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三百年硝煙散盡，波和粒子以這樣一種奇怪的方式達成了妥協：兩者原來是不可分割的一個整體。就像漫畫中教皇善與惡的兩面，雖然在每個確定的時刻，只有一面能夠體現出來，但它們確實集中在一個人的身上。波和粒子是一對孿生兄弟，它們如此苦苦爭鬥，卻原來是演出了一場物理學中的絕代雙驕故事，這教人拍案驚奇，唏噓不已。

現在我們再回到上一章的最後，重溫一下波和粒子在雙縫前遇到的困境：電子選擇左邊的狹縫，還是右邊的狹縫呢？現在我們知道，假如我們採用任其自然的觀測方式，它波動的一面就占了上風。這個電子於是以某種方式同時穿過了兩道狹縫，自身與自身發生干涉，它的波函數ψ按照嚴格的干涉圖形花樣發展。但是，當它撞上感應屏的一剎那，觀測方式發生了變化！我們現在在試圖探測電子的實際位置了，於是突然間，粒子性接管了一切，這個電子凝聚成一點，按照ψ的概率隨機地出現在螢幕的某個地方。

假使我們在某個狹縫上安裝儀器，試圖測出電子究竟通過了哪一邊，注意，這是另一種完全不同的觀測方式！！！我們試圖探測電子在通過狹縫時的實際位置，可是只有粒子才有實際的位置。這實際上是我們施加的一種暗示，讓電子早早地展現出粒子性。事實上，的確只有一邊的儀器將記錄下它的蹤影，但同時，干涉條紋也被消滅，因為波動性隨著粒子性的喚起而消失了。我們終於明白，電子如何表現，完全取決於我們如何觀測它。種瓜得瓜，種豆得豆，想記錄它的位置？好，那是粒子的屬性，電子善解人意，便表現出粒子性來，同時也就沒有干涉。不作這樣的企圖，電子就表現出波動性來，穿過兩道狹縫並形成熟悉的干涉條紋。

量子派物理學家現在終於逐漸領悟到了事情的真相：我們的結論和我們的觀測行為本身大有聯繫。這就像那匹馬是白的還是紅的，這個結論和我們用什麼樣的方法去觀察它有關係。有些看官可能還不服氣：結論只有一個，親眼看見的才是唯一的真實。色盲是視力缺陷，眼鏡是外部裝備，這些怎麼能夠說是看到「真實」呢？其實沒什麼分別，它們不外乎是兩種不同的觀測方式罷了，我們的論點是，根本不存在所謂「真實」。

好吧，現在我視力良好，也不戴任何裝置，看到馬是白色的。那麼，它當真是白色的嗎？其實我說這話前，已經隱含了一個前提：「用人類正常的肉眼，在普通光線下看來，馬呈現出白色。」再技術化一點，人眼只能感受可見光，波長在400-760納米左右，這些頻段的光混合在一起才形成我們印象中的白色。所以我們論斷的前提就是，在400-760納米的光譜區感受馬，它是白色的。

許多昆蟲，比如蜜蜂，它的複眼所感受的光譜是大大不同的。蜜蜂看不見波長比黃光還長的光，卻對紫外線很敏感。在它看來，這匹馬大概是一種藍紫色，甚至它可能繪聲繪色地向你描繪一種難以想像的「紫外色」。現在你和蜜蜂吵起來了，你堅持這馬是白色的，而蜜蜂一口咬定是藍紫色。你和蜜蜂誰對誰錯呢？其實都對。那麼，馬怎麼可能又是白色又是紫色呢？其實是你們的觀測手段不同罷了。對於蜜蜂來說，它也是「親眼」見到，人並不比蜜蜂擁有更多的正確性，離「真相」更近一點。話說回來，色盲只是對於某些頻段的光有盲點，眼鏡只不過加上一個濾鏡而已，本質上也是一樣的，也沒理由說它們看到的就是「虛假」。

事實上，沒有什麼「客觀真相」。討論馬本質上「到底是什麼顏色」，正如我們已經指出過的，是很無聊的行為。根本不存在一個絕對的所謂「本色」，除非你先定義觀測的方式。

玻爾也好，海森堡也好，現在終於都明白：談論任何物理量都是沒有意義的，除非你首先描述你測量這個物理量的方式。一個電子的動量是什麼？我不知道，一個電子沒有什麼絕對的動量，不過假如你告訴我你打算怎麼去測量，我倒可以告訴你測量結果會是什麼。根據測量方式的不同，這個動量可以從十分精確一直到萬分模糊，這些結果都是可能的，也都是正確的。一個電子的動量，只有當你測量時，才有意義。假如這不好理解，想像有人在紙上畫了兩橫夾一豎，問你這是什麼字。嗯，這是一個「工」字，但也可能是橫過來的「H」，在他沒告訴你怎麼看之前，這個問題是沒有定論的。現在，你被告知：「這個圖案的看法應該是橫過來看。」這下我們明確了：這是一個大寫字母H。只有觀測手段明確之後，答案才有意義。

