物質的實在性存在於觀察中

不存在一個與我們的精神世界並行的客觀獨立的物質世界，我們所描述的物質世界是依賴於我們的精神世界而存在的，量子之間顯現的超距同謀是個體生命意識活動的綜合反映。世界的實在性紮根於個體生命的感受和理解中。

傳統物理學把原子、電子等看成是實在的粒子，它們有固定的體積，佔有一定大小的空間，有自己的性質和規律。無論人是否觀察它們，由微觀粒子構成的物質世界總是一如既往的存在著，並按自身的規律周而復始地運轉。理論上，如果我們徹底掌握了物質世界的定律，並且完全知道宇宙在某一時刻的狀態，便能依此語言宇宙中將要發生的每件事。這種科學宿命論的觀點在研究物體熱輻射時受到了挑戰。

按照傳統的定律，一個熱物體必須在所有的頻率等同地發出電磁波（諸如無線電波、可見光或Ｘ射線）。而這意味著輻射的總能量也必須是無限的。這荒謬的結論顯然與事實不符，我們知道，當加熱鐵塊時，開始看不出它發光。隨著溫度不斷升高，鐵塊變得暗紅、赤紅而最後成為黃白色。其他物體加熱時發出的光的顏色也有類似的隨溫度而改變的現象。這似乎說明在不同溫度下物體發出不同頻率的電磁波。實際上，實驗證明，在任何溫度下，物體都向外發射各種頻率的電磁波。只是在不同溫度下發出的電磁波的能量按頻率有不同的分布，所以才表現為不同的顏色。

為了解釋熱物體輻射的能量在不同頻率上分布的這種特徵，1900年，科學家普朗克提出，只有假設物體以離散包或離散方式發射電磁輻射，才能對這些特徵方式作出說明。這離散的包就是最後被稱為量子的波包，每個量子具有確定的能量，波的頻率越高，其能量越大。這樣，在足夠高的頻率下，輻射單個量子所須要的能量比所得到的還要多。因此在高頻下輻射被減少了，物體輻射能量的速率也變成有限了。

1905年，量子假說受到了愛因斯坦的支持，它成功地說明了光電效應。在這種效應中，光束能從金屬表面置換出電子。為了解釋這個過程，愛因斯坦被迫將光束看成是後來稱為光子的離散的粒子流。光的這種描述似乎完全根傳統的觀點相衝突，按照傳統的觀點，光（與所有的電磁波一樣）由連續的電磁波組成，它們依據著名的麥克斯韋電磁理論傳播。光的波動性早在1801年就被托馬斯.楊用著名的「雙逢」實驗予以證實。

「雙逢」實驗

然而，波粒二象性並不局限於光。當時，物理學家們也關注原子的結構。尤其是，他們為電子圍繞一個核卻又不發生輻射所困惑。因為從麥克斯韋電磁理論知道，沿彎曲路徑運動的粒子一定會輻射電磁能，如果輻射是連續的，那麼原子的軌道電子就會迅速損失能量而螺旋式地落進核內。

1913年波爾提出：原子的電子也是量子化的，即量子化的電子可以處於某些固定的能級上而不損失能量。當電子在能量級之間跳躍時，電磁能以分離的量被釋放或吸收。事實上，這些能量包就是光子。不久，人們就明白了：不僅電子，而且所有的亞原子粒子都具有類似的似波性，顯然，由牛頓所表述的傳統力學定律，以及麥克斯韋電磁定律，在原子和亞原子的微觀世界中完全失效了，為了說明這種波粒二象性，到20世紀中期，一個新的力學體系――量子力學――由薛定諤和海森伯獨立地發展起來了。

新理論成效壯觀，它很快地幫助科學家們說明了原子結構、放射性、化學鍵以及原子光譜的細節(包括種種電磁效應)。這個理論經過一些人的精細加工，最終導致對於核結構與核反應、固體的電性質與熱學性質、超導性、某些坍縮恆星的穩定性，以及更多的未列舉事例，作出了令人滿意的說明。量子力學也促成了包括電子顯微鏡、激光器和品體管在內的實際硬體儘可能大的發展。極端靈敏的原子實驗已經以令人驚訝的精確度證實了存在著徽妙的量子效應。50年來，未發現任何實驗否定量子力學的預言。然而，這個以科學上史無前例的精細程度正確地描述著世界的理論，卻是建立在一種深刻的與不穩定的佯謬之上。

象光子這樣的物體，既可以顯示出似波性又可以展示出粒子性，使光子產生衍射和干涉圖像，如同水波一樣，這是光的似波性。但是，在光電效應中，光子卻又如同粒子一樣把電子從金屬中敲出來，在這個效應中，光的粒子模型似乎更合適些。

