奇怪,似乎有哪裏不對,卻說不出來……好吧,電子有時候變成電子的模樣,有時候變成波的模樣,嗯,不錯的變臉把戲。可是,撕下它的麵具,它本來的真身究竟是個什麼呢?
“這就是關鍵!這就是你我的分歧所在了。”玻爾意味深長地說,“電子的‘真身’?或者換幾個詞,電子的原型?電子的本來麵目?電子的終極理念?這些都是毫無意義的單詞,對於我們來說,唯一知道的隻是每次我們看到的電子是什麼。我們看到電子呈現出粒子性,又看到電子呈現出波動性,那麼當然我們就假設它是粒子和波的混合體。我一點都不關心電子‘本來’是什麼,我覺得那是沒有意義的。事實上我也不關心大自然‘本來’是什麼,我隻關心我們能夠‘觀測’到大自然是什麼。電子又是個粒子又是個波,但每次我們觀察它,它隻展現出其中的一麵,這裏的關鍵是我們‘如何’觀察它,而不是它‘究竟’是什麼。”
玻爾的話也許太玄妙了,我們來通俗地理解一下。現在流行手機換彩殼,我昨天心情好,就配一個shining的亮銀色,今天心情不好,換一個比較有憂鬱感的藍色。咦奇怪了,為什麼我的手機昨天是銀色的,今天變成藍色了呢?這兩種顏色不是互相排斥的嗎?我的手機怎麼可能又是銀色,又是藍色呢?很顯然,這並不是說我的手機同時展現出銀色和藍色,變成某種稀奇的“銀藍”色,它是銀色還是藍色,完全取決於我如何搭配它的外殼。我昨天決定這樣裝配它,它就呈現出銀色,而今天改一種方式,它就變成藍色。它是什麼顏色,取決於我如何裝配它!
但是,如果你一定要打破砂鍋地問:我的手機“本來”是什麼顏色?那可就糊塗了。假如你指的是它原裝出廠時配著什麼外殼,我倒可以告訴你。不過要是你強調是哲學意義上的“本來”,“實際上”,或者“本質上的顏色”到底是什麼,我會覺得你不可理喻。真要我說,我覺得它“本來”沒什麼顏色,隻有我們給它裝上某種外殼並觀察它,它才展現出某種顏色來。它是什麼顏色,取決於我們如何觀察它,而不是取決於它“本來”是什麼顏色。我覺得,討論它“本來的顏色”是癡人說夢。
再舉個例子,大家都知道“白馬非馬”的詭辯,不過我們不討論這個。我們問:這匹馬到底是什麼顏色呢?你當然會說:白色啊。可是,也許你身邊有個色盲,他會爭辯說:不對,是紅色!大家指的是同一匹馬,它怎麼可能又是白色又是紅色呢?你當然要說,那個人在感覺顏色上有缺陷,他說的不是馬本來的顏色,可是,誰又知道你看到的就一定是“本來”的顏色呢?假如世上有一半色盲,誰來分辨哪一半說的是“真相”呢?不說色盲,我們戴上一副紅色眼鏡,這下看出去的馬也變成了紅色吧?它怎麼剛剛是白色,現在是紅色呢?哦,因為你改變了觀察方式,戴上了眼鏡。那麼哪一種方式看到的是真實呢?天曉得,莊周做夢變成了蝴蝶還是蝴蝶做夢變成了莊周?你戴上眼鏡看到的是真實還是脫下眼鏡看到的是真實?
我們的結論是,討論哪個是“真實”毫無意義。我們唯一能說的,是在某種觀察方式確定的前提下,它呈現出什麼樣子來。我們可以說,在我們運用肉眼的觀察方式下,馬呈現出白色。同樣我們也可以說,在戴上眼鏡的觀察方式下,馬呈現出紅色。色盲也可以聲稱,在他那種特殊構造的感光方式觀察下,馬是紅色。至於馬“本來”是什麼色,完全沒有意義。甚至我們可以說,馬“本來的顏色”是子虛烏有的。我們大多數人說馬是白色,隻不過我們大多數人采用了一種類似的觀察方式罷了,這並不指向一種終極真理。
電子也是一樣。電子是粒子還是波?那要看你怎麼觀察它。如果采用康普頓效應的觀察方式,那麼它無疑是個粒子;要是用雙縫來觀察,那麼它無疑是個波。它本來到底是個粒子還是波呢?又來了,沒有什麼“本來”,所有的屬性都是同觀察聯係在一起的,讓“本來”見鬼去吧。
但是,一旦觀察方式確定了,電子就要選擇一種表現形式,它得作為一個波或者粒子出現,而不能再曖昧地混雜在一起。這就像我們可憐的馬,不管誰用什麼方式觀察,它隻能在某一時刻展現出一種顏色。從來沒有人有過這樣奇妙的體驗:這匹馬同時又是白色,又是紅色。波和粒子在同一時刻是互斥的,但它們卻在一個更高的層次上統一在一起,作為電子的兩麵被納入一個整體概念中。這就是玻爾的“互補原理”(plementary Principle),它連同波恩的概率解釋,海森堡的不確定性,三者共同構成了量子論“哥本哈根解釋”的核心,至今仍然深刻地影響著我們對於整個宇宙的終極認識。
“第三次波粒戰爭”便以這樣一種戲劇化的方式收場。而量子世界的這種奇妙結合,就是大名鼎鼎的“波粒二象性”。
三百年硝煙散盡,波和粒子以這樣一種奇怪的方式達成了妥協:兩者原來是不可分割的一個整體。就像漫畫中教皇善與惡的兩麵,雖然在每個確定的時刻,隻有一麵能夠體現出來,但它們確實集中在一個人的身上。波和粒子是一對孿生兄弟,它們如此苦苦爭鬥,卻原來是演出了一場物理學中的絕代雙驕故事,這教人拍案驚奇,唏噓不已。
我們再回到上一章的最後,重溫一下波和粒子在雙縫前遇到的困境:電子選擇左邊的狹縫,還是右邊的狹縫呢?現在我們知道,假如我們采用任其自然的觀測方式,讓它不受幹擾地在空間中傳播,這時候,電子波動的一麵就占了上風。它於是以某種方式同時穿過了兩道狹縫,自身與自身發生幹涉,其波函數ψ按照嚴格的幹涉圖形花樣發展。但是,當它撞上感應屏的一刹那,觀測方式發生了變化!電子突然和某種實物產生了交互作用——我們現在在試圖探測電子的實際位置了!於是突然間,粒子性接管了一切,這個電子凝聚成一點,按照ψ的概率隨機地出現在屏幕的某個地方。