同感,找一个好中医太难了。我知道de好一点的中医都是父子相传的,不是纯粹中医学院学出来的。感觉中医适合学徒制,临床经验积累。现在的大学体制不行。
对于啥都不懂,一味相信“科学”的科学教徒们,真的没法跟他们对话。他们以为心中的“科学”是唯一正确的了解世界的方式,殊不知他们的“科学”的基础是多么空虚。真正严肃的对这个世界有兴趣的的人请阅读以下文章,看看严肃的科学家们对于“大多数人理解中的科学”已经有多么怀疑。只对抬杠感兴趣的人,就请免了。
3篇文章,一篇比一篇生涩。
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物理学的革命: 宇宙只是幻象
一个世纪以来,物理学家们一直在思考这个问题:支配着无限小的规律似乎难以理
解。然而,如果我们承认量子现实只是一种错觉的话,那么一切就清楚了!这一认识将
掀起一场全面的革命。
“我们应该修改物理学教材了!”2005年8月,在德国康斯坦茨湖畔一所大学的最
高建筑的顶楼,美国物理学家克里斯托弗·福熙(Christopher Fuch)用这样一个大
胆的提议作为其组织的系列研讨会的开场白。康斯坦茨大学出资邀请了50多位美国、加
拿大、英国以及意大利、法国和澳大利亚的理论学家和哲学家来参加这一为期一周的会
议。他们都是微观物质运动规律研究领域的顶尖专家。其中的一些学者极具威望,但他
们也毫不犹豫的推翻了自己曾经持有的观点。作为门外汉,我们无法深入理解研讨会期
间专家们彻夜争论的深奥的数学问题。不过,他们讨论都是围绕着这样一个观点展开的
:物理学为我们描绘的世界也许并不是真实的物质世界,而很可能只是一个巨大的幻象!
这让我们一下子坠入了云雾之中。在我们一贯的观念中,物理学的目的,正如字典
里所清晰定义的那样,不就是“研究物质的属性”吗?物理学家们的确是通过对如同康
斯坦茨湖畔的石头一般真实存在的物体的考察和研究,才得以提出了现有的物理学理论
。那么凭什么说物理学描绘的只是一个幻象呢?很简单,这是因为物理学家们在抽丝剥
茧般梳理“客观现实”这块织物的“纤维”时,令其支离破碎了。而物理学的本义,也
因此突然变得支离破碎了。
这种观点最早是在20世纪初提出的,当时物理学家们刚刚能够深入探寻我们这个物
质世界的奥妙。他们为自己的发现感到惊奇。在此之前,人们已经习惯性的认为,物体
要么是波动,就像海面上荡漾的波浪;要么是在时空中运动着的粒子,就像绿色球台上
滚动着的台球。然而,物理学家们进行了更加深入的考察,他们发现光、原子或电子的
运动似乎并非如此。比如,在某些条件下,通常被看作波动的光却会像粒子一样的运动
;同样,通常被当作粒子的电子有时则会像波一样运动!
还物理学一个真相
短短几年间,理论学家们在创造概念方面作出了史无前例的努力,他们以纯经验论
的方式渐渐构造起了一个数学大厦,用以描绘那种种“令人难以置信”的物质运动。就
这样,量子力学在1925年正式诞生了,从此不可动摇。但是,要承认量子力学,就意味
着必须抛弃海浪和台球,而承认物体——包括电子、原子、分子以至石头——都是由一
个极其复杂的代数概念(即“希尔伯特Hilbert空间的态矢量”)组成的。这也意味着
还必须接受一套支配物体演化的新规则,使物体之间能以超越空间和时间的方式发生联
系,并同时具有几种不同的态,而当人们对它们进行观察时又会根据某些非常精确的概
率法则任意缩减为一个单一态。物理学家们不得不接受这些如此“离奇”的概念。因为
,据说,这个奇异的量子世界正是我们所处的世界这一理论从来没有受到怀疑;而且这
一理论确实也曾成功的预言了各种化学元素的属性、激光和电子芯片的特性、DNA的稳
定性甚至核反应的“爆炸性”。尽管康斯坦茨湖中的鹅卵石看起来似乎并未表现出这些
奇异的特性(这些特性只在微观系统能够观察到),但量子力学的使命的确就是描述围
绕在我们身边以及构成我们的物质的内部运动。
而在这里,我们显然看到了一个大问题!量子力学作为物理学领域中描述物质最深