測量！在經典理論中，這不是一個被考慮的問題。測量一塊石頭的重量，我用天平，用彈簧秤，用磅秤，或者用電子秤來做，理論上是沒有什麼區別的。在經典理論看來，石頭是處在一個絕對的，客觀的外部世界中，而我--觀測者--對這個世界是沒有影響的，至少，這種影響是微小得可以忽略不計的。你測得的資料是多少，石頭的「客觀重量」就是多少。但量子世界就不同了，我們已經看到，我們測量的物件都是如此微小，以致我們的介入對其產生了致命的干預。我們本身的擾動使得我們的測量中充滿了不確定性，從原則上都無法克服。採取不同的手段，往往會得到不同的答案，它們隨著不確定性原理搖搖擺擺，你根本不能說有一個客觀確定的答案在那裡。在量子論中沒有外部世界和我之分，我們和客觀世界天人合一，融和成為一體，我們和觀測物互相影響，使得測量行為成為一種難以把握的手段。在量子世界，一個電子並沒有什麼「客觀動量」，我們能談論的，只有它的「測量動量」，而這又和我們的測量手段密切相關。

各位，我們已經身陷量子論那奇怪的沼澤中了，我只希望大家不要過於頭昏腦脹，因為接下來還有無數更稀奇古怪的東西，錯過了未免可惜。我很抱歉，這幾節我們似乎沉浸於一種玄奧的哲學討論，而且似乎還要繼續討論下去。這是因為量子革命牽涉到我們世界觀的根本變革，以及我們對於宇宙的認識方法。量子論的背後有一些非常形而上的東西，它使得我們的理性戰戰兢兢，汗流浹背。但是，為了理解量子論的偉大力量，我們又無法繞開這些而自欺欺人地盲目前進。如果你從史話的一開始跟著我一起走到了現在，我至少對你的勇氣和毅力表示讚賞，但我也無法給你更多的幫助。假如你感到困惑彷徨，那麼玻爾的名言「如果誰不為量子論而感到困惑，那他就是沒有理解量子論」或許可以給你一些安慰。而且，正如我們以後即將描述的那樣，你也許應該感到非常自豪，因為愛因斯坦和你是一個處境。

但現在，我們必須走得更遠。上面一段文字只是給大家一個小小的喘息機會，我們這就繼續出發了。

如果不定義一個測量動量的方式，那麼我們談論電子動量就是沒有意義的？這聽上去似乎是一種唯心主義的說法。難道我們無法測量電子，它就沒有動量了嗎？讓我們非常驚訝和尷尬的是，玻爾和海森堡兩個人對此大點其頭。一點也不錯，假如一個物理概念是無法測量的，它就是沒有意義的。我們要時時刻刻注意，在量子論中觀測者是和外部宇宙結合在一起的，它們之間現在已經沒有明確的分界線，是一個整體。在經典理論中，我們脫離一個絕對客觀的外部世界而存在，我們也許不瞭解這個世界的某些因素，但這不影響其客觀性。可如今我們自己也已經融入這個世界了，對於這個物我合一的世界來說，任何東西都應該是可以測量和感知的。只有可觀測的量才是存在的！

卡爾‧薩根(Karl Sagan)曾經舉過一個很有意思的例子，雖然不是直接關於量子論的，但頗能說明問題。

「我的車庫裡有一條噴火的龍！」他這樣聲稱。

「太稀罕了！」他的朋友連忙跑到車庫中，但沒有看見龍。「龍在哪裡？」

「哦，」薩根說，「我忘了說明，這是一條隱身的龍。」

朋友有些狐疑，不過他建議，可以撒一些粉末在地上，看看龍的爪印是不是會出現。但是薩根又聲稱，這龍是飄在空中的。

「那既然這條龍在噴火，我們用紅外線檢測儀做一個熱掃描？」

「也不行。」薩根說，「隱形的火也沒有溫度。」

「要麼對這條龍噴漆讓它現形？」--「這條龍是非物質的，滑不溜手，油漆無處可粘。」

反正沒有一種物理方法可以檢測到這條龍的存在。薩根最後問：「這樣一條看不見摸不著，沒有實體的，飄在空中噴著沒有熱度的火的龍，一條任何儀器都無法探測的龍，和『根本沒有龍』之間又有什麼差別呢？」

現在，玻爾和海森堡也以這種苛刻的懷疑主義態度去對待物理量。不確定性原理說，不可能同時測准電子的動量p和位置q，任何精密的儀器也不行。許多人或許會認為，好吧，就算這是理論上的限制，和我們實驗的笨拙無關，我們仍然可以安慰自己，說一個電子實際上是同時具有準確的位置和動量的，只不過我們出於某種限制無法得知罷了。

