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一
問(wèn)題的來(lái)歷：光是哪些？
我們的故事要從2000千多年原先的古埃及開(kāi)始?，F(xiàn)代學(xué)術(shù)界覺(jué)得，西方哲學(xué)源于古埃及的泰勒斯，他被覺(jué)得是哲學(xué)第一人。那位大哲學(xué)家除了轉(zhuǎn)租過(guò)榨油機(jī)（說(shuō)成榨橄欖油的工具更合適），并且成功預(yù)測(cè)過(guò)一次日蝕，但那些不是重點(diǎn)，重要的是，他曾提出世界的本源是“水”，這么問(wèn)題來(lái)了，若果世界是水做的，那火和光是如何回事，那種時(shí)侯火和光不分。
是啊，火和光究竟是如何回事？那種時(shí)代，人們?cè)谧穯?wèn)世界的本源時(shí)通常默認(rèn)是顆粒，這可以牽強(qiáng)的覺(jué)得是光的粒子說(shuō)的老祖宗了。幾百年后，還是古埃及，另一位哲學(xué)家出現(xiàn)了，恩培多克勒，他提出“世界是由水、火（光）、土、氣”四種元素組成。這樣還是不行啊，人的耳朵可以看見(jiàn)東西，也就是說(shuō)鼻子可以發(fā)光下來(lái)，那為何沒(méi)看見(jiàn)耳朵上面冒煙下來(lái)，這個(gè)問(wèn)題怎么解釋？
很快柏拉圖就給了一個(gè)說(shuō)法，光的來(lái)源有三種“火發(fā)光，鼻子也發(fā)光，被看到的物體也可以發(fā)光”，聞言一出，新問(wèn)題立刻又來(lái)了，為何人在黑暗的房間的哪些都看不見(jiàn)？
再到后來(lái)，公元前一世紀(jì)，古羅馬正從共和國(guó)時(shí)代步入帝國(guó)時(shí)代。和凱撒大帝同時(shí)代的盧克萊修在《物性論》中提出：人之所以看到東西，是由于被看到的物體可以發(fā)光，但是這依然未能解決上面這個(gè)問(wèn)題。
直至公元1000年左右，一位阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)學(xué)家阿爾哈曾總算給出了一個(gè)靠譜的解釋：光源發(fā)出光，物體把光反射到人的耳朵里，于是人就看見(jiàn)東西了，他還發(fā)展了折射，小孔成像等原理。人們忠于確信無(wú)疑：光的確是一種粒子。
文藝復(fù)興以后，笛卡爾一句“我思故我在”開(kāi)啟了法國(guó)的理智主義時(shí)代，他對(duì)光的粒子性隱隱倍感有些不妥，于是提出：光是一種壓力，在媒介中傳播。后來(lái)，西班牙物理家格里馬第則干脆直說(shuō)：光是一種類似于水波的波動(dòng)。
自古以來(lái)，哲學(xué)家和科學(xué)家們都覺(jué)得光是粒子，如今又有牛人跳下來(lái)說(shuō)是波動(dòng)，那光究竟是哪些？此時(shí)，據(jù)說(shuō)聞到了一股火藥味，就看有沒(méi)有人來(lái)桶這個(gè)馬蜂窩，很快，捅馬蜂窩的人出現(xiàn)了。
二
第一次波粒之爭(zhēng)
1663年，蘇格蘭的波義耳提出：顏色不是物體本身的特點(diǎn)，而是光照的療效。這順利成為第一次波粒之爭(zhēng)的導(dǎo)火索。
第一回合
1）波動(dòng)軍團(tuán)：
格里馬第首先出招：“顏色不同是由于光波的頻度不同”；緊接著，發(fā)覺(jué)彈簧定律的胡克先生也有了新發(fā)覺(jué)。他看見(jiàn)香皂泡和顯微鏡下的云母片都呈彩色，于是提出：“光是某種快速脈沖”
2）粒子軍團(tuán)：
1672.2.8牛頓通過(guò)色散實(shí)驗(yàn)后提出紅色光是七色光混和而成。針對(duì)此事，他的老冤家胡克譴責(zé)牛頓是剽竊自己的理論，于是，牛頓就和胡克扛上了，開(kāi)始專攻粒子說(shuō)。
第二回合
1）波動(dòng)軍團(tuán)：
1690年德國(guó)科學(xué)家惠更斯發(fā)表《光論》，提出光是在以太中傳播的縱波，并證明了折射率和反射率?？上?695年那位科學(xué)家就離開(kāi)人世，未能再見(jiàn)到粒子說(shuō)的猛烈反撲。
2）粒子軍團(tuán)：
1704，胡克死后第二年。牛頓發(fā)表《光學(xué)》：從粒子角度闡述牛頓環(huán)，衍射等現(xiàn)象，并指責(zé)波動(dòng)說(shuō)：“如果光是波的話，為何不能像聲波一樣穿墻？”憑借牛頓在科學(xué)界的地位，粒子說(shuō)成為不可撼動(dòng)的真理，從此以后的近百年，波動(dòng)說(shuō)也無(wú)法翻身。
三
