上帝擲骰子嗎 網路作家

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會從另一個角度來討論這片無人觀察的荒漠，這裡只想指出，“無人的荒漠”並不是原則上不可觀察的。

上帝擲骰子嗎——量子物理史話（7…5）

版權所有：castor_v_pollux原作提交時間：2003…11…1601：03：09

第七章　不確定性

五

正如我們的史話在前面一再提醒各位的那樣，量子論革命的破壞力是相當驚人的。在機率解釋，不確定性原理和互補原理這三大核心原理中，前兩者摧毀了經典世界的因果性，互補原理和不確定原理又合力搗毀了世界的客觀性和實在性。新的量子圖景展現出一個前所未有的世界，它是如此奇特，難以想象，和人們的日常生活格格不入，甚至違揹我們的理性本身。但是，它卻能夠解釋量子世界一切不可思議的現象。這種主流解釋被稱為量子論的“哥本哈根”解釋，它是以玻爾為首的一幫科學家作出的，他們大多數曾在哥本哈根工作過，許多是量子論本身的創立者。哥本哈根派的人物除了玻爾，自然還有海森堡、波恩、泡利、狄拉克、克萊默、約爾當，也包括後來的魏扎克和蓋莫夫等等，這個解釋一直被當作是量子論的正統，被寫進各種教科書中。

當然，因為它太過奇特，太教常人困惑，近80年來沒有一天它不受到來自各方面的置疑、指責、攻擊。也有一些別的解釋被紛紛提出，這裡麵包括德布羅意…玻姆的隱函式理論，埃弗萊特的多重宇宙解釋，約翰泰勒的系綜解釋、ghirardi…rimini…weber的“自發定域”（spontaneouslocalization），griffiths…omnès…gellmann…hartle的“脫散歷史態”（decoherenthistories；orconsistenthistories），等等，等等。我們的史話以後會逐一地去看看這些理論，但是公平地說，至今沒有一個理論能取代哥本哈根解釋的地位，也沒有人能證明哥本哈根解釋實際上“錯了”（當然，可能有人爭辯說它“不完備”

）。隱函式理論曾被認為相當有希望，可惜它的勝利直到今天還仍然停留在口頭上。因此，我們的史話仍將以哥本哈根解釋為主線來敘述，對於讀者來說，他當然可以自行判斷，並得出他自己的獨特看法。

哥本哈根解釋的基本內容，全都圍繞著三大核心原理而展開。我們在前面已經說到，首先，不確定性原理限制了我們對微觀事物認識的極限，而這個極限也就是具有物理意義的一切。其次，因為存在著觀測者對於被觀測物的不可避免的擾動，現在主體和客體世界必須被理解成一個不可分割的整體。沒有一個孤立地存在於客觀世界的“事物”（being），事實上一個純粹的客觀世界是沒有的，任何事物都只有結合一個特定的觀測手段，才談得上具體意義。物件所表現出的形態，很大程度上取決於我們的觀察方法。對同一個物件來說，這些表現形態可能是互相排斥的，但必須被同時用於這個物件的描述中，也就是互補原理。

最後，因為我們的觀測給事物帶來各種原則上不可預測的擾動，量子世界的本質是“隨機性”。傳統觀念中的嚴格因果關係在量子世界是不存在的，必須以一種統計性的解釋來取而代之，波函式ψ就是一種統計，它的平方代表了粒子在某處出現的機率。當我們說“電子出現在x處”時，我們並不知道這個事件的“原因”是什麼，它是一個完全隨機的過程，沒有因果關係。

有些人可能覺得非常糟糕：又是不確定又是沒有因果關係，這個世界不是亂套了嗎？物理學家既然什麼都不知道，那他們還好意思呆在大學裡領薪水，或者在電視節目上欺世盜名？然而事情並沒有想象的那麼壞，雖然我們對單個電子的行為只能預測其機率，但我們都知道，當樣本數量變得非常非常大時，機率論就很有用了。我們沒法知道一個電子在螢幕上出現在什麼位置，但我們很有把握，當數以萬億記的電子穿過雙縫，它們會形成干涉圖案。這就好比保險公司沒法預測一個客戶會在什麼時候死去，但它對一個城市的總體死亡率是清楚的，所以保險公司一定是賺錢的！

傳統的電視或者電腦螢幕，它後面都有一把電子槍，不斷地逐行把電子打到螢幕上形成畫面。對於單個電子來說，我並不知道它將出現在螢幕上的哪個點，只有機率而已。不過大量電子疊在一起，組成穩定的畫面是確定無疑的。看，就算本質是隨機性，但科學家仍然能夠造出一些有用的東西。如果你家電視畫面老是有雪花，不要懷疑到