但哥本哈根派開始嚴厲地打擊這種觀點：一個具有準確p和q的經典電子？這恐怕是自欺欺人吧。有任何儀器可以探測到這樣的一個電子嗎？--沒有，理論上也不可能有。那麼，同樣道理，一個在臆想的世界中生存的，完全探測不到的電子，和根本沒有這樣一個電子之間又有什麼區別呢？

事實上，同時具有p和q的電子是不存在的！p和q也像波和微粒一樣，在不確定原理和互補原理的統治下以一種此長彼消的方式生存。對於一些測量手段來說，電子呈現出一個準確的p，對於另一些測量手段來說，電子呈現出準確的q。我們能夠測量到的電子才是唯一的實在，這後面不存在一個「客觀」的，或者「實際上」的電子！

換言之，不存在一個客觀的，絕對的世界。唯一存在的，就是我們能夠觀測到的世界。物理學的全部意義，不在於它能夠揭示出自然「是什麼」，而在於它能夠明確，關於自然我們能「說什麼」。沒有一個脫離於觀測而存在的絕對自然，只有我們和那些複雜的測量關係，熙熙攘攘縱橫交錯，構成了這個令人心醉的宇宙的全部。測量是新物理學的核心，測量行為創造了整個世界。

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飯後閒話：奧卡姆剃刀

同時具有p和q的電子是不存在的。有人或許感到不理解，探測不到的就不是實在嗎？

我們來問自己，「這個世界究竟是什麼」和「我們在最大程度上能夠探測到這個世界是什麼」兩個命題，其實質到底有多大的不同？我們探測能力所達的那個世界，是不是就是全部實在的世界？比如說，我們不管怎樣，每次只能探測到電子是個粒子或者是個波，那麼，是不是有一個「實在」的世界，在那裡電子以波-粒子的奇妙方式共存，我們每次探測，只不過探測到了這個終極實在於我們感觀中的一部分投影？同樣，在這個「實在世界」中還有同時具備p和q的電子，只不過我們與它緣慳一面，每次測量都只有半面之交，沒法窺得它的真面目？

假設宇宙在創生初期膨脹得足夠快，以致它的某些區域對我們來說是如此遙遠，甚至從創生的一剎那以光速出發，至今也無法與它建立起任何溝通。宇宙年齡大概有150億歲，任何信號傳播最遠的距離也不過150億光年，那麼，在距離我們150億光年之外，有沒有另一些「實在」的宇宙，雖然它們不可能和我們的宇宙之間有任何因果聯繫？

在那個實在世界裡，是不是有我們看不見的噴火的龍，是不是有一匹具有「實在」顏色的馬，而我們每次觀察只不過是這種「實在顏色」的膚淺表現而已。我跟你爭論說，地球「其實」是方的，只不過它在我們觀察的時候，表現出圓形而已。但是在那個「實在」世界裡，它是方的，而這個實在世界我們是觀察不到的，但不表明它不存在。

如果我們運用「奧卡姆剃刀原理」(Occam′s Razor)，這些觀測不到的「實在世界」全都是子虛烏有的，至少是無意義的。這個原理是14世紀的一個修道士威廉所創立的，奧卡姆是他出生的地方。這位奧卡姆的威廉還有一句名言，那是他對巴伐利亞的路易四世說的：「你用劍來保衛我，我用筆來保衛你。」

剃刀原理是說，當兩種說法都能解釋相同的事實時，應該相信假設少的那個。比如，地球「本來」是方的，但觀測時顯現出圓形。這和地球「本來就是圓的」說明的是同一件事。但前者引入了一個莫名其妙的不必要的假設，所以前者是胡說。同樣，「電子本來有準確的p和q，但是觀測時只有1個能顯示」，這和「只存在具有p或者具有q的電子」說明的也是同一回事，但前者多了一個假設，我們應當相信後者。「存在但觀測不到」，這和「不存在」根本就是一碼事。

同樣道理，沒有粒子-波混合的電子，沒有看不見的噴火的龍，沒有「絕對顏色」的馬，沒有150億光年外的宇宙(150億光年這個距離稱作「視界」)，沒有隔著1釐米四維尺度觀察我們的四維人，沒有絕對的外部世界。史蒂芬‧霍金在”時間簡史”中說：「我們仍然可以想像，對於一些超自然的生物，存在一組完全地決定事件的定律，它們能夠觀測宇宙現在的狀態而不必干擾它。然而，我們人類對於這樣的宇宙模型並沒有太大的興趣。看來，最好是採用奧卡姆剃刀原理，將理論中不能被觀測到的所有特徵都割除掉。」

你也許對這種實證主義感到反感，反駁說：「一片無人觀察的荒漠，難道就不存在嗎？」以後我們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(曹天元)

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