第二次波粒之爭(zhēng)
第一回合：
1807年知名的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)證明了光的波動(dòng)性，波動(dòng)學(xué)說(shuō)有起死回生的征兆。但是好景不長(zhǎng)，1809年馬呂斯發(fā)覺(jué)偏振光現(xiàn)象，此時(shí)的波動(dòng)說(shuō)難以解釋。（因?yàn)楫?dāng)時(shí)未發(fā)覺(jué)橫波（傳播方向與震動(dòng)方向垂直）的偏振光特點(diǎn)，而之前的惠更斯也覺(jué)得光是縱波）。
第二回合：
1819：日本菲涅爾理論《關(guān)于偏振光光線的互相作用》，他強(qiáng)調(diào)，光是橫波在以太中傳播，衍射現(xiàn)象是正常的。在進(jìn)行論文答辯的時(shí)侯，粒子論的提倡者，大名鼎鼎的物理家泊松指責(zé)道：假如這樣，照射小圓板時(shí)，為何沒(méi)看到小亮點(diǎn)（衍射）。沒(méi)等多久，奇跡發(fā)生了，菲涅爾通過(guò)實(shí)驗(yàn)果然發(fā)覺(jué)了這個(gè)小光點(diǎn)“泊松亮斑”。
幾六年以后，物理家麥克斯韋推導(dǎo)入麥克斯韋方程式，預(yù)測(cè)了電磁波的存在。不久以后，美國(guó)科學(xué)家赫茲也順利發(fā)覺(jué)了電磁波。自此，光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)成功逆襲粒子說(shuō)。
就在波動(dòng)說(shuō)狂歡的時(shí)侯，她們卻忽視了一個(gè)致命的問(wèn)題：既然廣播在以太中傳播，那“以太”在哪兒？
四
第三次波粒之爭(zhēng)
此次波粒之爭(zhēng)情況比較復(fù)雜，要多花點(diǎn)篇幅介紹。
1．兩朵烏云
19世紀(jì)的最后三天，美國(guó)知名化學(xué)學(xué)家開(kāi)爾文說(shuō)：數(shù)學(xué)學(xué)美麗而放晴的天空被兩朵烏云映照了。我們就來(lái)瞧瞧是哪兩朵烏云：
第一朵：光波傳播的媒介，以太在那里？；后來(lái)邁克爾遜莫雷通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，以太并不存在，試驗(yàn)中光速是恒定不變的。（后來(lái)愛(ài)因斯坦由此發(fā)展出相對(duì)論）
第二朵：牛頓證明了熱和運(yùn)動(dòng)也是光的特點(diǎn)，玻爾茲曼通過(guò)麥克斯韋方的理論，推導(dǎo)入宋體幅射應(yīng)該符合玻爾茲曼均分理論。但是，當(dāng)時(shí)有兩個(gè)公式估算宋體幅射的分布情況，維恩公式只對(duì)長(zhǎng)波幅射，而瑞利金斯的公式只對(duì)短波幅射有效，兩者難以統(tǒng)一，違反了玻爾茲曼均分說(shuō)。
針對(duì)這個(gè)宋體幅射問(wèn)題，美國(guó)化學(xué)學(xué)家普朗克開(kāi)始研究?jī)蓚€(gè)幅射公式上帝投骰子嗎 量子物理史話，后來(lái)成功推出一個(gè)兼容的公式，對(duì)長(zhǎng)長(zhǎng)波都有效，而且有一個(gè)前提條件：光是一種不連續(xù)的能量子，1900.12.14，普朗克的E=hv成為與E=MC2同樣精典的方程式，標(biāo)志著量子論的誕生。其中的h，也就是普朗克常數(shù)，也和光速c一樣，成為宇宙基本常數(shù)之一。
2．第一回合
粒子革命：
十九世紀(jì)后期，赫茲的電磁波實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生的光電效應(yīng)，仍然沒(méi)被注重。此時(shí)，愛(ài)因斯坦用普朗克量子公式一算才發(fā)覺(jué)，原先這是粒子的特點(diǎn)，頻度越高，能量就越大，就越容易打出電子，而波的硬度只能影響打出電子的數(shù)目，于是他引入了光量子的假說(shuō)。1915年，法國(guó)人密立根企圖用實(shí)驗(yàn)來(lái)指責(zé)愛(ài)因斯坦，誰(shuí)知一實(shí)驗(yàn)正好證明愛(ài)因斯坦的光量子假說(shuō)是對(duì)的。
