下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
与其做得过火，不如做个彻底。
——G. I. 葛吉夫
我们要在几章之后才会遇到量子力学所带来的谜团。这里我们不妨先看一个悖论。以今天的技术，我们只能在微小物体上显现量子谜团，但实际上量子力学适用于一切物理对象。
我们先来讲个物理学家访问纳根帕克的故事。这是一个虚拟的地方，它有一种神奇的技术，可以借助于大的物体（男人和女人）而不是在原子层面上来显示类似于量子谜团的景象。这个寓言可以告诉我们一些现实世界中不可能取得的东西，但是要注意我们的访客在纳根帕克遇到的困惑。他的困惑正是我们这个寓言的要点。在后面的章节中，你将会遇到类似的困惑。
让我告诉你为什么我这会儿正穿着雨鞋，踩着泥巴，走在这条险道上。由于量子力学可以使大自然现出神秘，因此有些人会被误导去接受超自然的愚昧。
上个月，我与一些通常很睿智的朋友在加州旅行。然而，那里的人们似乎特别容易听信有关量子的流言。我的朋友们谈到纳根帕克有个叫“罗伯”的人。纳根帕克是个处于高高的希马乌拉尔山脉的村庄。他们声称这位萨满
可以用大的东西来显现类似量子的现象。这显然是荒谬的！
我向他们解释这样的演示是不可能的，但他们指责我是个头脑封闭的科学家。我决定接受这个挑战，前去调查一番。他们中的一位从事网络业务的亿万富翁为我提供这趟行程的经费。他承认他几个月前刚卖了他的公司，免得走霉运。物理系的同事则劝我不要浪费时间去干这档子吃力不讨好的事情，劝我最好做些严肃的物理研究，发些文章，这对我获得终身教职有益。但我相信，一个热心公益的科学家应该花些力气去调查不合理的观念来防止其传播。就这样我来到这里。
我带着完全开放的心态来看待这件事，想着回去后我便揭穿这种无稽之谈。但当我在纳根帕克的时候，我需要谨慎。这个萨满的伎俩可能是当地宗教仪式的一部分。
道路变得不那么陡峭，而且越来越宽阔，尽头是一个中等大小的广场。我们的访客已经抵达纳根帕克。他欣慰地看到，他的朋友对他的远道而来安排得挺到位。人们在等待他的到来。他受到罗伯和一群村民的热情欢迎。
罗伯：你们的技术使你们局限在只能用小的和简单的对象来进行演示。而我们的“技术”，如果您不反对我这么称呼它，可以为您提供一种用最复杂的实体来进行的示范。
访客：（热情但有些疑虑地）那敢情好，我真希望早点看到。
罗伯：我已经作了安排。您可以问一个适当的问题，我们就把答案展示给您看。我相信，这里提出问题和作答的过程，很像你们科学家所称的“做实验”。您希望有这方面的经历对吧？
访客：（看上去迷茫地）哦，是的……
罗伯：我会准备好进行这种实验。
罗伯向两间相距大约20码（约18米）的小屋打个手势，两屋之间站着一男一女两个手牵手的年轻人。
罗伯：我们做实验准备，就是你们叫做“准备状态”的过程，必须在无人观察的条件下进行。故请戴上这个头罩。
访客顺从地让人将一只黑色头罩戴在他头上。罗伯继续做着实验准备。
罗伯：现在一切准备就绪，请除掉头罩。在这两间小屋的一间屋中有一对男女，一个男人和一个女人在一起。另一间屋子是空的。您的第一个“实验”是要确定哪间小屋有人，哪间小屋是空的。请问一个适当的问题。
访客：好的，请问哪间小屋有这对男女，哪间小屋是空的？罗伯：非常好，做得好！
罗伯给助手发信号，助手打开右边小屋的门，显示一男一女手挽着手羞涩地微笑着。随后，他打开了另一间小屋的门，里面是空的。
罗伯：请注意，我的朋友，您得到了一个合适的答案。这俩人确实在一间小屋里。另一间小屋自然是空的。
访客：（不为所动，但有礼貌地）嗯。是的，我明白了。
罗伯：但我知道，重复性对科学家来说是至关重要的。所以我们将重复这个实验。
这个过程为我们的访客重复了6次。有时男女俩在右边的小屋，有时在左边的小屋。看到访客显然已经感到厌烦，罗伯让人停止了演示和解释。
