中的哪一個(gè)？這問題至少是令人困惑的。假如碎片A和碎片B相隔相當(dāng)遠(yuǎn)，真是很難明白它們能如何通訊。而且，假如同時(shí)觀察這兩個(gè)碎片，那么，兩者就是想傳送什么信號(hào)，時(shí)間上也來不及。愛因斯坦堅(jiān)持說，假如兩塊碎片在分離的那一刻實(shí)際上不存在（即已經(jīng)按一確定的方式旋轉(zhuǎn)），幽靈理論就是自相矛盾的。他還說，兩塊碎片作反向飛行時(shí)，它們都保持著各自的旋轉(zhuǎn)方式。實(shí)際上不存在幽靈，根本沒有延遲到測(cè)量發(fā)生時(shí)的選擇，兩碎片之間也沒有那神秘的不用通訊的合作。

玻爾回答說，愛因斯坦在推理中假定了兩個(gè)碎片分別都是實(shí)在的，理由是它們相距相當(dāng)遠(yuǎn)。玻爾斷言，人們不可能把世界看成是由許多分離的碎片構(gòu)成的。在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之前，A與B必須看作是單一的整體，即使它們相隔幾光年之遙。這的確是道道地地的整體論！

愛因斯坦對(duì)玻爾的理論提出的挑戰(zhàn)在第二次世界大戰(zhàn)之后才得到真正的驗(yàn)證。在20世紀(jì)60年代，物理學(xué)家約翰·貝爾證明了關(guān)于愛因斯坦所提出的那類實(shí)驗(yàn)的一個(gè)最引人注目的定律。貝爾證明，在一般情況下，如果按照愛因斯坦的看法，假定兩塊碎片在被觀察之前實(shí)際上就已經(jīng)以相當(dāng)確定的狀態(tài)存在，那么，分離的系統(tǒng)之間協(xié)作程度不能超出某個(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。如今，需要的是一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

技術(shù)的進(jìn)步使得用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)貝爾的不等式成為可能。物理學(xué)家們進(jìn)行了好幾個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)，其中最好的一個(gè)是阿萊納·阿斯貝及其同事1982年在巴黎大學(xué)做的。他們用一個(gè)原子同時(shí)放出的兩個(gè)光子來作亞原子碎片。在每一個(gè)光子經(jīng)過的通道上，他們放置了一塊起偏材料。起偏材料濾出了那些其振動(dòng)與起偏材料的光軸不匹配的光子。這樣，只有那些與起偏材料光軸匹配的幽靈光子才會(huì)穿過起偏材料。再者，光子A與B是協(xié)作的，因?yàn)樽饔昧εc反作用力迫使它們的偏振是平行的。假如光子A被阻擋住了，光子B也要被阻擋住。

真正的測(cè)驗(yàn)是這樣的：把兩塊起偏材料擺放得不成直角，那么，兩個(gè)光子間的協(xié)作程度就降低，因?yàn)檫@兩個(gè)光子的偏振現(xiàn)在不能夠與其各自的起偏材料同時(shí)匹配了。玻爾-愛因斯坦之爭(zhēng)在這里就可以決出個(gè)勝負(fù)。愛因斯坦的理論所預(yù)言協(xié)作程度，比玻爾的理論要低得多。

那么，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如何呢？

玻爾贏了，愛因斯坦輸了。巴黎大學(xué)的實(shí)驗(yàn)，連同70年代所做的其他不那么精確的實(shí)驗(yàn)都證明，對(duì)微觀世界內(nèi)在的測(cè)不準(zhǔn)性是沒有什么好懷疑的。沒有原因的事件、幽靈影像、只有通過觀察才會(huì)出現(xiàn)的實(shí)在，這一切因?yàn)橛辛藢?shí)驗(yàn)的證據(jù)，顯然必須得到承認(rèn)。

這個(gè)令人震驚的結(jié)論有什么含義呢？

很多人覺得，只要大自然只限于在微觀世界里淘氣，那么，就用不著為微觀世界硬邦邦的實(shí)在消解了而感到很不安。在日常生活中，一把椅子仍舊是一把椅子，不是嗎？

這得說，不完全是。

椅子是由原子構(gòu)成的。原子的一大群幽靈怎么會(huì)結(jié)合成為實(shí)在的、硬邦邦的東西呢？作為觀察者的人又如何呢？人有什么特殊性，使他有能力把原子的幽靈聚成堅(jiān)硬的實(shí)在呢？觀察者必須是人嗎？貓行不行？計(jì)算機(jī)呢？

