「但問題是,量子力學強調了精神的重要性,這是許多人所不能接受的。根據量子力學,一個粒子的狀態是不確定的,除非有人對它進行觀測。如果我們用儀器而不是人對它進行測量,那麼粒子的狀態確定了,但不確定性又傳給了儀器。這樣,可以有一連串的儀器相互測量。但總是有一台儀器處於一種非實在的狀態中。」
「薛定諤貓的悲慘故事說明了精神的重要性。在這個著名的假想實驗中,一隻貓被封閉在盒中,盒中有一瓶氫氰酸,其上有一隻鐵錘,由一個蓋革計數器控制。當計數器內的放射性物質有一個原子衰變時,計數管就放電並通過繼電器釋放鐵錘,瓶被打破,貓就被毒死。而如果一段時間後還沒有原子衰變,那貓就活著。我們知道,這隻貓非死即活,兩者必居其一,可是,按照量子力學規則,整個系統處於兩種態的迭加之中,一態有活貓,另一態有死貓。在我們打開盒子觀看之前,這只可憐的貓處於一種懸而未決的狀態中,既死又活。」
「有人企圖用平行宇宙的理論來解釋。他們認為,每一種選擇,都使宇宙分裂,在薛定諤貓的實驗中,宇宙分裂成兩個拷貝,一個包含著活貓,一個包含著死貓。這兩個宇宙都包含著觀測者的拷貝,其中每個人都認為它是唯一的。對於這個理論,主要有兩種批評。一種認為它為了解釋我們宇宙中一個難題,而引入無限多的宇宙,違背了奧科姆剃刀原理。另一種反對意見則是基於它的不可檢測性。伯克萊主教曾說,他身後的樹不存在。現在看來,這種荒謬的說法,竟找到了理論依據。」
「問題的關鍵在於量子力學的正確性。無疑,量子力學取得了巨大的成功,它以科學史上史無前例的精細程度描述著世界。然而,這個富麗堂皇的理論大廈卻是建立在一種深刻的不穩定的佯謬之上的。這使它贏得相當多物理學家的的同時,也遭到另一批物理學家的反對。」
「在愛因斯坦看來,他相對論方程描述時空曲率的一邊是美的,他稱為『大理石』,而描述質能的另一邊則是醜的,他稱為『木頭』。愛因斯坦的夢想是把木頭轉化成大理石,即給物質一種完全是幾何學的起源。」
「然而,作為量子力學的創始人之一,愛因斯坦意識到量子理論是一種完全由木頭構成的宇宙,這使他相當震驚。為此,他設計了許多精巧的思維實驗,試圖推翻量子論。但每一次都被玻爾用更巧妙方法駁回。這場較量令愛因斯坦非常苦惱,同時也折磨著玻爾。在玻爾1962年去世的第二天早上,人們在他房中的黑板上,發現畫有一幅愛因斯坦1930年思維實驗的示意圖。看來,玻爾直到生命的結束,還在同愛因斯坦的主張鬥爭。」
「在這場著名的論戰中,玻爾雖然一直佔著上風,但他也從來沒有能夠說服愛因斯坦。畢竟,量子力學和相對論,這兩個二十世紀最偉大的理論,是不相容的。將量子力學與相對論統一起來,成了一代物理學家的夢想。卡魯查——克萊因理論以及後來更進一步的超弦理論,似乎為兩者的統一指出了一個可能的方向。」
「曾經有人認為,應該給愛因斯坦的四維時空增加一個維度。這是在假設時間旅行可行及熱力學第二定律正確的基礎上的。這兩個假設一個認為時間可逆,另一個認為時間不可逆,如果這兩個互相矛盾的說法都成立,那麼,增加一個維度似乎是唯一的選擇。我們可以通過第五維來實現時間旅行,避免了在時間軸上的倒退。這好比我們要跨過平面地板上的一條直線,只需要在三維空間中抬起腿就行了。問題只是,這兩個假設是否成立?」
「符合我們常識的熱力學第二定律似乎沒什麼問題。許多人把它譽為自然科學的第一定律,即所有理論都不能與它違背。當然,也有人試圖推翻它。在一個著名的假想實驗中,一塊隔板將盒中的氣體分成兩部分,板上有扇小門,由一個小妖,即麥克斯韋妖控制,小妖觀察著運動到小門的氣體分子,讓一邊只通過速率大的分子,另一邊則只通過速率小的分子。於是,一邊的氣體越來越熱,另一邊卻越來越冷,這顯然違背了第二定律。」
「然而,如果考察包括小妖在內的整個系統,小妖為了得到氣體分子速率的信息,就要對它測量,這勢必要增加更多的熵,因此,整個系統的熵仍是增加的。麥克斯韋妖並沒有違背熱力學第二定律,那麼,KAM定理又如何呢?它似乎推翻了第二定律,但喬治亞工業學院的計算機模擬實驗表明,在數目足夠大的情況下,所有關於規則週期運動的行跡都會被淹沒掉,那時KAM定理失去作用,不可逆性再次主宰一切。」
「相比之下,時間旅行引來了更多的爭議。從理論上說,這是為廣義相對論所允許的。狹義相對論認為宏觀物體永遠不能加速到光速,但要達到高速有一條捷徑。在一條地毯上,我們要接近另一端,除了走過去,還能將地毯拉過來,這樣我們雖然沒動,卻仍然達到了目的,而同樣,時空也是可以扭曲的。」
