物理學之「道」:西方量子物理與東方古代哲學

2020-12-05 量子認知

乍聽起來,西方量子物理怎麼與東方古代哲學掛上鉤了呢?這兩者看起來毫不相關。西方量子物理,是指100多年前由西方物理學家,如愛因斯坦、玻爾、薛丁格、海森堡、與其它物理學家們等所創立的量子理論。東方古代哲學是關於對古代東方,特別是中國、印度等古代宗教思想哲學的統稱。

有一本書,名為:《物理學之「道」》。這本書1975年出版,作者卡普拉(Fritjof Capra)、奧地利出生的美國物理學家,現著有6本廣為流傳的科學書籍。

該書對西方量子物理與對西方來說往往神秘的東方古代哲學,特別是道教、佛教、印度教的的重要思想哲學,予以了系統對比探討。該書最初由一小出版商出版,35年來通過口口相傳,成為了在西方與國際公眾中廣受歡迎的暢銷書,現被美國一家大出版商買斷,已以23種語言出版,至今再版達43版之多,包括中文4個版本。

為什麼此書在西方與國際上如此火爆?這得從西方量子物理、東方古代哲學、及其奧妙關係說起(由於題材較寬,雖想儘量簡單解釋,文章還是有點長,耐心看)。

量子力學是20世紀最傑出科學之一。直到1900年代,牛頓經典定律一直主導著對物理的認知。後來,在很大程度上被愛因斯坦的相對論「升級」了,從而一起可以令人滿意地解釋幾乎所觀察到的物理現象,這個經典理論構成了整個物理學的基石。

但在一百多年前,物理學家發現微觀粒子的行為與經典物理學的預測背道而馳,為此制定了量子力學的新理論,可以很好地預測微觀的行為。

可是很快發現,面對這個新理論的同時,也碰到一些怪異的預測。如,電子能穿隧過壁、粒子於兩地同時存在、粒子相互糾纏、其信息交換比光還快,等。

熟悉的經典現實被似乎瘋狂得難以置信的真實圖景所打亂,它解釋了許多經典理論感到無能為力的實驗觀察。科學家既興奮又困惑、面臨這樣一個困境:是否需要相信一個違反直覺然而起作用的新理論,放棄有直覺然而無效的經典理論?

科學家發現,所看到的世界,不再是真實世界本身,而是我們意識的投射。在悠久而神秘的東方思想哲學裡,許多西方量子物理學家在其中發現了某些迴響及其共通性元素,從精神上感到共鳴:這個新理論好像不是空穴來風。

一個陌生的世界

量子物理學通過光的幾項違反直覺的發現而形成。麥克斯韋在1865年證明,可將光視為電磁波。愛因斯坦1905年發表有關光電效應的論文,提出光是由稱為光子的微粒組成。德布羅意在1924年統一此觀點,提出所有物質都表現出波的行為。這個被稱為波粒二象性的命題打開了潘多拉魔盒,挑戰了現實的本質。

經典物理學說微觀粒子是具有離散形態的物質,量子物理學卻用與我們的感覺完全無關的東西替代了這樣的圖景:電子不位於一個地方,而位於概率的雲霧之中;如想觀察電子,在密集雲霧中比在稀疏雲霧中更有可能找到它。

這種電子云霧在數學上由波函數來描述,這個波函數的方程成為了量子物理的核心,控制波函數隨時間的演化。薛丁格於1926年發現了它,故名薛丁格方程。薛丁格聲稱,這個方程可用於描繪微觀與宏觀的現象,包括人的生命。

問題是,諸如樹木和人體之類的宏觀對象,也是由微觀粒子組成,理應像波一樣,然而這不是我們所經驗的。那麼,是什麼時候宏觀觀察到的現象才終止了如微觀的波一樣的表現呢?令人驚訝的是,這發生在我們觀察到它的時候。

哥本哈根解釋說,觀察物體會導致其失去量子性質,坍縮為宏觀形式。這種坍縮意味著只有我們觀察看到時現實才存在,觀察者不僅觀察了現實,還改變了現實。

如果讓現實任其自然,則將一直保持波性,直到有人觀察到為止。愛因斯坦難以認可這樣的觀點,他問朋友:「你相信只有當我看著月亮時,月亮才存在嗎?」

東方哲學的主觀現實

東方哲學是數千年來流傳下來的思想,注重的是:現實、思想和自我的本質。下面我們著重介紹薛丁格與東方哲學的關係。

薛丁格是於1918年通過著名德國哲學家叔本華首次接觸到東方哲學。叔本華對東方哲學頗有研究,特別是印度教的奧義書。他宣稱:「在整個世界上,沒有像奧義書那麼有益和如此崇高的學問。它一直是我一生的慰藉、也將是我死後的慰藉。」奧義書系古印度一類哲學文獻的總稱。

薛丁格深受叔本華的感染,甚至將他的愛狗取個梵名:Atman,通常在他演講結束時會以梵語:「Atman = Brahman」作為結尾,並自豪地稱此為:「薛丁格第二方程」。Atman(阿特曼),梵語:意為自我的心靈;Brahman(布拉曼),音譯為婆羅門,梵語:意為宇宙的終極實在。方程:Atman = Brahman,意即為:自我的心靈 = 宇宙的終極實在。

東方哲學將觀察者和被觀察者視為同一類體。薛丁格在1944年出版的《生命是什麼?》一書中,提出一種獨特的思想。如果世界確實是由我們的觀察行為創造的,那麼應該有數十億個這樣的世界,每個人是一個世界。你的世界和我的世界怎麼會一樣呢?如果我的世界發生了某些事情,你的世界也發生了嗎?是什麼導致所有這些世界彼此同步呢?