波動性和粒子性的共存，很快就導致了關於自然界的一些令人吃驚的結論。在雙逢實驗中，當把光源的強度衰減到非常小，以至於在某一時刻僅一個光子向實驗裝置運動。自然地，每一個光子都到達屏幕上一個確定的電點，它可以作為一個微粒被記錄下來。別的光子到達別的地方，留下各自的痕迹。乍看起來，此效應似乎是隨機的，但隨著斑點的增多，一個有條理的由斑點組成的干涉圖案就會逐漸形成。因此，每一個光子單獨看起來似乎是自由的，它可以隨機到達屏幕上的任意點，但當大量的光子分別先後穿過此系統時，從整體上看，所有的光子總是以幾率的方式合作建立起干涉圖案。好像是每個光子都知道在它之前的全部光子所經過的路徑或已經形成的圖案。

現在，如果兩孔之一被擋住，那麼光子的行為就會戲劇性地改變了，實際上干涉圖案消失了。這個干涉圖案是不可能從兩個只有單縫存在的裝置所記錄的圖像的疊加中得到的。僅當兩孔同時開著時，才有干涉。因此，情況似乎是每個光子以某種方式，獨個地計及到開著雙孔還是單孔？但是，如果它們是不可分割的粒子，它們怎能做到這一點呢？從粒子來看，每個粒子僅能從一個縫穿過，它卻「知道」另一個縫的開啟情況，究竟是怎麼「知道」的呢？

之後的一系列實驗都表明：在光子、電子和其他粒子的微觀世界中，存在一種不確定性要素。1927年海森伯以其著名的不確定性原理量化了這種不確定性。這原理的一種表述與試圖同時測量一個量子物體的位置和運動有關。為了預言一個粒子未來的位置和速度，人們必須測量它現在的位置和速度。我們的視覺系統是通過光的反射來觀察物體的，顯而易見的辦法是將光照射到這粒子上，一部分光波被粒子散射開來，由此指定它的位置。然而，人們不可能將粒子的位置確定到比光的兩個波峰之間的距離――即波長更小的程度，所以必須用短波長的光來測量粒子的位置。現在，由普朗克的量子假設，人們不能用任意少的光的量，至少要用一個光量子。這量子會擾動這個被測量的粒子，並且以一種不能預見的方式改變粒子的速度。而且，位置測量得越準確，所需的波長就越短，用於測量的量子的能量就越大，這樣被測量的粒子的速度就被擾動得越厲害。換言之，你對粒子的位置測量得越準確，你對速度的測量就越不準確，反之亦然。海森伯指出：粒子位置的不確定性乘上粒子質量再乘以速度的不確定性不能小於一個確定量――普朗克常數。並且，這個極限既不依賴於測量粒子位置和速度的方法，也不依賴於粒子的種類。

宏觀物理世界的確定性是由微觀世界的不確定性以概率的形式支持的。似乎有一種不被意識所知的整體的能力將微觀量子連接為一個整體的存在，這隱藏的能力使量子向我們顯現某些幽靈式的同謀和協作。只是在量子的位置和動量的關聯上，向我們顯現一些可把握的規律。在阿斯派克特實驗中，量子的這種同謀超越了光速的限制，也可以說是超越了時空的限制。或許，量子在本質上有不為人知的更整體的存在狀態，而向我們顯現的只是這整體存在浮出水面的一些小島。

所有這一切意味著什麼呢？按照波爾的觀點：詢問一個電子「實際」是什麼的問題，是沒有意義的。或者至少，當您提出這個問題時，物理學家不可能給予回答。他宣稱：物理學不告訴我們世界是什麼，而是告訴我們關於世界我們能夠談論什麼。這意味著關於世界的本質我們不能在當前的物理學中找到答案。

根據波爾的思想：關於宏觀和微觀、整體和部分之間關係的傳統觀念，被根本地改變了。他宣稱：在你弄懂一個電子正在幹什麼之前，你必須指明全部實驗條件。比方說你要測量什麼？你的儀器是怎樣組裝的？所以，微觀世界的量子實在無法擺脫地根宏觀世界的組織纏繞在一起。換句話說，離開了同整體的關係，部分是沒有意義的。

不確定性和模糊性是量子所固有的，而不僅是我們對於它不完全感知的結果。這一點是與傳統觀念相違背的，我們知道許多不可預言的系統：如氣候變化、股票市場等。但根據傳統的觀點，這些事物的不可預知性是因為我們不具有足夠的信息以計算出它們的行為。