量子論是最難解又最具技術(shù)性的科目之一。我們這里的簡(jiǎn)短評(píng)論只能揭開那神秘的面紗之一角，好讓讀者一窺其不同尋常的概念（我在另一本書《其他的世界》中更詳細(xì)地討論了量子論）。不過，這里的素描式描述也確實(shí)說明，人們對(duì)世界的常識(shí)性看法，即把客體看作是與我們的觀察無關(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。

量子論很多令人困惑的特點(diǎn)，都可以用一種奇特的“波-?！倍笮詠砝斫?。這使人想起了精神-肉體的二重性。根據(jù)“波-?！倍笮?，一個(gè)像電子或光子這樣的微觀實(shí)體有時(shí)行為像個(gè)粒子，有時(shí)行為像一個(gè)波。是波還是粒子，要依所選擇的實(shí)驗(yàn)來定。粒子與波是完全不同的東西。粒子是一小塊濃縮的物質(zhì)，而波則是無定形的運(yùn)動(dòng)，能夠擴(kuò)散和消失。一個(gè)東西怎么會(huì)既是粒子又是波呢？

這里又是并協(xié)性的問題了。精神怎么可能既是思想，又是神經(jīng)興奮呢？一部小說怎么能既是一個(gè)故事，又是一大堆字詞呢？波-粒二象性是一種軟件-硬件的雙重性。粒子的一面是原子的硬件面——這些小球在格格地碰撞。波的一面則相當(dāng)于軟件，或精神，或信息，因?yàn)榱孔硬ㄅc人們所知的任何種類的波都不同。它不是任何實(shí)體或物質(zhì)構(gòu)成的波，而是知識(shí)或信息的波。它是一種告訴我們就原子來說我們能了解什么的波，而不是原子本身構(gòu)成的波。沒有誰說原子會(huì)像波一樣擴(kuò)散開去。但是，能夠擴(kuò)散開去的是觀察者對(duì)原子的了解。我們都知道犯罪率的波動(dòng)，犯罪率的波不是物質(zhì)的波而是或然率的波。在犯罪率的波最強(qiáng)的地方，最有可能出現(xiàn)重罪。

量子波也是一種或然率的波。它告訴你在什么地方可能有粒子，粒子具有這樣或那樣的屬性（如旋轉(zhuǎn)的方向、能量的大小之類）的可能性有多大。因此，量子波也就包含了量子因素的固有的測(cè)不準(zhǔn)性和不可預(yù)測(cè)性。

托馬斯·楊的雙狹縫系統(tǒng)是說明波-粒二象性的沖突和二重性的最好實(shí)驗(yàn)。根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)長久以來的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，光是一種波，是一種電磁波，是電磁場(chǎng)的波動(dòng)。然而，在1900年，麥克斯·普朗克從數(shù)學(xué)上證明，光波在某些方面行為可以如同粒子一樣——現(xiàn)在我們已把這些粒子叫光子。普朗克認(rèn)為，光是以不可分的塊狀或批量的形式（量子的名詞quantum[量]這個(gè)希臘詞就是這么來的）傳播的。愛因斯坦使普朗克的思想進(jìn)一步精確化了。他指出，這些光子微粒子把原子的電子擊離原子，這正是現(xiàn)在大家已經(jīng)見慣不怪的光電管中發(fā)生的事，有些奇怪，但還不離譜。

但是，當(dāng)兩道光線合并起來時(shí)，最初的意料不到的事發(fā)生了。假如兩個(gè)波系統(tǒng)重疊了，就會(huì)出現(xiàn)所謂的干涉效應(yīng)?？梢韵胂笠幌?，兩塊石頭相距幾寸，落入一平靜的池塘。當(dāng)擴(kuò)散開去的波紋重疊時(shí)，就出現(xiàn)了復(fù)雜的波形條紋。在一些區(qū)域，兩個(gè)波運(yùn)動(dòng)的相位一致，于是，波動(dòng)就放大了，在另一些區(qū)域，波的相位不一致，于是就相互抵消了。