罗伯：（有点兴高采烈地）请注意，我的朋友！您提的要求是看看这对男女待在哪里，这使得这个年轻男子和这个年轻女子一起待在了一间小屋里。
访客：（千里迢迢赶来，看到的却是这么一种不起眼的示范，感到很恼火。但他发现现在不是发火的时候）是我问的问题造成了这两人待在一间小屋？废话！您安置他们的时候我不是戴着头套吗？哦，不过，我很抱歉。非常感谢您的演示。但天色已晚，我得下山了。
罗伯：不，应道歉的是我。我应该知道，美国人保持注意力的时间很短暂。我听说你们居然在许多仅显示30秒的小玻璃幕墙上就选定了你们国家的领导人。
但请别离开，我们现在进行第二个实验。您会问不同的问题。您会问一个问题而导致男人和女人分别处在各自的小屋。
访客：嗯，但是我真的必须下山了……
不待访客犹豫，罗伯便已将头套递给他，访客只好耸耸肩，戴上它。一会儿罗伯接着说。
罗伯：请取下头套。提个新问题，一个能确定男人在哪个屋，女人在哪个屋的问题。
访客：好的，好的，请问男人在哪个屋，女人在哪个屋？
这一次罗伯给出的信号是让他的两位助手同时打开小屋的门。可以看到，男人在右边的小屋，女人在左边的小屋，两人隔着广场彼此微笑着。
罗伯：注意！您得到的是对您问的新问题的合适的答案，这个结果正相当于你们做不同实验的结果。您的问题造成这对男女分处于两个小屋。我们现在可以重复这个实验来显示结果的可重复性。
访客：请让我离开，我必须走了。（语调带着讥讽）我承认，您的“实验”都是可以重复无数次，结果都一样。
罗伯：哦，对不起。
访客：（对自己的无礼吓了一跳）哦，不，我道歉。我真的很高兴看到重复这个实验。
罗伯：好了，那我们就重复两三次怎么样？
演示重复了三次。
罗伯：您似乎不耐烦。因此，也许三次足以证明您提问的男人和女人分别在哪里这个问题导致了这对男女分别待在两间小屋里。您能同意吗？
访客：（无聊和失望地，但有些飘飘然）我当然同意您能够让这对男女按您希望的方式分处在两间小屋里。不过，现在我真的要下山了。不过我非常感谢您为我……
罗伯：（打断）您还没有看到这些实验的最终版本。这是完成我们的演示最关键的一环。让我为您只做两次，只做两次怎么样？
访客：（屈尊地）那好吧，确定，就两次。
我们的访问者再次戴上头套。
罗伯：请取下头套，并提出您的问题。
访客：我该问哪个问题？
罗伯：啊，我的朋友，您现在已经提过两个问题。您可能会问其中之一。您可以选择这两个实验的随便哪一个。
访客：（没太多想）好的。这对男女在哪间小屋？
罗伯让人打开右边小屋的门，露出了男人和女人手拉手的情形。随后打开另一间小屋的门，显示它是空的。
访客：（有点纳闷，但并没有真正感到惊讶）嗯……
罗伯：注意到没有，您问的问题，您选择的实验，造成了这对男女待在一间小屋里。现在，让我们再尝试一遍，当然得您同意。
访客：（相当心甘情愿地）当然，让我们再试一次。
我们的访客再次戴上头套。
罗伯：请取下头套，问问题吧，随便哪一个。
访客：（带着一丝怀疑）好的。这次我决定问另一个问题：男人在哪间屋，女人在哪间屋？
罗伯让助手同时打开两间小屋的门，结果显示，男人在右边的小屋，女人在左边的小屋。
访客：嗯……（待在一边，喃喃地沉思道）有趣，他居然能够两次答对我问的问题。他不可能知道我要问哪一个问题呀。
罗伯：注意到没有，我的朋友，不论您选择问哪个问题，您总是能得到正确的答案。现在，如果您愿意，就走吧。
访客：哦，嗯……事实上，我想最后再做一遍这个实验。
罗伯：很好。只要您有兴趣，我很乐意为您提供示范。无论您选择哪种实验，您都会得到正确的答案。
我们的访问者再次戴上头套。
罗伯：请取下头套，并再次提出两个问题中随便哪一个。
访客：好的，这次，这对男女在哪间小屋？
罗伯让人打开左边小屋的门，显示男人和女人在一起。
