我先用佛教偈語說明二者的區別:
我們能夠直接感知的經典世界是“看山就是山,看水就是水”;量子世界在人類的間接感知中則是“看山才是山,看水才是水”。
各位網友先仔細揣摩一下,或許能準確理解這兩句話的意思。形象類比的說法可以是這樣“無論我們看或不看,月亮就在那兒,就是那樣;而我們觀測電子等微觀粒子,只有我們看它的時候,它才在那兒,才是那樣!”
可以看到,經典世界是不依賴於我們的觀測存在的,這奠定了唯物主義客觀實在性的基礎。但量子現象卻是依賴於觀測者的觀測手段才能呈現的,某些手段讓我們以為它是粒子,而另外一些手段則讓我們認為它是波。這就是所謂的量子“波粒二象性”,共為一體卻又互相排斥。
作為普通人,我們所具有的經典世界的常識往往成為我們認知理解量子世界的“認知慣性障礙”,這在佛教智慧中稱作“知見障”。
“知見障”無處不在,人們在經典世界內部都經常犯這樣的錯誤,比如伽利略的比薩斜塔自由落體實驗就打破了延續兩千年的亞里士多德式的知見障。作為超出經典世界認知的相對論世界和量子世界,“知見障”可以說是極其頑固的阻礙人們正確認知新世界的巨大障礙。
取代了伽利略變換的洛倫茲變換導致的相對論世界的“看山不似山、看水不似水”就讓很多人難以容忍相對論世界的反常識現象,量子世界更是抽掉了幾乎所有人類從經典世界認知中獲得的常識。
比如經典世界中一輛車從北京到長沙,雖然可用的道路有很多條,但我們只需要計算車輛實際經過的那一條就可以了;把車換成一個電子,我們卻要計算所有從北京到長沙的途徑,因為電子同時經歷了所有途徑!
這是假的吧?這不是胡說八道嗎?一顆電子怎麼能同時出現在所有途徑上?這些疑惑就是經典常識給我們造成的知見障,阻礙了我們對量子世界的真正認識。更有很多人包括科學家在內歡呼“唯心主義哲學”的勝利,“看山才是山、看水才是水”不正是唯心主義哲學的基本原理嗎?
這裡不是哲學立場大討論,所以哲學問題先放到一邊。我們先解決一個疑惑:既然經典世界在最基本的層面是由量子世界決定的(畢竟我們能夠感知的世界都是由基本的費米子和玻色子相互作用而成),為什麼我們在對兩個世界的感知上會呈現幾乎全面的對立?
其實這是個思維方法問題。經典世界給我們提供了兩種思維方法:存在思維和過程思維。人類以視覺為主的感知能力天然親近存在思維,畢竟我們能直接看到一個個實體。人們當然能夠感知到事物的變化,但對變化的理解顯然更抽象一些,而且扔不掉“實體”這個包袱,這就是典型的“知見障”。
現代科學和哲學早已經走到了以“過程思維”為主的層次,跟廣大民眾的認知層次就出現了明顯的落差。所以理解量子力學這些現代科學,就首先要建立“過程思維”。
那麼什麼是“過程”,跟“存在”有什麼本質不同?
過程思維的核心是“存在只是表象,是部分過程暫時性的集合;萬事萬物都在運動變化中,各種因素的相互關係決定了存在的形式”。
所以我們能夠直接感知的表象化的經典世界只是某些因素的相互作用生成的暫時穩定的客觀存在,這些客觀存在隸屬於由相互作用所決定的變化過程中的一部分。
很難理解這樣的語言是不是?
不用怕,我們來做個類比。
液晶電視上顯現的影像就類似於我們對經典世界能夠直接感知到的存在,如果我們細緻分析影像的構成,就能夠得出影像是螢幕上的畫素點暫時(動態)組合的結果,我們可以把畫素點類比於細胞、分子乃至組成物質最基本的費米子。這可以等同於我們認知的“粒子性”,每一個畫素就是一個基本粒子。
我們繼續深入分析,就會發現每個畫素要表現特定的性質,比如呈現出人的面板特徵或者是植被葉子的特徵,就必須被能量激發而表現出某種性質,沒有激發他的能量,他就什麼都不是。
你們看,這是不是就是“電子被我們觀測,它才是電子”?所以我們今天對量子現象的理解就是“特定粒子就是某種特定形式的能量激發態”。弦理論就是這樣的認知基礎:能量引起弦的特定形式的震動就在我們的觀測中形成不同的粒子。
回到螢幕畫素點,成為能夠被感知的存在必然是能量激發的結果,而繼續深究激發它的能量,就必然要遇到“波”這種存在,“波”就是能量運動的方式,或者扣住話題說,“波”就是某種作用的過程。研究到這個層次,我們就能明白,被能量激發的畫素這種存在其實只是更深層次上特定相互作用過程的表面現象。“相互作用過程”才是更本質的東西。
科學家們對量子世界的思考,正在從“粒子”這樣的表象深入到“相互作用過程”的層次。經典世界絕大部分的存在和變化都是電磁相互作用的表象,從原子、分子直到高山、海浪、生命過程莫不如此;質子、中子、介子這些存在莫不是強相互作用的表象,中微子和說不清的暗物質都是弱相互作用的表象。當然多數表象往往是多種相互作用過程的綜合表現,比如所有星體都是引力作用和電磁作用共同作用的結果。
即便是真空,也不是真的一無所有,能量同樣在其中一刻不停地漲落。光芒可以橫穿上百億光年的宇宙,正是充斥其中的希格斯場引發弱相互作用對稱破缺造成的。正是各種可感知的和未知的相互作用編織成了整個宇宙的存在。
所以我們對經典世界認知形成的常識,只是對世界表象的認知,它跟我們對量子世界認知的衝突,反映的正是這個世界更深層次的本質。
今天物理學前沿正在觸控到本源性的東西,在這個前沿,所謂的基本粒子仍然只能算是“表象”,他們背後大量的相互作用原理還有待科學家們去挖掘發現。