要想用光來得到相同的效應(yīng)，我們可以用光來照射屏幕上的兩個(gè)縫，通過兩個(gè)縫的光波擴(kuò)散開來，就形成了干涉條紋。這很容易用照相底版顯示出來。兩個(gè)縫的映象并不是兩個(gè)模糊的斑點(diǎn)，而是由明暗斑塊組成的條理分明的圖樣，分別標(biāo)明了在哪些地方兩個(gè)光波是同步的，在哪些地方兩個(gè)光波是不同步的（見圖14）。

這一切在19世紀(jì)開始時(shí)人們就都知道了。然而，一考慮到光的微粒子性質(zhì)，這就有些奇特了。每一個(gè)光子都是打到照片底版上的某一特定的點(diǎn)上，形成了一個(gè)小點(diǎn)。大群光子如同萬箭齊射打到底版上，形成了成百上億的光點(diǎn)，于是就出現(xiàn)了底版上的影像，就像電視機(jī)熒光屏上的情況一樣。任何一個(gè)單個(gè)的光子要到達(dá)哪一點(diǎn)，這是完全不可預(yù)言的。我們所知道的只是，光子打到底版的明亮區(qū)域的可能性很大。

然而，還不僅僅就是這些。假如我們降低照明度，使每一次只有一個(gè)光子通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，那么，只要時(shí)間足夠長，由眾多光子累加造成的斑點(diǎn)仍是組成明暗相間的干涉花紋。這里，令人難解的問題是，假如說任何一個(gè)特定的光子肯定只能通過一個(gè)縫，那么，干涉花紋則表明必定是有兩個(gè)重疊的波系列，每一個(gè)縫都發(fā)出一個(gè)波系列。整個(gè)的實(shí)驗(yàn)也可用原子、電子、或其他的亞原子粒子來做。不管用什么粒子來做，都會(huì)出現(xiàn)明暗相間的條紋，表明光子、原子、電子、介子等等都同時(shí)顯示出波與粒子的特征。

在20世紀(jì)20年代，玻爾為這一難題提出了一個(gè)可能的解決方法?？梢园压庾油ㄟ^狹縫A的情況看成一可能的世界（世界A），把光子通過狹縫B的情況看成另一個(gè)可能的世界（世界B）。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，疊加起來了。玻爾斷言，我們不能說我們的經(jīng)驗(yàn)世界就是A或就是B，而應(yīng)當(dāng)說我們的經(jīng)驗(yàn)世界純粹是這兩個(gè)可能的世界的混合物。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。兩個(gè)可能的世界疊加、結(jié)合在一起，頗像兩張電影片同時(shí)打到一塊屏幕上。

愛因斯坦是位死心塌地的懷疑論者，拒絕承認(rèn)所謂混合的實(shí)在。他又提出一個(gè)經(jīng)過修改的雙縫實(shí)驗(yàn)繼續(xù)與玻爾爭(zhēng)論。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，屏幕是可以自由移動(dòng)的。他堅(jiān)持認(rèn)為，只要仔細(xì)觀察，就可以判定光子走的是那個(gè)縫。若光子通過左邊的縫，就會(huì)稍微向右偏轉(zhuǎn)，那么，原則上就能夠看到反沖的屏幕移向左邊。假如屏幕移向右邊，就說明光子通過了右邊的縫。用這種方式，就可以通過實(shí)驗(yàn)判斷是世界A還是世界B相當(dāng)于實(shí)在。而且，這樣一來，原先實(shí)驗(yàn)中光子行為明顯的不確定性也就可以歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)技術(shù)的粗糙造成的。

玻爾對(duì)愛因斯坦提出的實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行了決定性的反駁。他說，愛因斯坦這是在游戲的中間改變游戲規(guī)則。假如屏幕可以自由移動(dòng)，那么，其移動(dòng)也同樣是受量子物理學(xué)內(nèi)在的測(cè)不準(zhǔn)性支配的。玻爾很容易地證明，準(zhǔn)許屏幕反彈，將會(huì)毀壞照相底片上的干涉花紋，而只留下兩個(gè)模糊的斑點(diǎn)。要么是屏幕固定，使光的波一樣的性質(zhì)以干涉花紋的形式顯現(xiàn)出來。要么就讓屏幕自由移動(dòng)，使光子有確定的軌跡。但這么一來，光的波一樣的特征就消失了，光的行為就純粹是微粒一樣的了。這里是兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)。它們不是矛盾的，而是并存的。愛因斯坦提出的實(shí)驗(yàn)思路并沒有對(duì)原先實(shí)驗(yàn)中光子的路徑問題進(jìn)行任何說明，而原先的實(shí)驗(yàn)確實(shí)顯示了那混合的世界。