刻的理论,为什么它距离我们的传统观念如此遥远?为什么这一学说最基本的理论都如
此难以理解?现实真的是如此超出我们的想象吗?30年来,每年都要举行一些大型的国
际学术研讨会,目的是通过对目前掌握的十几条线索进行分析,再现能与当代物理学研
究数据相一致的真实世界的面貌。然而问题的关键在于,每一种对于世界的“现实的”
诠释看上去都那么超现实!最著名的一种诠释是1957 年美国物理学家休·艾福雷特(
Hugh Everett)提出的:针对“为什么量子物体能同时具备多态,但在人们对其加以
测量时又缩减为单一态”这一问题,艾福雷特解释说,其他所有的态确实存在,只不过
它们存在于平行世界中。
而在克里斯托弗·福熙看来,这些研究工作都误入了歧途:“我们的任务并不是要
为了证明量子理论的意义,而是去额外的制造更多的结构、更多的定义和更多像科幻一
般的假设。我们的任务恰恰是要将这一切统统抛弃、重新从零开始。然而,要做到这一
点,我认为就必须把目光投向量子信息学理论的著作、技术和含义。 ”
一片肥沃的土壤
信息:是的!信息在这里意味着什么?这个概念难以准确定义,但大家从直觉上都
知道它到底是怎么一回事:在信息学上,信息就是对能够被按照0和1二进制数进行编码
的事件的认知要素。乍一看来,它与量子力学好像没什么关系。不过,在20世纪80年代
中期,物理学家们发现,量子法则使人们可以用一种全新的方式处理信息。量子法则实
现了两个物体之间的长程关联,这实际上可以被看成一种新的联系渠道,使得人们能够
实现信息在两地之间的遥距传输、保障机密信息的安全或同时进行大规模的并行计算。
在这些美好前景的吸引下,理论学家和实验学家们便创立了一套新的语言,开拓了物理
学的一片充满了活力的新领域——“量子信息学”。
然而惊喜并不止这些。从20世纪80年代末开始,出现了这样一种思考:既然我们可
以用量子力学来处理信息,那么可不可以反过来,用信息去理解量子力学呢?可不可以
不把量子信息学当作量子力学理论的一种运用,而将其视为这一理论的基础呢?这正是
科学家们在康斯坦茨大学会议上争论的核心问题:量子力学所揭示的到底是物体本身还
是我们所知的关于物体的信息?也许“希尔伯特空间态矢量”所表现的并非光子、分子
或石头这些物体本身,而是我们所拥有的关于这些物体的信息。如果确实如此,那不蒂
于对物理学理论的一个彻底颠覆!
粗看之下,这一观点似乎没什么特别,甚至还有些落后:显然,我们只能通过我们
贫乏可怜的感知能力获得的信息去了解这个世界:从德莫可立特到康德,哲学家们早就
告诉过我们,有一块看不到扯不破的纱幕将我们和现实世界隔开。但如果进一步参考尼
尔斯·玻尔、埃尔温·薛定谔以及沃尔夫冈·泡利等现代物理学奠基者的思想,我们就
会发现这一观点极其适合诠释量子力学。这是因为,信息具有与物质完全不同的属性:
与鹅卵石相反,信息没有空间和时间的位置,因而我们可以任意的复制它、分享它、总
结它、删除它。那些离奇的量子现象,我们一直以为它们是物质的属性;但如果我们从
信息的角度对这些现象逐一加以重新考察,就会发现它们再正常不过了。
比如,为什么一个系统能同时存在于好几种状态之中?很简单,这是因为我们已
知的信息尚不足以准确的告诉我们它到底处于何种状态。为什么对该系统进行测量,就
能使其一下子缩减为单一态?这是因为这种测量使我们获得了新的信息,加深了对该系
统的认识。为什么两个系统之间可以发生超时空的关联?这是因为这两个系统之间存在
着共同点,我们从一个系统获得的信息可以立刻让我们了解另一个系统。量子世界里为
什么会有偶然的存在?这是因为我们缺乏必要的信息,无法对一些问题作出回答,所以
不得不将其划归偶然的范畴。为什么能量不是连续的而是量子化的?这是因为它和信息
本身的量子化是对称的,量子化的信息缩减为一些二进制的答案:是或否、0或1。简而
言之,正如奥地利物理学家安东·柴林格在几年前曾解释过的那样:“如果我们遵循这
