量子力学与不可知论的盛行  

    神奇成功的量子力学

    在人们一般性的常识中，物体速度、颜色、大小、重量和温度、方向的变化，是存在连续性的，这种连续性的含义就是：在物体运动形态的两端之间存在无数多个级别，物体可以以其间的任何级别的状态而存在。包括牛顿在内的诸多经典物理学家们自然也无法超越这个常识，从莱布尼兹和牛顿时代至今微积分的基础就是这种连续性的因果关系。牛顿物理学自然也是建立在这个基础上的，这个理论体系把能量的传递视为一种连续性的变化，这已经作为一种毋庸置疑的真理被大多数物理学家所接受。

    19世纪后期，科学家们发现很多物理现象无法用牛顿的经典物理学来解释。1900年12月14日，德国物理学家普朗克（M.Planck，1858－1947）提出：原子层面的能量变迁并非是一种连续性的过程，恰恰相反，各种能量的变化却是按照不连续性而运行的，在这种运行和运动状态下，能量传递（包括吸收和释放）存在一个最基本的单位，正如一分钱是人们进行银钱兑换的最低单元一样，一个量子也是能量转换的最低限量。这个不可分割的基本能量个体或曰单位，就是所谓的“量子”，在物理学中，量子是以普朗克设定的常数来进行量度的。后来这一天被认为是量子理论的诞生日载入物理学史册。当然需要补充说明一下的是， 量子一词来自拉丁语（quantus），原来的含义是指“多少”，代表“相当数量的某事”，与量子力学中含义似有不小的差距。

    量子力学在当代的成功非常具有传奇色彩。尽管就连量子力学的发明人之一的爱因斯坦坚决否定这个理论，但这个理论却在帮助科学家们解释原子结构、辐射和蜕变、化学反应以及电子学原理等方面取得了不可思议的成功。这个理论促进了包括电子显微镜、激光器和晶体管仪器的制作。可以说，在当代科学中，虽然很多人依然对这个感到困惑不解，但没有人会怀疑这个理论的正确性。大部分科学把量子力学当成毋庸置疑只要加以应用就不会出错的真理。西方物理学家Davies 和Brown作出如下断言：“在过去五十年中并未发生过有任何与量子力学矛盾的结果、”（【美】兰西·佩尔斯、查理士·撒士顿：《科学的灵魂—500年科学与信仰、哲学的互动史》，江西人民出版社，2006年12月第1版，第225页）也因此之故，量子力学被看成是能够取代牛顿和爱因斯坦理论的最成功的科学。

    但正是面对这个或许是被人类碰巧发现的量子力学理论，人类至今也无法从科学的角度对此予以令人信服的解释。正是这种典型的“只知其然而不失其所以然”的状态，对人类的自信心构成毁灭性的打击。现代的量子力学虽然是一座漂亮动人的皇宫，但是人类中却没有人知道这座皇宫的根基究竟是建立在坚硬的磐石之上，还是建立在移动的沙滩之上！

   “波粒二象性”之谜

    关于量子的性质，即量子到底是一种粒子还是一种波，在物理学上可以说是打了若干年的口水仗。诸多物理学大师都卷入其中，各执一词，互相攻讦，毫不相让。

    牛顿、爱因斯坦坚持光为一股粒子，而麦克斯韦、荷兰学者惠更斯（Christian Huygens，1629—1695）和英国医生托马斯·杨（Thomas Young，1773—1829）等人则坚持认为光是一种波。法国物理学家德布罗意（Louis de Broglie，1892—1987）则超越诸先辈非此即彼的思维惯性，把当时电磁科学界所主张的波粒二元性推广到所有的原子粒子，明确提出光既是一种波，也是一种粒子，像波浪一样的光能够像一股粒子一样运动，像电子一样的粒子也能够具有波浪的特性。这就是著名的量子世界“波粒二象性”原理。这个原理后来得到众知的实验所证实。挺有讽刺意味的是，1906年物理学家汤姆森（J·J·Thomson）因以实验证明电子是粒子而获得诺贝尔奖，30年后他的儿子则因为用实验证明电子是波而获得诺贝尔奖。