即使在量子理論誕生100年以後的今天，大多數人對我們周圍世界的理解仍然停留在傳統物理學的層次上，就像量子力學問世以前大多數科學家所認為的那樣：我們周圍的世界是獨立存在的。就是說。它是由物體（如桌子、椅子、行星、原子）組成的。這些物體就在那裡存在著，不管我們觀察它們與否。按照這種哲學，宇宙是這些獨立存在的物體的集合，它們合在一起就構成了事物的整體。原則上，只要我們把觀察事物的過程中對事物的擾動縮減到足夠小的程度，那麼在我們對事物的觀察之前和之後，物體實際應該具有同一的或連續的動力學屬性( 如位置、動量和能量)。於是原子和電子只不過是一些「小東西」，它們與「大東西「的差別僅在於尺度的不同，在別的方面，其實在性的地位沒有本質上的不同。

這個關於世界的圖像比較符合我們通常對自然常識的理解，所以容易被人接受。愛因斯坦稱它為「客觀實在「，也就是說：外部事物的實在性地位並不依賴於一個有意識的個體的觀察。然而恰恰是這個看似無可厚非的常識觀念，波爾運用量子的哥本哈根解釋的哲學向它提出了挑戰。

波爾認為：在對某個量子物體實行依此測量之前，就把一組完全的屬性委歸於它，那是沒有意義的。比如，我們要選擇測量某個量子物體的位置或是動量，則不可能在測量之前該粒子就具有這些量的特定值。如果我們決定測量位置，其結局是粒子在某處。反之，如果我們測量動量，就可以得到一個運動著的粒子。在第一種情況中，測量完成之後，粒子就不具有可知的動量屬性；在後一種情況中，粒子則無定域。

從量子波的存在狀態即不確定狀態中，可以測得無數的位置和動量的屬性。只是測量的結果都不會超出普朗克常數的限定。因此，我們可以把量子波的狀態理解為無數可確定狀態的疊加。我們知道，用於測量的設備本質上也是由量子組成的量子系統，因此，在我們的測量過程中，被測量的量子波會與測量設備的量子系統進行耦合，然後縮編成具體實在的狀態。一個量子波會縮編到何種具體實在的狀態，則取決於測量它的測量系統。

因此，只有在做了一次特定的測量或觀察之後，我們才能有意義地談論單個量子的物理屬性。但從量子的層面，我們很難給測量系統劃清一個明確的界限。因為宏觀上的每一個測量設備，在量子的層面上都與其周圍的物體不可分割地糾纏在一起。實際上，我們完全可以把被測量的量子物體與測量它的設備看成是一個量子系統。如此一來，觀察在量子物理中所起的關鍵作用就會顯現出來。從某種意義上說，正是我們的觀察才導致量子的波態驟然塌縮和改變。這聽起來就像是「精神支配物質「的思想。似乎是當實驗人員觀察到測量的結果時，改變了的心理狀態以某種方式反饋給實驗設備，從而反饋給量子系統，使其改變它的態。簡言之，物理態作用改變心理狀態，而心理狀態又反作用於物理態。

如果我們只是測量一組簡單的動力學屬性，就可以把一個單一的設備當作測量系統；但如果要準確解釋某個量子的行為在天氣變化中的具體作用，就必須先建立關於天氣的宏觀的解釋。因此，雖然通過局部的行為可以預測宏觀的變化，但局部必須通過整體來獲得解釋和意義。而整體的意義則只能以生命個體的感性為基礎，由生命個體的意識來建立和把握。更進一步地推論，我們可以得出下面的結論：我們不可能通過微觀粒子來理解世界的存在。對於宏觀世界，我們只能通過向內探索感受和意識的本質，才能獲得根本上的理解。

整體和宏觀的意義是我們意識分別和認知的結果。如果離開意識的分別，世界上也就沒有同異、部分和整體的差別。因此，所謂宏觀世界就是我們意識的分別和感受所形成的世界，部分依據宏觀世界才能獲得解釋的意思就是說：象電子、光子這樣的微觀量子只能在我們的意識中得到解釋，量子世界所隱含的整體性規律與我們的精神認知相對應。換句話說：不存在一個與我們的精神世界並行的客觀獨立的物質世界，我們所描述的物質世界是依賴於我們的精神世界而存在的，量子之間顯現的超距同謀是個體生命意識活動的綜合反映。世界的實在性紮根與個體生命的感受和理解中。

我們在這裡並不想對量子力學的哲學解釋做過多的糾纏，畢竟科學界在量子力學的解釋上還存在著很多分歧。但鑒於量子力學所取得的重大成就，我們完全有理由把它當作一種客觀的現象。在對這些現象的觀察中和思索中，我們會得到一些新的啟示：比如物質世界的不確定性和非實在性；世界的整體性和不可分割性；以及意識的能動性。這些啟示在我們從新建立世界觀、人生觀以及對真理的認識和信仰的過程中，會起到重大的作用。