玻爾與愛因斯坦的交鋒，可以使人得出一個(gè)不同尋常的結(jié)論，那就是，我們這些實(shí)驗(yàn)者以一種基本的方式參與了實(shí)在性質(zhì)的形成。假如我們固定住屏幕，就可以建構(gòu)出一個(gè)神秘的混合世界，在這個(gè)世界中，光子的路徑是確定不了的。

1979年，在普林斯頓召開了一個(gè)紀(jì)念愛因斯坦誕辰一百周年的專題討論會(huì)。約翰·惠勒在會(huì)上說了一番具有諷刺意味的話。他從雙縫實(shí)驗(yàn)得出一個(gè)更讓人吃驚的結(jié)論。他指出，只要對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備稍微進(jìn)行些改造，就能夠延遲選擇測(cè)量方式，直到光子通過了屏幕之后再選擇測(cè)量方式。這樣，我們要制造一個(gè)混合世界的決定就可以在這世界出現(xiàn)之后再做出！惠勒說，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。如此說來，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。這就是第三章中所提到的逆動(dòng)因果關(guān)系。

前面的敘述表明，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。它使得主體與客體、原因與結(jié)果之間的界限模糊了，將強(qiáng)烈的整體論觀念引入了我們的世界觀。我們已經(jīng)看到，在愛因斯坦實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)相距很遠(yuǎn)的粒子如何必須被看作是一個(gè)系統(tǒng)。我們還看到，若是不在特定的實(shí)驗(yàn)安排當(dāng)中談?wù)撛拥臓顩r，甚至談?wù)撛舆@個(gè)概念是沒有意義的。原子在何處以什么方式運(yùn)動(dòng)，這種問題是不能問的。你得首先明確你想測(cè)量什么，是位置還是運(yùn)動(dòng)，然后你才能得到一個(gè)有意義的答案。測(cè)量要?jiǎng)佑么罅康暮暧^儀器。因而，微觀的實(shí)在與宏觀的實(shí)在是不可分的。然而，宏觀是由微觀構(gòu)成的，儀器是由原子構(gòu)成的！這又是怪圈。

大衛(wèi)·玻姆這位著名的量子理論物理學(xué)家在其《整體性與暗含的秩序》一書中探討了這些問題：

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的。①

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)系網(wǎng)絡(luò)。玻姆這樣就回應(yīng)了沃納·海森伯的話：“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。”

宏觀世界（即我們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)的世界）決定微觀實(shí)在，而宏觀世界又是由微觀實(shí)在構(gòu)成的，這個(gè)怪圈該怎么解開呢？當(dāng)我們尋問在進(jìn)行量子測(cè)量時(shí)實(shí)際發(fā)生了什么時(shí)，就立刻碰上了這個(gè)問題。觀察者怎么會(huì)把模糊的微觀世界推入具體的實(shí)在狀態(tài)之中呢？

量子的“測(cè)量問題”實(shí)際上是精神-肉體或軟件-硬件問題的變體。物理學(xué)家和哲學(xué)家已經(jīng)與它相持了好幾十年了。硬件——粒子——是用波來描述的，而波則將一個(gè)觀察者觀察粒子時(shí)有可能發(fā)現(xiàn)的關(guān)于粒子的信息變成了密碼。進(jìn)行觀察，就使波“崩潰”成為一種具體的狀態(tài)，這種具體的狀態(tài)將一個(gè)確定的值賦予了被觀察到的東西。

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。可以設(shè)想一個(gè)電子正從一個(gè)靶那里擴(kuò)散開去。它可以往右去，也可以往左去。你計(jì)算一下波，看看波往哪里去。波從靶那里折射開去，一部分向右擴(kuò)散，一部分向左擴(kuò)散，比如說，向右向左的強(qiáng)度相同。這就意味著，你在觀察時(shí)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)電子或者在左邊，或者在右邊。不過得要記住，在實(shí)際觀察進(jìn)行之前，是不可能說（也不可能有意義地討論）電子實(shí)際在靶的哪一邊的。在你進(jìn)行實(shí)際的探測(cè)之前，該電子一直保持著自己的選擇。兩個(gè)可能的世界以一種混合的、模糊的疊加方式共存（見圖16）。