然后他让助手打开右边小屋的门，是空的。
访客：对我一连三次提出的问题您都安排对了正确答案。您的运气真不错！
罗伯：这不是运气，我的朋友。是您自由选择的观察确定了这对男女是在一间小屋还是分处在两间小屋。
访客：（疑惑地）怎么会这样呢？（急切地）现在我们能不能再试一次？
罗伯：当然可以，只要您愿意。
演示再次重复，我们的访客变得越来越困惑，要求进一步重复。又重复了9次，有8次他问的问题都能得到正确的答案，但有一次他问了一个其他的问题，结果回答不正确。
访客：（激动地旁白：我简直不相信这一点）我想再试一次！
罗伯：恐怕现在天快黑了，下山的路很陡，不好走。请放心，您的提问总是能得到正确答案，因为是您的问题造成了这种存在。
访客：（喃喃自语，看起来感到非常困扰）……
罗伯：您怎么了，我的朋友？
访客：您怎么知道我要问的问题，您安排您的人在屋里是在我之前呀？
罗伯：我不知道。您可以问两个问题中随便哪一个。
访客：（激动地）可是，可是……让我们评评理！如果我问的问题，结果男人和女人的实际处境与答案不相符该怎么办？
罗伯：我的朋友，你们伟大的丹麦物理学家、哥本哈根的玻尔不是教过你们吗？科学不必为没有实际进行的实验提供解释，不需要回答实际上没有问的问题。
访客：哦，是的，但是我觉得，您的人在我问问题之前就已经聚在一块儿或立即分处两地了。
罗伯：我看您是想多了。尽管您作为物理学家受过训练，您具有实验室从事量子力学实验的丰富经验，但您脑子里仍然充满着在您选择要观察什么之前，在您对它有意识经验之前，这个特定的物理实在就已经存在的观念。物理学家显然还很难完全理解他们最近收集的伟大真理。不过今晚天气不错，我的朋友。您现在已经见识了您想见识的东西。您得走了。下山一路小心。
访客：（转身准备离去，但显然还是百思不得其解）嗯，好的，我这就走，嗯，非常非常谢谢您，我……嗯，好的……谢谢……
访客：（一边走在下山的路上一边自言自语地）现在让我想想，我们应该有个合理的解释。如果我问这对男女在哪间屋子，他立即就能显示出两人待在一间屋里。但如果我选择问男人和女人各待在哪间屋子，他立即就能显示他们各在一间小屋。而在我问问题之前，两间屋子相距甚远，他们要跑也来不及呀。他是怎么做到的呢？
我是被骗按他事先布置好的要求问的问题吗？不对呀，我知道我的选择是自由做出的。
这是不可能的！但我确实看到了这一切。这就像一项量子实验，两种情况同时存在，直到你看了之后，你才能只看到一个答案。难道真像罗伯说的“意识的经验”使然？但物理学不应涉及任何像意识这样的东西呀。不管怎么说，量子力学都不适用于像人这样大的物体。嗯……当然，这并不完全正确。原则上，量子物理学适用于一切对象。但是，你只能用干涉实验来证明这样的性质。而用大的物体来做干涉实验是不可能的，那不切实际。是我的幻觉吗？我回到加州后该如何揭穿这个罗伯呢？而且，噢，我的上帝！那帮已回到物理系的家伙们肯定会问我这趟行程收获如何。哎哟！
当然，这只是个虚构的故事，根本不存在纳根帕克这个地方。我们的访客所看到的东西其实是不可能的。但在后面的章节中，你会看到一个对象，在不同的实验选择下，是如何被显示为既可以完全在一个地方，也可以分处两处，就像纳根帕克的那对男女一样。你会像我们的纳根帕克访客一样感到同样的困惑。
对物理实在是由观察产生的这一现象的演示目前还只能在非常小的对象上进行。但随着时间的推移，科学的进步正在逐步证明，这种现象对越来越大的对象也是成立的。我们将用一整章来阐明物理学对这一悖论给出的“正统”解释，这就是以玻尔为首的量子力学缔造者们给出的哥本哈根解释。玻尔给出的解释与纳根帕克的罗伯［“罗伯（Rhob）”是“玻尔（Bohr）”的倒序拼写］给出的解释并没有什么不同。然后我们来讨论哥本哈根解释面临的现代挑战。