他再次在東方哲學中找到了答案。他寫道:「顯然只有一種選擇,那就是思想或意識的統一。它們的多樣性是顯而易見的,實際上只是一種思想。「 「……只有一件事,看起來似乎是多樣性的東西,只是這件事的一系列不同方面,......在鏡子裡產生了同樣的錯覺,猶如高裡桑卡峰和珠穆朗瑪峰,從不同的山谷看起來會一樣的高。」

薛丁格的「多樣性」

東方古代哲學描述了現實如何從意識中產生,意識不能在我們體內作為物質或器官被發現。由於無法定位或解釋這種身-心互動,因此只能有一種看似簡單的選擇:意識或現實不存在。現代科學的大都傾向於這樣的唯物主義觀點,意識是我們大腦中發生的神經化學過程的產品,意識取決於這些過程,沒有這些過程,意識就無法存在。

另一方面,東方古代哲學也堅持唯心主義的觀點,意識本身存在,而物質世界依賴於它,不存在獨立於觀察者的客觀現實。薛丁格贊同這一觀點,並批判反對這一觀點的西方思想觀:「必須說,西方思想學說沒有什麼吸引力、令人討厭、可以說是幻想、不科學。好吧,這是因為我們的科學——希臘科學,是建立在客觀基礎上的,因此它脫離了對認知主題和思想的充分理解。」

他寫道,「身心問題是我們對大腦作用於物質、或反之亦然,的徒勞無益的追求……物質世界的建立只是以將自我心靈帶離現實為代價,即排除它、心不在其中;因此,顯然,它既不能作用於它,也不能被它的任何部分所作用。」

物理學家和東方哲學

薛丁格對東方哲學情有獨鍾,常與許多同事對此討論,並將其融入自己的人生。在他墓碑上的墓志銘上這樣寫著:「……所以,眾生是一個唯一的眾生。有人去世仍然如此;告訴您,他並沒有停止存在。」(「… So all Being is an one and only Being; And that it continues to be when someone dies; tells you, that he did not cease to be.」)

薛丁格並不是被東方古代哲學所影響的唯一西方量子物理學家。波爾有一句著名的口頭禪:「我問奧義書去。」(「I go to the Upanishad to ask questions.」)海森堡在與印度著名學者泰戈爾會見時表示:「印度哲學思想的介紹給自己帶來了極大的安慰。」海森堡對東方哲學與量子物理之間的關係一直抱有極大興趣,以至於曾獲得「佛陀」的綽號。

愛因斯坦對於佛教如是說,「佛教具有對宇宙未來的期望特徵:它超越了神、避免了教條和神學; 它涵蓋了自然和精神; 基於一種宗教意識,這種意識源自對自然和精神的萬物的體驗,是一種有意義的統一。」「如果有任何宗教能夠應付現代科學的需求,那就是佛教。」

著名量子物理學家維格納晚年熱衷研究佛學,希望能找到某種答案,1961年發表了題為「量子身-心問題」的論文,認為在量子物理學中人的意識起到了非極為重要的作用,他的這篇論文與馮諾曼的觀點構成了維格納/馮諾曼的量子力學的一種哲學詮釋。

量子物理學家惠勒認為:人們已感覺到東方思想家所認知到的一切,如果我們能夠把他們的答案翻譯成我們的語言,我們會得出所有問題的答案。

許多像彭羅斯、費希爾等這樣當代傑出的物理學家,將人的意識解釋為量子物理現象的延伸,並提出量子意識、量子心靈、量子認知等假說。

西方物理學家從東方哲學的基於觀察和推理的現實和宇宙概念,找到了精神上的共同點與心理上的慰藉。薛丁格指出,現代科學代表了人類思想的頂峰,他之所以尋求東方哲學不是要取代科學,而是要受到啟發。他知道,將這樣兩種不同的思想體系結合在一起實在不容易。

西方量子力學與東方古代哲學具體將是什麼樣的聯繫?量子物理有太多的奧妙還需要揭秘,量子力學與東方哲學的具體關係自然也就是個謎。

有關量子物理與東方哲學的關係問題的爭論,直到今天依然存在。有人一聽到這種關係問題,言必稱是「偽科學」,這既否定量子力學、又否定了我們自己的東方哲學。

也許,有朝一日,量子物理的眾多謎團被揭開之日,也就是量子力學與東方哲學的關係得到認知之時。

參考:Fritjof Capra,"The Tao of Physics: An Exploration of the Parallels Between Modern Physics and Eastern Mysticism".

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