命运之神与量子力学：驱赶还是摆脱？

29.可以驱赶但不能摆脱

此刻你或许开始了解，为什么大多数工作着的物理学家，对于量子力学意味着什么以及如何理解它的争论，一直冷眼旁观。哥本哈根解释正在神秘化并且没能说明测量如何得以解释。多宇宙概念完全是一种奢侈品，并且依然未能说明测量何以解释。隐变量翻版，至少在玻姆的表述中，依赖于一个古怪的量子势并且最终至多以一种形而上学的难懂的方式恢复确定论。

这一切的要点是什么？至今我们还没有一个明晰的理论能够给出任何不同于标准理论的预言，所以我们无法藉助于实验驳难这些争论中的任何一种观点。多宇宙构想和玻姆的理论翻版两者都是对同一个基础理论的解释而不是不同的理论。

存在量子理论的“解释”这一事实意味着什么？管弦乐队指挥们提出交响乐的解释；朗读者们和评论家们提出诗篇的解释。在这两个事例中的原料——旋律或词句的顺序，它们离开作者的手被黑白分明地保存下来——是清晰的和不容置疑的。然而，没有一段音乐的两个演奏或诗篇的诸多朗读是完全一样的，并且不存在作为确切解释的这类东西；对于演奏者的个人天才，那种使大多数令人厌倦的艺术品变得有趣的天才，总是有余地的。

类似地，量子力学的原料——公式和方程式，它们总是通过许多物理学家共同努力获得的并且保存在页数繁多的教科书中——不是争论的话题。理论是严密的和精确的，物理学家们懂得如何应用它，并且不讨论它作出的预言。（一直并且仍将存在着诸多复杂的情况，在整理公式和方程式的正确的应用方面花费了许多时间，那时甚至一致认为存在一个正确的答案，它将及时地被发现。）

量子力学的麻烦及其要求“解释”的理由在于，尽管理论的实际应用几十年来都很成功，物理学家们仍然不能确切地说他们知道这理论意味着什么；可以说他们不能了解内幕。在往昔的古典物理学时代，公式和方程式清楚地指涉独立的、客观的宇宙。活动着的粒子具有非常确定的位置、速度和能量。你或许不知道它们是什么，但你能够相信它们存在。而量子力学则不允许这样。在测量之前它什么也不是，惟有测量才使之成为某种可靠的和可信的事物。糟糕的是，如果你试图从给定的一组实验数据推断表面下正在发生的过程——“真实地”潜伏在测量之下的过程——那么你就得冒被其他一些人反驳之险，这些人已经使用相同种类的数据和同一种逻辑非常合理地推断出一个不同的“实在”。所以你断言，实在依赖于正在查看它的人，或完全不存在真正的实在。哪一个结论似乎都颠覆科学家们所期待的所有传统观念。简言之，物理学家们能够凭自信应用量子力学并且也不想理解正在发生的过程。

大多数人，包括科学家们，认为理解一个思想就是直觉地把握基本原理。我们不能计算热气体中原子行为的细节，却以为我们还是理解原子的活泼运动如何显示其自己为容器壁上的压力。不论我们把原子想象为干豌豆或轻微压扁的网球还是缩小的太阳系，都意味着把压力想象为无数微小影响的效果，个别地不可触摸而加起来则是一个明显的力。其所以有意义，主要在于我们能想象人体尺度上的完整的过程——例如，我们可以考虑雇佣几十个小孩往木栏上打网球，看看他们是否产生足以打翻木栏的力——由于想象了这样一个我们能易于觉察的场景，在我们心中，缩小这个过程到一个不可见的尺度，并认为是空气的分子无情地撞击气球的表皮，提供足够的集体力维持气球的涨起。

这类想象对于大多数物理学家是有效的。这个原则，我们通常有意或无意地用它理解我们周围宇宙的原因和结果，或多或少能够直接地转变成说明微观世界的原理。在许多环境下它是正当的并且有助于把原子和其他的粒子考虑为一些小物体，它们遵循网球和行星所遵循的力学定律。但当我们企图把那些同样的粒子作为双缝实验中的个别量子客体时，我们就不能在同样丰富的想象上把握了。我们可以自认为光子的行为既不像波动也不像粒子而像是两者的完全混合，我们可以警告自己不要过分精密地想象是波动还是粒子，而这也就失去了光子真正是什么的可能——只因为在我们熟悉的周围宇宙中没有其行为像量子客体那样的物体。不存在类似于我们能看或抓住的任何东西。(www.xing528.com)

我们终不能把量子理论提供的数学上的清晰的说明转变成为熟悉的、可被承认的图像这一事实，就意味着我们说不或不能“理解”这个理论。

依靠“解释”等于尽量避免这种困难，其想法是这样的：一个好的理论解释应该使我们以为“噢，现在我清楚了”。

当然这困难在于，一个使我以为我已经清楚了的解释对你可能没有什么意义，反之亦然。发生在量子宇宙中的不可思议的事物，双缝实验或EPR类型的测量是最好的例子，它不仅能够以理论术语的乱堆使不可思议消失，而且唤起你的有效“解释”。哥本哈根观点的价值在于，它在正面意义上接受不可思议，并且宣布解释“真正”发生什么的任何努力都是无益的。但是，对于久已习惯以发现现象背后使智力进步的科学家们，那会是一个很难接受的哲学。

但多宇宙或玻姆解释帮助我们“理解”得更好吗？对于某些人，或许他们认为是这样——但不推断下述两个翻版的哪一个比原始的要少一点不可思议：其一把不可思议放入平行的不可见的宇宙，其二则把它放进以神秘的方式运动和起作用的量子势。如理查德·费曼所述：“我们不能在说明它如何运转的意义上说明神秘。我们将只告诉你它如何运转。在告诉你它如何运转的过程中我们总是向你揭示量子力学的基本的特征。”

或者换一种方式，用桑缪尔·约翰逊的话想象量子力学，他对一位顽固的批评家的回答说：“先生，我已经供给你一个说明，但我不负责供给你一个理解。”虽然量子力学提出了实验的结果的说明，这些说明，在我们的心中，并非有助于增加理解。但为什么我们还要这么做呢？科学的工作就是提供理论和模型，它们给我们一个宇宙运转方式的准确的图像，但我们也不能强求这些理论与我们喜欢的和认为应该的那种对宇宙运转方式的先在期待相一致。如果有时科学对提供的说明没有给出我们视为理解的东西，那么这种缺陷属于我们，而不应该归于科学。

如果所有量子力学的解释给出同样的预言，并且只试图以不同的方式“说明”这些预言如何提出，那么它们是精神安慰，而不是实验物理学磨房的面粉。对于解释，人们同样是民主的，并且让每一个人没有积怨或势利行为地选择他们喜欢的无论哪种解释。

我们现在应该做什么呢？