這個(gè)時(shí)侯，粒子軍團(tuán)另一個(gè)新生力量在崛起。原子模型又被重提上去，1910年盧瑟福通過(guò)阿爾法粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)發(fā)覺(jué)，他師傅日本的湯姆遜在1897年提及的原子獼猴桃干模型是不對(duì)的，應(yīng)當(dāng)是行星軌道模型。1913年她們兩人的中學(xué)生荷蘭人玻爾則提出了一個(gè)波爾原子模型：電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)，電子在不同軌道間可以躍遷，因而幅射和吸收能量，而且電子在任何時(shí)刻都不可能存在于兩個(gè)軌道之間的任何位置？就是說(shuō)，我從辦公室回到家或則從家到辦公室，并且，任何時(shí)侯，我都不曾在兩點(diǎn)之間的任何位置出現(xiàn)過(guò)！
1919年，普朗克約請(qǐng)愛(ài)因斯坦和玻爾到柏林作客，量子三大鱷聚在一起，兩人暢談量子論的發(fā)展，但是愛(ài)因斯坦和玻爾之間卻出現(xiàn)了分歧，波爾說(shuō)：理論上難以估算出電子躍遷的條件；愛(ài)因斯坦則覺(jué)得：任何化學(xué)過(guò)程都是確定可預(yù)測(cè)的。兩個(gè)人的分歧，為后來(lái)的那場(chǎng)曠世大論爭(zhēng)埋下了伏筆。
波動(dòng)軍團(tuán)反撲
1922年，來(lái)自美國(guó)一個(gè)貴族家庭的德布羅意用相對(duì)率和普朗克的量子公式推導(dǎo)入了一個(gè)奇怪的公式，在這個(gè)公式里，可以估算出波長(zhǎng)，并預(yù)測(cè)電子可以像光一樣發(fā)生衍射現(xiàn)象，莫非光還是波么？
1927年，法國(guó)工程師戴維遜和他的助手革末通過(guò)實(shí)驗(yàn)否認(rèn)了德布羅意公式預(yù)測(cè)的電子衍射現(xiàn)象，和X射線衍射相同。
粒子軍團(tuán)反擊
德布羅意公式發(fā)表后，粒子軍團(tuán)也沒(méi)閑著。1923年在威爾遜云室實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家清晰的看見(jiàn)了電子的軌跡。1924年，性格冷酷的德國(guó)科學(xué)家泡利針對(duì)玻爾的原子模型，提出不相容原理，規(guī)定了特定的電子旋轉(zhuǎn)軌道上只能有固定數(shù)目的電子數(shù)。同年，泰國(guó)合艾學(xué)院的玻色院長(zhǎng)和愛(ài)因斯坦共同創(chuàng)辦玻爾-愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)方式，預(yù)測(cè)了高溫下玻骰子的匯聚現(xiàn)象（該現(xiàn)象在2001年得到實(shí)驗(yàn)否認(rèn)）
就這樣，在量子論出現(xiàn)以后，粒子軍團(tuán)異軍凸起，波動(dòng)集團(tuán)無(wú)法抵擋。但是巍峨的麥克斯韋方程式，就像難以逾越的天險(xiǎn)，縱使粒子軍團(tuán)如何折騰都未能突破。她們難以解釋電磁波現(xiàn)象。戰(zhàn)爭(zhēng)到了相持階段。
3.第二回合
粒子軍團(tuán)：
就在數(shù)學(xué)學(xué)被攪成一團(tuán)糨糊的時(shí)侯，又一個(gè)牛人出現(xiàn)了，他就是美國(guó)的海森堡（后來(lái)負(fù)責(zé)希特勒原子彈項(xiàng)目的科學(xué)家）。1925年春天，他在自己的綿長(zhǎng)周末中苦思冥想，制造了一次真正的矩陣革命。
海森堡發(fā)覺(jué)，電子的基態(tài)都是相對(duì)的，沒(méi)有絕對(duì)的基態(tài)，于是提出矩陣多項(xiàng)式來(lái)估算電子躍遷的能量，并精確的估算出量子躍遷的基態(tài)和幅射頻度。但有一個(gè)頭痛的問(wèn)題，矩陣多項(xiàng)式不滿足加法交換律，就是說(shuō)pxq不等于qxp，這些情況，這在數(shù)學(xué)上意味著哪些，海森堡想不明白？
波動(dòng)軍團(tuán)：
就在海森堡的矩陣多項(xiàng)式問(wèn)世不到半年的時(shí)間，波動(dòng)軍團(tuán)的一位牛人阿姨薛定諤出現(xiàn)了，他基于德布羅意公式推導(dǎo)入一個(gè)函數(shù)，覺(jué)得電子是一團(tuán)波。這個(gè)知名的薛定諤多項(xiàng)式后來(lái)成為量子的本征函數(shù)。詭異的是，薛定諤多項(xiàng)式的估算結(jié)果和矩陣絲毫不差！但它比矩陣估算簡(jiǎn)單好多，這也讓他吸引了不少粉絲，甚至量子三大鱷之二的普朗克和愛(ài)因斯坦都對(duì)他刮目相看。后來(lái)狄拉克在他的量子專著作手指出，這兩個(gè)算法都可以用哈密爾頓函數(shù)推論下來(lái)，光作為粒子的運(yùn)動(dòng)性和作為波的波動(dòng)性在哈密爾頓的的物理體系中早就是統(tǒng)一了，殊途同歸。
