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雙狹縫實驗的啟示

由量子力學看意識


最近翻譯一本書的過程中,接觸到量子力學。為了多一點了解,便上網搜尋,結果意外搜尋到一篇很好的文章。因為覺得自己不能寫得更好了,所以直接引用,十分開心能接觸到這麼深切的論點。


雙狹縫實驗的啟示   朱及瑞


這奇妙的世界提供給藝術家的是無窮的靈感,提供給科學家的是無盡的新發現,提供給研究生命現象的學
者卻是一個解不開的謎。到底誰最有資格解釋生命?是哲學家嗎?在過去的幾十年哲學已成了物理學家的
一個新領域。物理學家把物質拆開研究,越拆越小,終於拆到什麼都沒有了。他們不但發現物質並不是物
質所組成的﹙這句話在邏輯上本來就是矛盾的,哲學家早就知道了﹚,而且物質奇妙的特性已經要靠哲學
來解釋了;有許多物理學家甚至相信“自我意識”是物理現象重要的一環。而另一方面生命學家卻又因電腦及人工智慧的發展,而步上一百年前物理學家的後塵,相信生命現象是沒有超然的意義的。這一切
要從楊氏的雙狹縫實驗﹙Double Slit Experiment﹚說起。




雙狹縫實驗是第一個証明光是“能量”而不是“粒子”的實驗。在這之前科學家相信光是一些速度極快的
“光子”所組成。而雙狹縫實驗卻証明光像水波一樣是一種“波動”而不是物質。當我們丟一個石頭到一
個池塘裡時,會激起一圈圈向外擴散的漣漪﹙水波﹚;若同時丟兩個石頭則兩組水波交會形成放射狀的條
紋,這叫“干涉現象”。楊氏實驗是在一個平板上切出兩條平行的縫,然後以光線照在板子上,結果發現
,通過狹縫的光線照在平板後的牆上形成許多條紋。這証明了光線是“同時”經過兩個縫。如果把光線減
到很弱使得光子是一個一個的射出燈泡,然後用底片感光,所得到的仍是干涉條紋。光子怎麼可能一個一
個到達底片,卻又“同時”經過兩個狹縫呢?科學家用電子重覆同樣的實驗,所得的結果完全一樣。最後
他們的結論是:物体只有在被“偵測”的那一瞬間才從能量的波動“凝聚”成有本体的物質!






當我們看到一個桌子的時候,是因為光波被桌子表面的電場反彈進入我們的眼睛,在網膜上凝聚成光子才
形成視覺。觸覺也是一樣,是桌子的波動在觸摸的一瞬間凝聚成原子。不信嗎?問問一個物理系畢業的朋
友就知道了。


這並不表示我們的感受是幻覺,因為能量和物質一樣的真實。楊氏實驗使人們更能瞭解愛因斯坦“質能互
變”的本質。
但最奇妙的是:一,能量波在被偵測或被“觀察”的時候才形成實体,這是否有特別的意義?二,假設兩百億年前的一個小星爆炸產生的光線經過這許久的時間終於到達地球,而被你一抬頭看見了那小小的光點,同時在宇宙的另一端有個外星人剛好也抬起頭,可是晚了萬分之一秒,結果什麼也沒有看見,因為那奔向宇宙四面八方的光波在那一瞬間凝聚成了一個光子落在你眼裡,像一個消失的肥皂泡,這有什麼啟示?





一九一七年十月,三十幾位當時著名的物理學家聚集在一起討論量子物理的一些哲學意義,這就是著名的第五次Solvay Congress會議,參加的都是赫赫有名的物理學家,包括愛因斯坦、波爾、波恩、普朗克、海森柏、薛定格等。會議中討論的重點就是波爾所提出的所謂“哥本哈根釋意”,內容是說“物質只有被觀察的時候才存在,在這之前只有存在的可能性,因此所謂“既成事實”是沒有意義的。會中愛因斯坦對楊氏的雙狹縫實驗也提出了他的看法。他認為當波動到達觀察者或觀測儀器的時候是全面性的,像海浪打在岸上一樣,而不是像波爾等人所說的在瞬間“凝聚成物質”。愛因斯坦雖然自謙他對量子物理沒有什麼研究,其實他已花了七年思考這個問題,因此很從容的解釋如果波爾所說是事實,那就違反了相對論,因為"一瞬間"違反了相對論“沒有任何運動可以超越光速”的基本前提。


波爾和愛因坦所辯論的,簡單的說就是“原子到底是一個物体,或只是用以解釋物理現象的工具?”如果原子真的是實体,那麼原子一定有位置及運動方向!但量子物理的數學公式﹙就是海森柏的測不準定理﹚完全否認這一點。如果這公式是錯的,那麼雷射、半導体、超導体、電子顯微鏡等都不可能存在。但物質是這麼的實在,怎麼會是一種現象呢?讓我們做個比喻:



人的眼睛像個凸透鏡,所以射到網膜上影像都是倒反的,但為什麼我們看到的東西都是正的?理由很簡單
,我們已習慣了直立看東西,就發展出非常真實的“正”的觀念,如果一個人習慣倒立用手行走,一旦站
立起來,也會覺得整個世界都反了。






量子物理最廣為人所津津樂道的就是“薛定格的貓”這個比喻。如果波爾、薛定格、海森柏等哥本哈根學
派的物理學家不是諾貝爾物理獎的得主,這隻貓絕不會受到重視的。這比喻是說,假設有一個密閉的箱子
,裡面放了個半衰期是一小時的放射性原子,箱中還有一個偵測放射線的儀器,一但偵測到放射線就會啟
動一個開關放出致命的毒氣。假設將一隻貓放入箱中,一小時後這貓是死的還是活的?依照量子物理的觀
念,如果是你開了箱子而第一個看到貓,你看的那一瞬間才決定貓的命運,那一刻之前“事實”還沒有發
生,所以沒有人能說開箱之前貓“已經”死了。


相信大多數人都沒有辦法完全理解這種超越時間、空間的物理現象。但我們不得不承認,物理已經能漸漸
讓我們認識到一個遠超過我們所能想像的境界,正等著我們去發現。一個認真的科學家尋求上帝時,也會
有同樣的体會。



最近很多關於「心想事成」的理論,說人創造出什麼樣的念頭,就活在什麼樣的事件中。成道大師幾千年
前就說過「你創造自己的實相」,今日量子力學也朝這個方向走去。


對於一個在自己身上下工夫的人來說,最震撼的地方是:我有足夠的意識和臨在讓我可以按照高我的路去
創造我的實相嗎?還是我沒有足夠的意識和臨在,於是是我的機器和無意識在創造我的實相?──我創造
了什麼實相?


引文來源:美國校園福音團契 - 海外校園雜誌社http://www.oc.org/big5_txt/oc0106b.htm
作者:朱及瑞
本貼文圖文配置及排版:Shobha
(十分感謝朱大師能用深入淺出的筆法讓我們分享這麼深奧的智慧,真的受益匪淺!)


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