現(xiàn)在你進(jìn)行觀察，比如說發(fā)現(xiàn)電子在左邊，右邊的“幽靈”立刻就消失了。波突然崩潰了，倒向了靶的左邊，因?yàn)楝F(xiàn)在電子已不可能是在右邊了。為什么會(huì)發(fā)生這種戲劇性的崩潰呢？

為了進(jìn)行觀察，就必須將電子與一種外在的裝置或一系列裝置連接起來。這些裝置被用來測(cè)試電子在哪里，并把電子存在的信號(hào)放大到宏觀的層面以便記錄下來。但這些連接和裝置作用本身也涉及原子的機(jī)械活動(dòng)（盡管涉及的原子很多），因而也是從屬于量子因素的。我們可以寫下一個(gè)波來代表測(cè)量裝置。假設(shè)測(cè)量機(jī)器有一個(gè)指針，指針有兩個(gè)位置，一個(gè)位置表示電子在左邊，一個(gè)位置表示電子在右邊。那么，把電子和測(cè)量裝置組成的整個(gè)系統(tǒng)看成是一個(gè)量子大系統(tǒng)，就迫使我們得出一個(gè)結(jié)論：那個(gè)左右不定的電子的混合性質(zhì)轉(zhuǎn)移到測(cè)量裝置的指針上了。測(cè)量裝置必須進(jìn)入一種量子中間過渡狀態(tài)，而不能顯示其指針指向左還是指向右。這樣，測(cè)量行為似乎就把那討厭的量子世界放大到實(shí)驗(yàn)室的尺度上了。

數(shù)學(xué)家約翰·馮·紐曼對(duì)這一難題進(jìn)行了探討，用了一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型證明，將電子與測(cè)量裝置連接起來，結(jié)果的確促使了電子選擇在左邊還是在右邊，但這只能是將電子混合的非實(shí)在狀態(tài)轉(zhuǎn)移到測(cè)量裝置的指針上。馮·紐曼還指出，假如測(cè)量裝置再與另一個(gè)裝置連接起來，這一個(gè)裝置能夠顯示出第一個(gè)裝置的測(cè)量結(jié)果，那么，第一個(gè)裝置的指針因而也就被促使做出選擇。現(xiàn)在，進(jìn)入中間過渡狀態(tài)的是第二個(gè)裝置。于是，可以有一連串的機(jī)器互相測(cè)量，得出有意義的“非此即彼”的結(jié)果，但馮·紐曼機(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。

薛定諤的一個(gè)著名實(shí)驗(yàn)突出地表明了量子論中這難解的問題。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)放大裝置被用來引發(fā)一種毒劑的釋放，該毒劑能殺死貓。于是，左-右指針的二重性轉(zhuǎn)換成了活-死貓的二重性。假如一只貓要被描述為一個(gè)量子系統(tǒng)，那么，我們就被迫得出結(jié)論：在一個(gè)人或一個(gè)什么物去觀察貓之前，貓?zhí)幱谝环N兩可的“活-死”狀態(tài)，而這狀態(tài)似乎是荒謬的。

假設(shè)用一個(gè)人來代替貓，這代替貓的人能夠體驗(yàn)到一種活-死狀態(tài)嗎？當(dāng)然不能。那么這就是說，量子力學(xué)到了人類觀察者這里就失效了嗎？難道說，馮·紐曼的機(jī)器鏈到了人的意識(shí)那里就到頭了嗎？有一位杰出的量子物理學(xué)家，尤金·威格納，實(shí)際上就提出了這個(gè)令人激動(dòng)的主張。威格納認(rèn)為，量子系統(tǒng)的信息進(jìn)入了觀察者的精神，使得量子波崩潰了，并且突然地將那種混合的、兩可的幽靈狀態(tài)轉(zhuǎn)變成為涇渭分明的具體的實(shí)在狀態(tài)。于是，當(dāng)實(shí)驗(yàn)者觀看裝置的指針時(shí)，就使得指針做出偏向左邊還是偏向右邊的決定。因而，靠著機(jī)器鏈的傳導(dǎo)，也使得電子打定了主意要往哪邊去。