但是，物理雖然是物理，客觀世界里，電子究竟是粒子還是波動(dòng)？
五
三大會(huì)戰(zhàn)：量子論的赫爾辛基解釋
1．機(jī)率論
粒子軍團(tuán)的矩陣多項(xiàng)式，波動(dòng)軍團(tuán)的薛定諤多項(xiàng)式，如同倚天劍遇見(jiàn)屠龍刀，兩個(gè)利器難分高下！既然是利器，必然有神秘的地方，海森堡的矩陣多項(xiàng)式中，為什么不滿足加法交換律，化學(xué)學(xué)意義是哪些？薛定諤函數(shù)究竟代表的是哪些？
海森堡的老師玻姆首先發(fā)問(wèn)：薛定諤多項(xiàng)式的分布函數(shù)究竟是指哪些？
薛定諤：電子是一團(tuán)波，這個(gè)函數(shù)就是電子波在空間的分布情況。
玻姆：那為何電子在通過(guò)單縫時(shí)會(huì)出現(xiàn)小點(diǎn)，而不是波紋？
薛定諤：那你說(shuō)是哪些？
玻姆：這個(gè)函數(shù)代表的是機(jī)率，是電子在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的位置的機(jī)率，是完全隨機(jī)的，任何精確的條件都難以估算。
2.不確定性
海森堡比較主動(dòng)，不等他人發(fā)問(wèn)自己就開(kāi)始動(dòng)手了。矩陣多項(xiàng)式中，p（位置）和q（動(dòng)量）不滿足交換律的緣由是，兩者不可能被同時(shí)檢測(cè)到，當(dāng)你在檢測(cè)一個(gè)值的時(shí)侯，必然會(huì)引起另一個(gè)值偏差無(wú)限減小。同樣的，他還發(fā)覺(jué)E（能量）和t（時(shí)間）也是一對(duì)冤家。
哪些？已檢測(cè)都會(huì)擾動(dòng)，那要是我視力超級(jí)牛，就看一看也不行嗎？
也不行。這是大自然的底線，你看其中任何一個(gè)，他的搭檔就罷課。
3.互補(bǔ)原理
量子論中，阿姆斯特丹派的靈魂人物，玻爾，發(fā)布了一個(gè)愈發(fā)驚世駭俗的理論：電子即是波動(dòng)又是粒子，就像一個(gè)硬幣的兩面，盡管兩面是相互抵觸的，但他卻在更高的層次上是統(tǒng)一的。
“那電子究竟是哪些，原本是哪些樣子？”
“追問(wèn)電子原本是哪些是沒(méi)意義的，你不看電子的時(shí)侯，不存在這個(gè)粒子，也不存在這個(gè)波動(dòng)?！?span style="display:none">zf8物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
誰(shuí)都沒(méi)想到，波粒之爭(zhēng)到最后竟是這些話劇化的結(jié)局。
用福爾摩斯的話來(lái)說(shuō)：當(dāng)排除所有的可能性以后，剩下的，無(wú)論多么詭異，也必定是事實(shí)。
六
新的危機(jī)：世界是客觀的嗎？
機(jī)率解釋，不確定性原理，互補(bǔ)原理構(gòu)成了量子論阿姆斯特丹解釋的核心，直至現(xiàn)今，依然不可撼動(dòng)。我們都早已領(lǐng)教過(guò)了這三個(gè)理論，不但驚世駭俗，簡(jiǎn)直毀三觀。
1.機(jī)率解釋
針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，愛(ài)因斯坦很懷疑，早在1919年量子三大鱷在柏林派對(duì)時(shí)，他就對(duì)玻爾的隨機(jī)性說(shuō)法有點(diǎn)不滿，最后玻姆居然直接把它說(shuō)成是量子論的一個(gè)基本原則。先拋掉現(xiàn)實(shí)不談，我們從拋硬幣的風(fēng)波來(lái)看，愛(ài)因斯坦覺(jué)得：如果給出了足夠詳盡的條件，例如，拋的角度，使勁的點(diǎn)，力的大小，空氣的阻力，氣溫的影響，空氣中各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，硬幣中每位粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都很詳盡，這么，從理論上來(lái)講，硬幣落在椅子上是正還是反，都是可以估算下來(lái)的。但是機(jī)率輪覺(jué)得這種是隨機(jī)的，不可預(yù)測(cè)的。莫非大自然不遵循精典熱學(xué)，不違背相對(duì)論嗎，這樣一來(lái)不就間接否定了客觀世界的因果關(guān)系嗎？
2.測(cè)不準(zhǔn)原理&互補(bǔ)原理