「雖然愛因斯坦認為愛因斯坦——羅森橋無法通過,但最近的計算顯示,通過橋會非常困難,但卻是可能的。如果從正面接近克爾黑洞,會遇到一個很大但卻是有限的曲率,也就是說,引力不是無窮大。而霍金髮現的黑洞輻射,顯然也是個有限值。因此,主要問題不在於理論本身,而在於由此引起的許多佯謬。它們大致可以分為兩類。」
「一類認為,如果我們能回到過去,改變歷史,那麼歷史就失去了意義,而過去的改變勢必引起現在的改變,最終必然帶來邏輯上的矛盾。另一類觀點認為,如果我們能夠回到過去,那麼未來人類更可能回到現在,可我們顯然沒有未來人類造訪的證據。」
「對此,我感到很困惑。因為我覺得這很容易解釋。我們知道,在空間坐標中,一個物體只能佔據一個坐標,也就是說,任何宏觀物體,不可能既在這裡,又在那裡。那麼,換成四維時空坐標中,又為什麼一定要認為物體能佔據多個坐標呢?如果物體只允許有一個時空坐標,那麼,對我們來說,我們活到了今天,昨天的我們就不存在了,對一張桌子,一把椅子,也同樣如此。」
「如果誰回到過去,一定不會找到歷史中的世界,他一定不會遇到年幼時的自己,所以,並不存在邏輯上的困難。而對於未來的人類,我認為是不存在的。宇宙有一個年齡,空間軸和時間軸都有一個盡頭,雖然,今天的我們無疑會活到明天,但對現在而言,明天的我們並不存在。自然,我們也不會受到未來人類的造訪了。」
「如果這樣的觀點正確,那麼時間旅行就不存在任何佯謬了。在七十多年前,卡魯查就提出類似的觀點,後來克萊因又發展了這個理論。之後,又出現了更高維數的超弦理論。為了滿足自洽,它需要10或26維。」
「弦這個字指出,這個理論可以用小環來描述粒子,而不用點來描述,每個環的典型尺度大約是10-35米。超弦理論源自一種靴袢原理,意思是說一組基本粒子可以看成是相同粒子聯合成的一種自洽態,所有粒子都應看成是組成成分,所有粒子都應看成是把各組成成分聯在一起的立場的量子,所有粒子都要以組成成分的束縛態出現。」
「超弦理論,特別是其雜化形式,可能正是長期尋找的統一量子場論。在適當的近似時,它自然而然的蘊涵著愛因斯坦的引力理論。而且,當它把愛因斯坦的引力理論和其它場的理論與量子場論結合在一起時,不會出現通常都有的無限大的困難。它還可以解釋為什麼基本粒子有這麼多的多樣性。」
「對於近於完美的超弦理論,也有許多人強烈反對。這主要由於它不能被檢測。雖然,被認為不能被不檢測的東西未必真不能檢測,例如恆星的構成、原子的存在性、中微子的存在性,都曾被認為無法檢測,現在卻都有了巧妙的檢測方法。但就目前而言,對高維空間的觀測仍是不可想像的。」
「因此,那些反對者認為,一個不能用實驗驗證的理論,根本算不上是一個理論。同時,或許有人會問,為什麼是弦,而不是振動的固體,不是一個疙瘩?這個問題,恐怕理論本身是無法回答的。」
「由此看來,在對幾個基本問題的解釋上,現在的科學還是極不完備的,甚至,它或許根本是錯的。也許有人會說,科學這麼的嚴謹,它解釋了大部分的自然現象,為人類貢獻了無數有用的技術和發明,它怎麼會不正確呢?」
姜皓星最後總結道:「的確,科學,尤其是近代科學,取得了巨大的成功,但成功的、有用的理論未必正確,牛頓力學、熱質說、宗教,不都是如此嗎?科學之所以能成為科學,只是因為我們生活於其中的宇宙是一個井然有序的宇宙,這宇宙符合質樸的數學定律,科學家的工作,就是研究、講述大自然的井然有序,並將其有序分門別類,而不是對大自然的秩序的起源提出疑問。」
郝建國聽得目瞪口呆,一時說不出話來。
姜皓星笑了笑道:「我們假設一下,有一位科學家,他訓練了一隻跳蚤,讓它聽到鈴聲就起跳。然後,科學家麻醉了跳蚤的一條腿,搖一搖鈴,跳蚤仍然跳了起來,於是科學家又麻醉了跳蚤的一條腿,結果還是一樣。直到最後,跳蚤所有的腿都被麻醉後,鈴聲響起,但它終於不再跳了。」
郝建國聽得有些莫名,問道:「然後呢?」
姜皓星笑道:「然後,這位科學家莊嚴地宣佈,基於無可辯駁的實驗事實,他發現跳蚤的聽覺器官是在腿上的,它的聽力與健康腿數目有一種非線性關係,並隨後給出了一組偏微分方程。我們現在的科學,難道就一定不是這樣嗎?」
郝建國無話可答,歎了口氣,轉身走出了房間,而姜皓星繼續埋頭整理起神仙資料來。