假定我們承認(rèn)威格納的說法，那就是又承認(rèn)了早先的二元論：精神是獨(dú)立于物質(zhì)的但又與物質(zhì)處于同一個(gè)層面的實(shí)體，精神可以作用于物質(zhì)，使之發(fā)生顯然違反物理定律的運(yùn)動(dòng)。對(duì)此，威格納倒不以為意。他說，“意識(shí)對(duì)（大腦的）物理-化學(xué)狀態(tài)有影響嗎？或者說，人的肉體違反那種通過研究無生命的物質(zhì)得來的物理定律嗎？對(duì)此問題的傳統(tǒng)回答是，‘不’，肉體影響精神，但精神卻不影響肉體。然而，至少可以舉出兩個(gè)理由來支持相反的觀點(diǎn)。”②威格納舉出的一個(gè)理由是作用與反作用的定律。假如肉體作用于精神，那么，精神也反作用于肉體。另一個(gè)理由就是前面提到的由之而來的量子測(cè)量問題的解答。

必須承認(rèn)，同意威格納說法的物理學(xué)家很少。盡管有些物理學(xué)家借用量子的精神作用于物質(zhì)的思路，主張某些超自然的現(xiàn)象如意念致動(dòng)和遙距意念彎物之類是可能的。（“假如精神可以啟動(dòng)神經(jīng)元，為什么就不能彎曲調(diào)羹呢？”）

威格納的論點(diǎn)，從頭到尾有強(qiáng)烈的層面混淆的味道。試圖借助于軟件（精神）來討論硬件（四處奔忙的電子）的運(yùn)行，便是掉進(jìn)了二元論的陷阱。然而，這里的問題更為棘手，因?yàn)橛布蛙浖诹孔诱撝惺撬浪赖乩p結(jié)在一起的（如，波-粒二象性）。不管威格納的論點(diǎn)正確性如何，其論點(diǎn)確實(shí)表明，精神-肉體問題的解決可能是與量子測(cè)量問題的解決密切相關(guān)的，不管最后結(jié)果如何。

另有人試用的解開量子測(cè)量難題的方法，或許比威格納求助于精神還來得離奇。只要人們所處理的是有限的物理系統(tǒng)，馮·紐曼的機(jī)器鏈就可以延長。你總是可以說，你所觀察到的所有東西都是實(shí)在的，因?yàn)橛幸粋€(gè)更大的系統(tǒng)，使你通過“測(cè)量”或“觀察”所看到的東西崩潰成為實(shí)在。但是，近年來，物理學(xué)家們注意到了量子宇宙學(xué)，也就是關(guān)于整個(gè)宇宙的量子論。從定義上講，沒有任何東西可以處在宇宙之外，來使整個(gè)的宇宙崩潰成為具體的存在。（或許，上帝是例外？）在這一層面上，宇宙似乎就處于一種中間過渡狀態(tài)，或宇宙兩可狀態(tài)。假如沒有一個(gè)威格納的精神來使宇宙一體化，宇宙似乎就注定要這么不死不活的延續(xù)下去，只是一堆幽靈，是多種可能的實(shí)在多重混合又疊加，其中哪一個(gè)實(shí)在也不是實(shí)際的實(shí)在。那么，為什么我們還是感覺到一個(gè)單一的、具體的實(shí)在呢？

有人提出了一個(gè)大膽的設(shè)想來正面解決這一問題，這設(shè)想就是平行宇宙的理論。休·埃弗列特1957年創(chuàng)立了這一理論，后來得到了現(xiàn)在奧斯汀得克薩斯大學(xué)任教的布萊?！さ隆ね氐闹С帧Ｔ摾碚撜J(rèn)為，所有可能的量子世界都是同樣地實(shí)在，而且是平行存在的。一旦進(jìn)行一次測(cè)量來測(cè)定，比如說，貓是活是死，那么，宇宙就一分為二了，一個(gè)包含著活貓，另一個(gè)包含著死貓。兩個(gè)世界都同樣實(shí)在，二者也都包含著人類觀察者。然而，每一個(gè)世界的居住者都只能察覺到他們自己所在的宇宙。