海森堡說(shuō)任何主觀的觀測(cè)行為都可以造成客觀風(fēng)波的變化，如果視力足夠好的話，連對(duì)量子看一眼也會(huì)影響客觀風(fēng)波的結(jié)果。還有玻爾的互補(bǔ)原理更不用說(shuō)了，當(dāng)你不看的時(shí)侯，客觀世界就不存在嗎？這兩個(gè)理論合在一起，相當(dāng)于否定了世界的絕對(duì)客觀性，主觀選擇的觀察方法決定了世界是哪些樣子！
如果有一匹白馬，你能說(shuō)它原本就是紅色的嗎？我們曉得顏色的本質(zhì)是物體反射光線的療效。人眼能辨別的光的波長(zhǎng)范圍大概是在400~760nm之間。而胡蜂未能看見(jiàn)比藍(lán)色光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光，對(duì)藍(lán)色波段比較敏感，它看見(jiàn)的馬其實(shí)是一種類似于藍(lán)或則紫的顏色，甚至是某種獨(dú)特的紫外色。一個(gè)人假如和胡蜂爭(zhēng)辯這匹馬究竟是哪些顏色，究竟誰(shuí)是對(duì)的？其實(shí)兩者都是對(duì)的。這么馬原本是哪些顏色？追問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，雖然真的沒(méi)哪些意義了。就是說(shuō)，我們的觀測(cè)方法決定了我們見(jiàn)到哪些。若果不追問(wèn)原本是哪些，覺(jué)得主觀意識(shí)決定了世界的模樣，那我們這個(gè)世界是真實(shí)的嗎，我們是活在莊子的夢(mèng)里，還是在蘇菲的世界里？
在科學(xué)界，提出這種似是而非的理論，無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致一場(chǎng)更激烈的爭(zhēng)辯。
七
新的戰(zhàn)爭(zhēng)：上帝擲色子嗎？
1.三大流派
實(shí)驗(yàn)派：代表人物，薩爾茨堡和康普頓，她們只關(guān)心實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不關(guān)心主觀客觀問(wèn)題。鴕鳥(niǎo)新政。
愛(ài)因斯坦派：代表人物，愛(ài)因斯坦，德布羅意，薛定諤。她們覺(jué)得，世界是客觀實(shí)在的，是確定的。
阿姆斯特丹派：代表人物，玻爾，海森堡，玻姆。她們覺(jué)得，沒(méi)有觀察的時(shí)侯，不存在一個(gè)客觀世界。
2.第一回合
1927年，第五屆索爾維大會(huì)，世界科學(xué)界頂尖科學(xué)家會(huì)議，堪稱巫師大會(huì)。在這個(gè)大會(huì)上，愛(ài)因斯坦不斷提出思想實(shí)驗(yàn)，都被玻爾逐一化解。
愛(ài)因斯坦：玻爾，上帝是不擲色子的。
玻爾：愛(ài)因斯坦，別去指揮上帝怎樣做。
愛(ài)因斯坦敗下陣來(lái)，阿姆斯特丹的理論聲譽(yù)大噪，博得粉絲無(wú)數(shù)。
3.第二回合
1930年，第六屆索爾維大會(huì)。愛(ài)因斯坦提出一個(gè)知名的思想實(shí)驗(yàn)：愛(ài)因斯坦光箱實(shí)驗(yàn)。通過(guò)定時(shí)挨個(gè)釋放光子的形式，同時(shí)可以確切測(cè)出E和t，突破測(cè)不準(zhǔn)原理。
玻爾答復(fù)：在量子的尺度上，光速條件下，按照廣義相對(duì)論的紅移原理，時(shí)間會(huì)變慢，假若能量測(cè)到了，時(shí)間就測(cè)不準(zhǔn)。愛(ài)因斯坦再敗。
4.第三回合
1935年，此時(shí)愛(ài)因斯坦早已定居英國(guó)，他與朋友一起提出了另一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)“EPR佯繆”。將載流子相反的一對(duì)電子分開(kāi)到無(wú)限遠(yuǎn)處，改變其中一個(gè)的載流子方向，按照能量守恒原理，另一個(gè)粒子也會(huì)改變載流子方向，但是因?yàn)閮烧咄ㄓ嵱嵦?hào)不可能突破光速，為此，這些情況不會(huì)立刻發(fā)生，所以不會(huì)符合玻爾的量子理論。
玻爾驚到了，但他還是按照自己的理論堅(jiān)定的人為，可以同時(shí)發(fā)生，由于在你觀察之前，不管距離多遠(yuǎn)，雖然并不存在這兩個(gè)粒子，它是連在一起的一個(gè)整體，以機(jī)率的形勢(shì)存在。
5.第四回合，薛定諤的貓
