2014年10月
文／黃小石
愛因斯坦到死都不相信量子力學。他說：「（量子論） 有蠻多的論述，但並未讓我們更接近上帝的秘密，我深信 上帝不賭骰子。」他曾千方百計地想出一些「思想實驗」， 刻意挑起量子力學的矛盾，但就是找不出哪裡有錯。
◎量子力學
量子論的預測與實驗結果至今都相容。比方說： 與電子旋磁比相關的常數g-factor，量子動力學預估 2.002319304361，實際測量數值2.00231930436146， 這超過一兆分之一的準確度真是令人難以思議。
基於科學「證偽不證實」原則，只要有一個反例則理論 不能成立，我們只能說量子力學不但沒有錯誤，且是物理 學到現在為止最好的理論。我們所處的世界，比我們祖輩 所了解的世界神秘多了，這主 要歸功於量子力學。
可是，即便享有「量子力學 之父」盛名的薛丁格，對量子 力學的解釋也有保留。我在負 笈來美一年後，於1964 年11 月，有幸參加費曼博士的演講， 其中一句話讓我印象深刻：「我 可以很放心地說：沒人了解量 子力學。」次年，費曼因量子 電動力學的成就與貢獻，榮獲 1965 年諾貝爾物理獎。若他尚 且這麼說，我想真的是沒人了 解量子力學了。
◎薛丁格的貓
量子力學，只能告訴我們一個物理狀態存在的可能性 （或然率）。根據哥本哈根學派對薛丁格波動方程的解釋， 在實際測量之前，這物理系統存在於某種所有可能性同時 存在的混合狀態。薛丁格（愛因斯坦亦然）不同意這種看 法，於是提出了現在稱為「薛丁格的貓」的悖論：
設想把一隻貓關在不透光的箱子（盒子）裡，其中有 放射性元素，其衰變的可能性是50％（即在一小時之 內，有個原子會發生衰變，而產生放射線的可能性為 50％）；另外還有蓋革計數器、榔頭、極毒的氰化氫；若 真發生衰變，蓋革計數器偵測到放射線，榔頭會打碎氰化 氫瓶子放出毒氣，毒死小貓；同樣的可能性，是原子不發 生衰變，小貓無恙。 過了一小時，在打開箱子察看貓的生死之前，按照量子 力學觀念，這貓處在什麼狀態？哥本哈根學派認為：實際 觀察之前，貓處在死貓與活貓並存狀態中；只有實際觀察 之時，貓的或然率波方程「塌陷」為所有可能性中的一種 特定狀態。
這仍是目前量子力學的主流看法，認為意識（觀察）與 實存分不開，貓似乎對其自身的生死狀態不能辨識，因而 不能產生「塌陷」現象，故在人觀察之前，這貓處在又死 又活狀態。
◎「多重宇宙」學派
該學派的觀點是活貓與死貓同時實際存在，只不過存在 於不同（但與量子力學相合）的宇宙中。這僅代表人對於 量子波方程的詮釋，我們本來就不知道為什麼自然需要符 合薛丁格的波方程敘述，我們只知道這波方程式的解，至 今都全然合乎觀測結果。
至於這數學方程式是不是代表宇宙實存真相，沒人知 道；是否其所有解釋都是實存，我們也不知道；不過我們 知道，除非有了有意識的觀察，否則我們不能確定任何一 個物理狀態的存在；目前的看法乃是有任何可能的狀態， 且是同時存在的。
愛因斯坦雖然不相信這種解釋， 也無法挑出量子力學的毛病，但 他仍然有出路。物質雖然可以有 許多狀態同時存在的可能，卻只 有在觀察中才能決定是哪個狀態； 觀察，又不能不干擾被觀察系統 （這可以說是「測不準原理」的 來源）。我們可以想像改變「薛 丁格的貓」之實驗：
把貓取出，以人代之；這位假 想在「薛丁格箱子」裡的人，當 然知道自己是活著還是要死了； 若箱中放射性元素發生衰變，他 死前記下時刻；雖然箱子沒打開， 但箱子裡的人是處在或死、或活的狀態；這是因為人有「意 識」，能分辨（測量）自己的波方程──「意識」帶來了 固定的「實存」，不再是半死半活狀態。
◎全知上帝的存在
若愛因斯坦相信全知上帝存在，他所擔心的那種「只能 用或然率來描述的狀態」就不會存在了，因為任何一個系 統的狀態，隨時都在祂的「觀察」中，而且這「觀察」不 同於人的觀察，不需要干擾被觀察系統狀態（祂能知人心 所想，卻不改變之）。
這樣看來，任何一個物理系統，隨時都有一個固定的、 卻是我們所不知的狀態。換句話說，「薛丁格貓」的悖論， 在有上帝的宇宙中是不成立的。這當然不是物理理論，而 是一種信念，因為這說法不能證偽。
其實「多重宇宙」看法，基本上也是一種不能證偽的信 念，只不過是基於另一種宇宙觀：只要合乎數學的（合理 的），就是存在的；一切存在的，也必是合乎數學的。不 曉得這種想法本身是不是合乎數學，但據我所了解的「哥 德爾不完備定理」，在任何一個夠複雜的邏輯系統裡，不 是所有真實的論述都可以被此系統的邏輯所證實。
其他智慧路文章
(福音恩言) 喜樂
(科學與信仰) 薛丁格的貓
生命的回歸
(有問有答) 什麼叫「生命」？
2014年10月內容
專題 • 綜合時事評論 • 天倫樂 • 健康天地 • 繽紛世界 • 智慧路 • 生命的旋律 • 紐約角聲消息 • 愛心匯點 • 美東教會消息 • 紐約之窗 • 弗州快訊 • 美味人生 • 生活資訊 • 中大西洋姿彩 • 德州園地 • 德州教會消息 • 休士頓園地 • 休士頓角聲癌症協會 • 達福園地 • 芝城園地 • 培德20週年慶 • 紐英倫園地 • 南美秘魯園地