样一个原则:即量子力学的基础概念就是信息,那么我们就能够很自然的理解量子现象
。”这样一来,量子现象就变得合乎我们的常识了。
两年来,这一思想不断的得到充分的发展。在那些聚集在康斯坦茨大学的物理学家
们看来,现在已经到了从定律层面上用对量子力学的这种新解释来“改写物理学教材”
的时候了。现在的目的,不再是对量子理论加以诠释,而是要重新创立量子理论;不再
是被动的接受20世纪初物理学界以经验论方式拼凑出来的那些法则,而是要证明这些法
则都是与信息获取、信息表达及信息传播相关并受到这些条件限制而得出的结果。这个
领域是一片极其肥沃的土壤!杰弗里·巴伯、阿列克谢·格兰邦、吕希安·哈代和克里
斯托弗·福熙认为,在我们这个世界中,信息是受到某些限制的。他们努力尝试搞清楚
什么样的理论是不描述现实的本来面貌而是描述我们对现实信息的获取的。结果,他们
的答案都指向量子理论!他们四人的研究似乎十分令人困惑,其实非常深刻非常理性,
值得我们加以特别关注。他们的出发点各不相同:有的认为,信息是主观的,取决于提
问的人;也有的认为,信息是客观的,就像是一种新的实体,不受观察者的主观因素影
响。但他们都同意这样一点:从信息的概念出发,很容易导出量子理论。这恰恰说明,
量子力学并不是一种描述波、粒子或场的运动属性的现实理论,而是一种描述信息属性
的理论。
幕后的世界
这完全推翻了我们对真实世界的观点。因为,这说明,我们原来所认为的真实世界
,可能仅仅是我们的看法而已。这种情况,就好像是一个仅仅通过电脑屏幕来了解外部
世界的人一样:他决不能因此断定,外部世界就是他电脑屏幕上的象素!克里斯托弗·
福熙认为,我们必须把信息和世界区分开来。我们必须将资料中属于电脑屏幕的因素去
掉,这样才能保证剩下的资料反映的是世界的本来面貌。“通过蒸馏净化而保留下来的
部分——相对于整套理论来说,它也许非常微小——才是量子力学试图向我们揭示的自
然的本来面貌。”他补充到。同时他强调,现在要知道这种“蒸馏净化了的真实”到底
是什么样的,为时尚早。
杰弗里·巴伯的看法则恰恰相反:“关键问题并不在于思考信息指涉的内容是什么
。比如,你想把一条消息从你的电脑发到我的电脑中来,那么这条消息包含什么内容并
不重要:也许是一幅图片,也许是一篇法语文章,抑或是一篇中文的小说。重要的是,
对该消息进行压缩、传送和解码,而不必在乎它反映的是什么。描述信息的交换,在我
看来,这才是基础物理学全新而唯一的任务。”
阿列克谢·格兰邦的立场看起来更为极端。他认为物理学根本不应该继续关注现实
——那隐藏在屏幕背后的现实。因为既然我们必须通过屏幕去了解现实世界,那么奢谈
幕后的现实又有何意义?“有关真实的存在的问题是物理学家们的一种信仰。然而科学
并不取决于信仰,”他语气坚定的说,“物理学的任务就在于对事务进行描述,而不在
于求证其描述的事务的真实性,也不必去管这种真实性是否存在。”
尽管有人指责他们不承认自我以外的任何真实,是陷入了一种唯心论唯我论的泥沼
;也有人指责他们把理论仅仅当成行动的工具,是坠入了工具主义的迷途,但这100余
位宣布要推翻传统物理学的物理学家们还是引起了科学界的反响。巴黎科学技术历史和
哲学研究所的基多·巴恰加卢皮说:“虽然这些研究工作清楚的表明,信息的某些特性
可以将我们直接导向量子结构,但目前看来,这些特性都还不具有决定意义。因为他们
所使用的某些数学假设仍然缺乏确定性。”巴黎综合技术学院认识论研究中心的米歇尔
·让波尔则为“这曾经在20世纪70年代主宰物理学的现实主义浪潮的再次涨潮”而感到
欣喜,他说:“这些研究工作证明和实践了埃玛纽尔·康德首倡的超验论推论:即只有
从认知局限的形式出发,才能实现认知。”
无论如何,这一观点目前尚不成熟。因为,即使我们原本以为的真实完全是或部分
是一种幻象,那还必须要解释,为什么真实会具有这样一种表象而不是别的表象。因此
在信息的基本概念上重新建构时间、空间乃至物质的概念,将是这一全新的物理学艰巨
的任务。
通向量子引力学?