這個(gè)回合又來(lái)了一個(gè)不嫌事兒大的。薛定諤先生提出了一個(gè)舉世矚目的思想實(shí)驗(yàn)：把貓放進(jìn)黑袋子里，一個(gè)由放射元素控制的開(kāi)關(guān)，一個(gè)小時(shí)內(nèi)，該放射元素有50%的可能性衰變，假若發(fā)生衰變，開(kāi)關(guān)觸發(fā)毒氣瓶，貓就被毒死，請(qǐng)問(wèn)：一個(gè)小時(shí)后，貓是死的還是活的，甚或是既死又活的？這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)直至明天仍廣為留傳，它成功的把一個(gè)微觀問(wèn)題弄成了一個(gè)宏觀問(wèn)題，相當(dāng)考驗(yàn)量子論的世界觀。
對(duì)此，阿姆斯特丹派一點(diǎn)不驚慌，依據(jù)量子論的理論解釋：貓的生死會(huì)在打開(kāi)袋子的剎那間確定出來(lái)，在此之前，死活狀態(tài)的疊加，討論死活沒(méi)有意義！
6.貝爾不方程的裁定
這場(chǎng)大論爭(zhēng)，直至愛(ài)因斯坦和玻爾逝世也沒(méi)有解決，誰(shuí)也沒(méi)勸說(shuō)誰(shuí)。到了后來(lái)，1964年，法國(guó)科學(xué)家貝爾，推導(dǎo)入一個(gè)不方程。按照這個(gè)貝爾不方程的判別，假如世界是定域的（沒(méi)有超光速訊號(hào)），實(shí)在的（客觀獨(dú)立于主觀），則貝爾不方程創(chuàng)立，反之不創(chuàng)立。
1982年，在美國(guó)米蘭，奧賽光學(xué)研究所，科學(xué)家們進(jìn)行了一次知名的實(shí)驗(yàn)，阿斯派克特實(shí)驗(yàn)，證明兩個(gè)粒子的通訊可以突破光速，這個(gè)世界并不是絕對(duì)客觀的。愛(ài)因斯坦輸了。
八
1.歧路上的探求
這個(gè)世界并不是愛(ài)因斯坦覺(jué)得的那樣絕對(duì)客觀，人的意識(shí)的確決定了你看見(jiàn)的世界的樣子的嗎？化學(xué)學(xué)家并沒(méi)有這么容易屈服，從奧斯陸解釋確立上去之后，就開(kāi)始旨在于怎樣把把意識(shí)逐出化學(xué)學(xué)房門之外。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論在量子論的解釋上敗給赫爾辛基解釋以后，科學(xué)的探求在其他許多條大路上越走越遠(yuǎn)，正如王安石所說(shuō)：“入之愈深，其進(jìn)愈難，而其見(jiàn)愈奇。”既然意識(shí)對(duì)于客觀世界這么重要，就先來(lái)瞧瞧意識(shí)究竟是如何回事。
意識(shí)的問(wèn)題
1963年知名物理家馮諾伊曼，提出了無(wú)限復(fù)歸理論，成為量子論的純物理基礎(chǔ)。也正是這個(gè)理論進(jìn)一步把神秘的量子論推向一個(gè)愈發(fā)神秘的地方：假如人的意識(shí)不參與，即使用檢測(cè)儀器去測(cè)試量子的特點(diǎn)，儀器本身也會(huì)列入到整個(gè)量子系統(tǒng)，進(jìn)而確保函數(shù)不會(huì)坍縮。也就是說(shuō)，假如人的意識(shí)不參與的話，用一連串的刻度表去測(cè)試一個(gè)風(fēng)波的時(shí)侯上帝投骰子嗎 量子物理史話，每位刻度表上的表針是在所有可能的值的疊加狀態(tài)，直至人的意識(shí)參與其中，函數(shù)坍縮，表針才能確定出來(lái)。這幾乎成了赤裸裸的意識(shí)決定論。
馮諾伊曼自己是擅長(zhǎng)物理，他有一位擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)學(xué)的好同事維格納。當(dāng)科學(xué)界還沒(méi)有弄清楚薛定諤的貓的生死問(wèn)題的時(shí)侯，他又引入了一位“維格納的同事”把這潭渾水?dāng)嚨母鼫?。維格納假想有一個(gè)人帶上防毒面具，和貓一起蹲在袋子里，一個(gè)小時(shí)后，他會(huì)不會(huì)聽(tīng)到貓的所謂生死疊加的狀態(tài)？維格納覺(jué)得不會(huì)，由于此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)早已有了意識(shí)的存在，函數(shù)必然坍縮。
為何只有貓的袋子里，函數(shù)不會(huì)坍縮，有人都會(huì)坍縮？莫非人有意識(shí)，貓就沒(méi)有意識(shí)么？意識(shí)究竟是哪些？
我們可以說(shuō)，人與貓的區(qū)別在于，人能意識(shí)到自己的存在，具備具象的能力，例如：人類能意識(shí)到自己的生與死的問(wèn)題，而貓不能。
