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。但總是有一臺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,計數管就放電並透過繼電器釋放鐵錘,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。在我們開啟盒子觀看之前,這隻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,宇宙分裂成兩個複製,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複製,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支援的同時,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。我們可以透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,讓一邊只透過速率大的分子,另一邊則只透過速率小的分子。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資訊,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