这些物理学家们用爱因斯坦在1905年至1915年间完成的事业为例激励自己。起初,
爱因斯坦这位年轻的天才为了建立自己的狭义新相对论而对那些高深玄妙的经验方程(
洛伦兹方程)进行了重新诠释。两年后,他在此基础上又创立了广义相对论,成了物理
学的一根支柱。广义相对论描述的是空间和时间的对称以及万有引力。然而,就像克里
斯托弗·福熙所强调的那样:“很难想象一个人——即便他是爱因斯坦——能够实现从
洛伦兹变换这样一个抽象结构到广义相对论的直接飞跃。”
爱因斯坦创立相对论是一个充满吸引力的记录:对于量子力学的重新诠释会不会在
将来的某一天超越这一记录?信息的概念能否协调量子力学与相对论的矛盾,并最终实
现朝向“量子引力理论”的飞跃?这可是物理学家们的最高梦想。吕希安·哈代已经走
上这条道路。他在康斯坦茨大学首次介绍了他的“通往量子引力学的新途径”。如果他
能够坚持到底,那将是对这一观点的真正的确认。尽管这必将会让物理学家们头痛不已
,但物理学教材将因此而彻底改变。
我们曾经以为的客观现实已经被打破,在这片废墟上渐渐诞生了一门“新物理学”
:这是一种以信息概念为出发点研究万物的学科。它雄心勃勃的想要重新定义时间、空
间和物质。它的最终目标,就是探索一个新的世界——我们的世界。
“欢迎来到世界的源头。”物理学家们孜孜不倦的研究着在微观层次上主宰着我们
世界的法则,他们为我们带来了这样一条令人晕眩的消息。他们承认,量子力学远远不
能描述物质的属性,它告诉我们的只是“信息”。结论就是:虽然我们一直以为只要伸
手出去就能触及到世界的真实基础,但就在我们伸出手去的那一瞬,这些真实的基础便
突然消失了,留在我们眼前的只是一种集体的幻觉、一种由我们自己的研究模式所造成
的伪迹。
这一切不由得让人联想到几年前由沃卓夫斯基兄弟编导的三部曲电影《黑客帝国》
(Matrix)。在这部影片中,无处不在的电脑程序控制了人类,让他们以为自己生活在
一个安详的世界之中,然而那个世界却是虚拟的。英国剑桥大学的数学家约翰·巴劳在
去年发表的一篇文章,就描绘了一个“仅仅比我们的文明先进一点点”的文明世界。在
那个文明世界中,人们“能够模拟星辰的升落和星系的形成;通过整合生物化学法则,
还能观察生命和意识的进化、见证不同文明的成长并与他们沟通;人们努力的进行研究
和探索,想要知道天空中是否存在着一个创造了他们的宇宙的凌驾于一切之上的超级程
序员。”简单的说,他提出了一种观点,即我们可能只是一个巨大的电子游戏里的虚拟
存在而已,这种观点并不荒谬。只不过,在目前看来,这种观点还谈不上是科学的,而
更多的是一种科学幻想,因为我们无法通过实验来证明或驳斥它。和《黑客帝国》中的
主人翁们相反,我们可没有什么红色药丸可以让我们穿透电脑屏幕!既然如此,那么构
建这样一个可能永远只是假设的“超宇宙”又有什么意义呢?