這么人的這些意識(shí)從何而至，假若世界是由無(wú)數(shù)個(gè)粒子組成，人的肉體本身也是粒子組合而成，意識(shí)與組成肉體的粒子集合產(chǎn)生一個(gè)整體，普遍意義上的人。我們都曉得，人的細(xì)胞不斷新陳代謝，大約幾年以后一個(gè)人的身體細(xì)胞都會(huì)全部更新一次，這個(gè)時(shí)侯的肉身早已和幾年前的你不一樣了，更直接一點(diǎn)，幼兒園時(shí)侯的我，和現(xiàn)今的我還是一個(gè)人嗎？可能沒(méi)人會(huì)否定這個(gè)問(wèn)題，如果說(shuō)科學(xué)技術(shù)足夠發(fā)達(dá)，將你之前細(xì)胞因?yàn)楦铝魇У倪@些物質(zhì)收集上去，完全復(fù)制一個(gè)人，哪一個(gè)才是你自己？誰(shuí)會(huì)擁有你當(dāng)前意義上的意識(shí)？我們也許真的不能確定這個(gè)世界是不是客觀的，如果沒(méi)有意識(shí)，是否還存在一個(gè)客觀意義上的我，似乎真的如笛卡爾所說(shuō)，我惟一能確定存在的就是思索本身，我思故我在。
量子論完善以后，有人曾企圖借助量子理論的方式來(lái)研究意識(shí)，稱為量子意識(shí)。依照神經(jīng)學(xué)的研究，神經(jīng)元的細(xì)胞骨架蛋白是由一種微管組成，微管內(nèi)有大量的粒子存在，量子意識(shí)覺(jué)得，微管內(nèi)的這種粒子以量子態(tài)的方式存在，外部剌激使量子態(tài)函數(shù)坍縮成確定的狀態(tài)，就形成了意識(shí)以進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)世界的認(rèn)知。但是，對(duì)意識(shí)的研究過(guò)分神妙，無(wú)法驗(yàn)證，不可重復(fù)，量子意識(shí)這個(gè)領(lǐng)域也沒(méi)有被主流的科學(xué)界所認(rèn)可。
至今為止，意識(shí)問(wèn)題一直是科學(xué)難以抵達(dá)的地方，對(duì)意識(shí)的研究早已成為現(xiàn)今數(shù)學(xué)學(xué)面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。
在意識(shí)問(wèn)題上，我們啰嗦了好多。實(shí)際上在量子論的阿姆斯特丹解釋完善以后，化學(xué)學(xué)家仍然在做空方面的探求，企圖去翻開(kāi)量子論的神秘面紗，下邊我們淺薄的來(lái)瞧瞧這幾條路。
1979年，加拿大科學(xué)家惠勒提出一個(gè)話劇化的思維實(shí)驗(yàn)構(gòu)，他強(qiáng)調(diào)，我們可以“延遲”電子的決定，致使它在早已實(shí)際通過(guò)了雙縫屏幕以后，再來(lái)選擇到底是通過(guò)了一條縫還是兩條。十五年以后，1984年德克薩斯學(xué)院，卡羅爾阿雷，通過(guò)鍍金的半透鏡來(lái)模擬雙縫（50%機(jī)率透射，50%機(jī)率反射，類似于電子通過(guò)兩個(gè)狹縫時(shí)侯，經(jīng)過(guò)每一個(gè)狹縫的機(jī)率為50%），把這個(gè)實(shí)驗(yàn)弄成了現(xiàn)實(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：粒子通過(guò)透鏡后，主觀的觀察行為又讓它回家重新選擇了路徑，因而符合量子論的原理。也就是說(shuō)，意識(shí)改變了歷史，這讓化學(xué)學(xué)界大為吃驚！于是，對(duì)于量子論的解釋，出現(xiàn)了各類各樣的版本
2.參與型宇宙：
這些理論覺(jué)得，所謂的宇宙的歷史并不是確定的，人們可以在發(fā)生以后再?zèng)Q定歷史是如何發(fā)生的。字面上很容易理解?？蓡?wèn)題是，我們自己也是活著漫漫的歷史長(zhǎng)河之中，明天我們的所作所為，所思所想，莫非要靠一個(gè)未來(lái)中的某個(gè)人去決定嗎，而未來(lái)也會(huì)成為歷史，未來(lái)以后的未來(lái)能夠再一次決定我們?nèi)缃窕騽t過(guò)去的歷史嗎？
3.多重宇宙理論（MWI）