宇宙因?yàn)橐粋€(gè)電子的古怪行徑就分岔，由一變?yōu)槎?，這種不尋常的概念或許是人們的常識(shí)難以接受的。但是，進(jìn)一步仔細(xì)察看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這理論頗站得住腳。當(dāng)宇宙分岔時(shí)，我們的精神也隨之分了岔，成為兩個(gè)副本，一個(gè)世界住一個(gè)。每一個(gè)精神副本都以為自己是獨(dú)一無二的。那些認(rèn)為感覺不到自己分了岔的人，應(yīng)該想一想他們也感覺不到地球繞太陽轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。隨著所有的原子、所有的亞原子粒子的四處跳躍，分岔的事也就一次又一次地發(fā)生。宇宙在每一秒鐘之內(nèi)都被復(fù)制無數(shù)次。用不著進(jìn)行一次實(shí)際的測(cè)量以便使這種復(fù)制發(fā)生。只要一個(gè)單獨(dú)的微觀粒子以某種方式與一宏觀的系統(tǒng)互相作用就夠了。用德·威特的話來說：

每一個(gè)恒星，每一個(gè)星系、每一個(gè)宇宙的遙遠(yuǎn)的角落發(fā)生的每一個(gè)量子躍遷都使我們這里的世界分岔，變成成千上萬個(gè)它們的副本……這就是帶有某種報(bào)復(fù)的兩可狀態(tài)。③

為恢復(fù)實(shí)在所付出的代價(jià)是實(shí)在的多重性——數(shù)目龐大而且不斷增加的平行的宇宙沿著各自的演化分支在發(fā)散開去。

其他的世界是什么樣子的呢？我們能不能去呢？可不可以在其他世界里找到關(guān)于不明飛行物或百慕大三角區(qū)人、船失蹤之謎的解釋？對(duì)研究不明飛行物專家們來說，遺憾的是，埃弗列特的理論在這一系列問題上態(tài)度明確。平行的宇宙一旦分離之后，從物理上講就完全分家了，互不相通了。要想使它們?cè)倬墼谝黄穑偷脤y(cè)量的過程倒回去，也就相當(dāng)于讓時(shí)間倒轉(zhuǎn)。這很像是一個(gè)原子一個(gè)原子地把一個(gè)打碎的雞蛋再恢復(fù)原樣。

但是，這些其他的世界又在哪里呢？從某種意義上說，那些與我們所在的世界很相像的世界都靠我們很近。然而，這些其他的世界是完全不可進(jìn)入的。不管我們?cè)谖覀兊臅r(shí)空中走得多遠(yuǎn)，也到不了這些其他的世界。本書的讀者離他自己成千上萬的副本不過一寸之遙，但這一寸卻不是用我們所感知的空間所測(cè)量得出的。

各個(gè)世界分岔分得越遠(yuǎn)，它們彼此間的差異也就越大。以某種細(xì)微的方式與我們的世界分離的那些世界如在雙縫實(shí)驗(yàn)中的光子的路徑，假如不仔細(xì)看，就看不出它們與我們的世界的差異。然而，在其他與我們的差異較大的世界中，貓的數(shù)目可能與我們的世界不同。在某些世界里，希特勒沒有出現(xiàn)過，約翰·肯尼迪還活著。還有些世界差異大得不得了，尤其是那些在時(shí)間開始后不久就分岔的世界。實(shí)際上，一切可能發(fā)生的事（盡管不是一切可以在想象中發(fā)生的事）都在這多枝狀的實(shí)在的某一個(gè)枝上發(fā)生著。

所有可能的世界同時(shí)存在，這就引起了一個(gè)令人感興趣的問題，即為什么在有人讀這本書的這個(gè)世界是現(xiàn)在這樣的世界，而不是在不同的分支上的其他的世界？顯然，本書的讀者不可能在所有的或大多數(shù)其他的世界中存在，因?yàn)樵谀切┦澜缰?，沒有適合于生命發(fā)生的條件（在第十二章我們還要再回來討論這個(gè)問題）。

很多人提出，量子論為我們了解自由意志開辟了道路，因?yàn)榱孔诱撌且苑浅；镜姆绞脚c精神相聯(lián)系的。先前人們用決定論的觀點(diǎn)看待宇宙，認(rèn)為在宇宙中我們所做的一切都是在我們出生以前很久由宇宙的結(jié)構(gòu)決定好了的?，F(xiàn)在，這種觀點(diǎn)似乎被量子因素掃除了。這難道是說，自由意志現(xiàn)在活得還好嗎？要想正式地討論這個(gè)問題，我們必須首先較為深入地探究一下時(shí)間之謎。