    按照传统的理论来看，波浪与粒子之间是完全两种不同的特性。物理学家弗里德曼（Alan Friedman）说：“波浪与粒子的定义是彼此排斥的，不能以同一样东西来拥有两种特性。”（【美】兰西·佩尔斯、查理士·撒士顿：《科学的灵魂—500年科学与信仰、哲学的互动史》，江西人民出版社，2006年12月第1版，第217页）弗里德曼说得没错，众知，波浪是连续性的而且是可以连绵远大的距离；一个粒子是地区性、不连续的，它只能限制在一个特定的小地方而已。其次，波浪很容易被分离为无穷的方向，彼此无碍，而一个粒子却只能以一个方向前进。两股波浪可以彼此穿越而不受到对方的影响，但两个粒子则容易发生彼此碰撞。

    到底是大自然的非理性，还是人类的无知造就了这个奇特的组合？我们不得而知，我们只知道的是，我们人类无法解释这种一会儿是波浪一般，一会儿是粒子一般的东西，于是人们也不得不接受这样的解释，那就是：这种东西是一种诸如康德哲学所讲的那种不可能被人类彻底认识的“自在之物”。不是幽灵，又是什么？

    量子跃迁之谜

   （待续）

    走向彻底的不可知

    在宏观世界，人类采用什么样的测量工具，对客观物体并不会才产生很大的影响，例如，不管人类采用多大口径的望远镜去观察太空，都不会影响到太空物体的形态。但是在微观世界，情况就完全不同了。在微观世界，人们在研究中所采用的测量工具，直接影响到物质世界存在的具体形态。在量子世界中，人对外部世界的决定作用，不仅没有遭到削弱，反而得到空前的强化：没有人，没有人对这个世界的观察与测量，这个世界就是一种半真半假的存在，日常人们所说的世界图景，不过就是人类根据自己运用的观察手段而推演出来的虚拟图像而已。因此，我们所生活的世界，是一个必须有人的存在才会存在的世界，离开了人类，这个世界就是一个动态的、不确定的世界。

    在量子力学给人呈现惊人的以自我为中心表象的背后，也也彻底动摇了人类的自信，原来被人类奉为经典的东西如今都成为一种虚无缥缈的东西。

    美国物理学家John Gribbin说：“量子力学告诉我们没有一样东西是真的。”（【美】兰西·佩尔斯、查理士·撒士顿：《科学的灵魂—500年科学与信仰、哲学的互动史》，江西人民出版社，2006年12月第1版，第210-211页）量子力学发现者的玻尔无奈地说：“量子世界是不存在的”。（【美】兰西·佩尔斯、查理士·撒士顿：《科学的灵魂—500年科学与信仰、哲学的互动史》，江西人民出版社，2006年12月第1版，第226页）

   美国学者兰西·佩尔斯和查理士·撒士顿说：“我们不能通晓事情的本身，只知道在某一个实验环境中发生的现象。”（【美】兰西·佩尔斯、查理士·撒士顿：《科学的灵魂—500年科学与信仰、哲学的互动史》，江西人民出版社，2006年12月第1版，第234页）

    古希腊诡辩派最著名的哲学家高尔吉亚（Gorgias）曾经说过：“世界上什么东西都不存在，即使存在，也没有人能实实在在地了解它们，即使了解，人与人之间也无法交流或交换对事物的认知。”（【英】威廉·瑞珀尔、琳达·史密斯：《宗教与哲学》，张念群译，中国社会科学出版社，2004年3月第1版，第14—15页）苏格拉底则以另一种语言说道：“我只知道我一无所知”。量子力学发展到今天给人类的感悟不幸于这些哲学先贤的预言完全一致了。