不过,几年来信息学的汹涌澎湃对物理学造成了巨大的冲击,这使一些人对该影片
剧本的立意产生了浓厚的兴趣。这是因为,如果我们能够恰当把握其表达的思想,就有
可能获益良多:我们完全没有必要像这些科幻作品中所描写的那样,为了寻求那超越表
象的真实或为了揭开某个虚无飘渺的“超级程序员”的真面目而无畏的耗费我们的精力
;相反,我们可以循着这一思路,重新定义我们与世界的物理关系,以便寻找一条与世
界和谐相处的途径。
我们应该记住这样一个道理,尽管这个道理好像是一句罗嗦的废话:我们只能通过
我们所掌握的关于现实世界的信息去了解这个现实世界。“信息是物质与抽象、真实与
理想之间的中介,”美国物理学家汉斯·克里斯蒂安·拜耶强调,“真实的物体,不管
是一个原子、一个DNA分子,还是一本书或一架钢琴,都是从信息这种奇特的可压缩的
实体中迸发出来的,而信息,在进行了一系列复杂的转换后产生了意义,扎根在我们的
大脑、我们的理智之中。”
19世纪的一场公开辩论
要想理解世界,物理学家们的客观性就首先是与信息密切相关的。物理学不只是一
种研究本质的本体论,它首先应该是一种方法论——它首先应该研究的是,我们是以什
么方式去了解我们所了解的东西,并且应该研究与我们的认知相关的局限。汉斯认为:
“如果我们能够理解信息的本质,并将其涵容于我们的物理世界模型之中,那将是我们
朝着真正理解客观现实这一目标迈出的第一步。”“一切皆源自信息?”(It from
Bit?)这是美国物理学家在1989年提出的一个口号,巧妙的归纳了物理学家们的雄心壮
志。也许我们周遭的一切真的只是一个由0和1构成的巨大漩涡的表现?也许我们真的应
该用纯信息学的术语去重新定义物理学的法则、重新定义空间、时间以及物质的概念?
这一思想看上去如此离奇,但其实,早在19世纪下半叶热力学奠基之时,就已经激起了
一场纷纷嚷嚷的公开辩论。热力学研究的是蒸气机内部的热流,当时建立这一学科的坚
实基础就是一些可测量的物理概念(比如能量、热、温度和熵),以及一些简单明确的
定律(比如能量守恒定律或熵增加原理),还有就是经过证明的能够提高机械效率的一
种有效系数。
热力学的例子
当时在物理学界一石激起千层浪的问题就是,这些主宰着宏观物质的法则与分子的
微观属性到底有何联系。奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼是第一个通过提倡方法论
的态度为解答这个问题扫清了障碍的人:他借助统计学研究,在1875年证明熵的概念—
—热力学的中心概念——能够被解释为对混乱程度的测量、对一个系统中每个分子位置
和速度等未知信息的量的测量。然而,正如苏格兰人詹姆士·麦克斯韦所强调的那样,
“混乱,和与其对应的秩序一样,并非物质本身的属性,而是取决于观察它们的人的精
神因素”。也许那些具有天赋的感知力、记忆力和计算能力的超人才有可能了解分子的
所有奥秘并为熵赋予一个虚空的值。这些物理学家可谓是信息时代先驱,他们不顾当时
那些现实主义定义的捍卫者的尖叫和惊呼,大胆的断言热力学概念是“与我们所认知的
外延相关的”,这些概念只存在于 “仅具有中等认知水平的人的头脑中,这些人能够
发现某些形式的能量,同时却忽略了其他形式的能量”。
这场辩论一直没有定论。几十年后,同样的“本体论”和“方法论”之争又随着量
子力学的诞生而展开了。在物质最深处发现的奇异性将物理学家们逼进了死胡同,他们
中的许多人早早的就预感到有必要换一个角度进行思考。不过,这要一直等到20世纪50
年代初洛德·香农提出信息数学理论以及20世纪80年代中期该理论与量子理论发生碰撞
之时,这种“信息学的态度”才渐渐成为了科学研究的一个计划。这个计划之所以如此
吸引人,是因为香农的理论和物理学都有一个共同的目的:最大限度的对信息进行压缩
。事实上,在香农看来,这种压缩是估算一条消息中所包含的信息量的唯一方法;而在
物理学家们眼中,这种压缩就要求我们要找到能够归纳尽可能多的现象的、具有足够普
遍性的法则和概念。尽管信息的概念依然很难定义,但今天新一代的物理学家们已经准
备好了要重新继承麦克斯韦和玻尔兹曼的渎圣的勇气。
“时间,就是无知”
只不过,如今,他们要用信息术语重新诠释的是物理学用来描述世界的所有概念:
空间、时间、物质、定律。要实现这个计划,就不可避免的要对爱因斯坦用来描述物质