1957年，埃弗萊特首次在他的博士論文中論述了這個(gè)理論。意識(shí)根本沒(méi)有影響客觀世界，所有的結(jié)局都有，只是它們存在于不同的宇宙之中，宇宙有無(wú)窮多個(gè)。薛定諤的貓，雖然有兩個(gè)，一個(gè)死的一個(gè)活的，當(dāng)我們觀察時(shí)侯，宇宙分裂了，于是來(lái)到這個(gè)宇宙中的我們，見(jiàn)到貓?jiān)缫阉懒?，而另一個(gè)宇宙中，我們看見(jiàn)那只貓還活著。原本，科學(xué)界對(duì)他的這一說(shuō)法一點(diǎn)不發(fā)燒，由于我們從來(lái)沒(méi)覺(jué)得到其他宇宙的存在，直至后來(lái)，退相干理論出現(xiàn)以后，這個(gè)理論愈發(fā)建立。多重宇宙論覺(jué)得：我們之所以看不到其他宇宙的存在，是因?yàn)橛钪嬗袩o(wú)窮多，每位宇宙之間是正交關(guān)系，這些情況下，她們之間退相干，因此也難以感應(yīng)到對(duì)方了。這樣一來(lái)，多重宇宙理論漸漸成為一個(gè)邏輯自洽的體系，隨著時(shí)間的推移，吸引了大量的粉絲。
4.多歷史論（退相干歷史論）：
她們覺(jué)得，宇宙只有一個(gè)，而歷史有無(wú)窮多版本，任何一個(gè)小小的細(xì)節(jié)改變都是一個(gè)歷史分支，例如：晚上在辦公室午睡的時(shí)侯，窗前的葉子隨風(fēng)舞動(dòng)，每一片葉子搖擺的方向和角度不同，都有不同的歷史，甚至宇宙中每一個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)方向不同，歷史也不一樣。在宏觀的上來(lái)看，薛定諤的貓有四個(gè)歷史狀態(tài)，生，死，生死，死生。歷史這么之多，以至于細(xì)枝末節(jié)的歷史全部退相干，產(chǎn)生一串固定出來(lái)的歷史?？蓡?wèn)題是，我們看見(jiàn)過(guò)生，也見(jiàn)到過(guò)死，為何沒(méi)見(jiàn)到過(guò)生死疊加，根據(jù)退相干理論，這也是歷史的一種可能啊。
5.還有一種精神分裂論
她們覺(jué)得，人們?cè)谟^察世界的時(shí)侯，宇宙并沒(méi)有分裂，而是人的精神分裂了，所以當(dāng)前的這個(gè)精神體驗(yàn)就只看見(jiàn)其中一個(gè)固定的狀態(tài)。眾多的理論探求聽(tīng)上去越來(lái)越唬人，雖然早已偏離了科學(xué)的軌道，除此之外，還有許多解釋，因?yàn)槠年P(guān)系，我們就不做贅言，你們可以在我們的思維導(dǎo)圖上簡(jiǎn)略看一看即可。
九
結(jié)束語(yǔ)：
為了調(diào)和量子論與廣義相對(duì)論之間的矛盾，圈量子引力學(xué)形成了，由這一理論體系推斷出，真空是不連續(xù)的。廣義相對(duì)論告訴我們，真空就是引力場(chǎng)，是一個(gè)連續(xù)的整體。而由圈量子引力推導(dǎo)入，這個(gè)引力場(chǎng)是許多比原子核小數(shù)億億倍的更小的粒子相互聯(lián)接上去的網(wǎng)，真空不是連續(xù)的，我們所謂的真空似乎是那些小小的量子，看不見(jiàn)，摸不到，但它就是構(gòu)成這個(gè)客觀世界的主體。
我們可以想像真空，也可以想像粒子，但是這種稱作真空的粒子之間的地帶又叫哪些，它不是空，也不是不空，我們只能用哲學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述：非是非非，或則如佛教所言的“非想小意想處天”？盡管圈量子理論推論下來(lái)的結(jié)果這么詭異，但是起碼目前看來(lái)，它卻能把廣義相對(duì)論和量子論這對(duì)冤家整合上去，我們也期盼有更多的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)這一理論。
順著科學(xué)的公路，數(shù)學(xué)學(xué)告訴我們的世界的模樣，早已與我們的知覺(jué)相去甚遠(yuǎn)，它早已步入了一個(gè)光怪陸離而又神秘詭譎的窘境，雖然要在這兒與哲學(xué)相遇。
我們也許真的難以確定，知覺(jué)中的世界是不是真實(shí)的，假若世界是物質(zhì)的，意識(shí)從何而至，而假如物質(zhì)是由一系列若有若無(wú)，若即若離的奇異粒子組成，這種虛無(wú)飄渺的東西又是怎樣鑄就我們這個(gè)可感知的世界的？
如佛教所言，緣起性空，諸法空相，顯然，這個(gè)世界真的就是我們的眼耳鼻舌身意虛構(gòu)下來(lái)的，世界原本的面目如夢(mèng)亦如電，難以亦無(wú)相，無(wú)我相，無(wú)人相，無(wú)壽者相，無(wú)蕓蕓眾生相。
看上去，數(shù)學(xué)學(xué)在這兒雖然與佛教的哲學(xué)有了共同語(yǔ)言，既然這么，我們下一次就走入禪學(xué)的世界里，看一看那兒的景色吧。