、时间和空间之间关系的广义相对论进行重新诠释。进行这样的重新诠释,人们还没有
什么把握。最困难的并不是空间概念。传统上认为,空间一词指的是物体在其中运动的
几何环境。但在卡尔洛·罗维利看来,“空间就是关系”。这位任职于马赛地中海大学
的意大利理论学家证明了从基础的互动网络——即信息交换网络——出发,就能建构一
个拥有一切空间属性的实体。这就有点像是古代军人穿的锁子甲,凑近一些观察,就会
发现它并不是一个平面,而是交织在一起的许多小球。为了得出这一结论,罗维利运用
了源自“球体量子引力学”(这门正在兴起的学科的目的是将量子理论和相对论统一起
来)的一些方法。因此,一直被当作运动的范畴的空间,可以从信息学的角度,被重新
定义为无数数据本地传送的结果。
“至于时间。人们已经有了一些奇思妙想,不过仍然很模糊”,罗维利进一步解释
道。尽管如此,他还是和法国数学家阿兰·科纳一起,揭示出时间流并不存在于微观层
次,而是产生于宏观层次上我们的那种对信息进行压缩的必然需要。更确切的说,只有
忽略各种基本态之间的信息差别,我们才有可能观察到参数t,这个参数不隶属于任何
态,并且具有时间的所有特性。就像熵一样,如果戴上信息学的眼镜去考察时间这个概
念,就会发现它也取决于观察者的信息处理能力,它也是只存在于像我们这样“仅具有
中等认知水平的人的头脑中”。可能时间并不是一个用来标记事件进度的独立的流,而
是我们没有深入了解事件细节的能力的标志!年轻的俄罗斯哲学家阿列克谢·格兰邦在
其论文中也花了一部分篇幅来探讨这个问题,他就此提出了一句令人惊骇的格言:“时
间,就是无知。”
那么,对于物质和能量的概念又该如何重新诠释?目前,人们暂未找到任何明确的
途径。但是,就像阿列克谢·格兰邦锁强调的那样:“电子或原子,它们首先是一些词
语,是普通语言中的一些词汇;有了这些词,我们就可以不去考虑这些物体到底是由什
么构成的。”而在方法论的浩大计划中,就必须使用信息术语对这些词加以重新定义。
也许有一天,会有一种新的理论能够通过信息概念将量子力学和广义相对论统一起来,
到那时我们就能找到答案了。而这正是英国物理学家吕希安·哈代所接受的挑战,为此
他提出了一个全新的概念:“原因曲线”,也就是理解我们所具有的为涌入大脑的信息
提供逻辑解释的意愿。尽管目前我们还无法判断这种“通向量子引力学的新途径”是否
正确,但这种“原因曲线”可以被看作是那些方法论新概念的范型,它们的使命就是全
面主导物理学。在人类进入到“信息时代”的今天,物理学的目的不再只是描述世界的
本来面貌,而更多的应该是描述我们那被困在颅骨之中的大脑为了理解世界所进行的顽
强努力。物理学要作的,不再是通过方程式去对在时间和空间中运动的物质进行计算,
而是要以我们为了掌握数据浪潮而做的有限然而勇敢的努力为出发点,使这些概念显现
出来。说到底,物理学正在重新定义的,不仅是外部世界,而更多的是我们人类的境遇
。是的,从某种意义上说,我们的确是被关在一个类似《黑客帝国》所展示的虚拟世界
之中!但和影片所表现的不一样,这个世界并不是一个普普通通的电脑程序:在与这个
世界共处时,我们所得到的,就是我们自己对信息进行计算的结果。这个结果不仅不能
奴役我们,相反还能使得我们得到解放,防止我们被那汹涌澎湃于我们周围的信息巨浪
所淹没。而且,今天,新一代的物理学家们已经下定决心要解开这个结果的密码。
(本文发表于《新发现》杂志2005年12月号,标题是《世界真的存在吗?》
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缘起性空, 现代物理学步入禅境
朱清时
这篇文章是朱院长尽量用通俗易懂的语句所讲说,但应该仍然会有不少人会看不懂,
或应该多看几遍:)
朱清时院士 原中国科技大学校长
二十世纪是人类历史上一个有趣的时期,这个时期的人类一面尽情地享受着自然科
学创造的巨大物质财富:核能、镭射、电子技术,等等,一面却不了解甚至不接受它的
一些基本观念。其实这些观念有大量严谨的科学根据,不过真正懂得它们的人太少,因
此没有被人们重视和接受。
下面这则消息就说明了这种状况:
[中新网]北京8月19日消息:霍金在昨天的科普报告过程中只赢得了两三次掌声
,全场几乎没有会心的笑——他的理论太玄奥,以至于大多数来自北大、清华的学子都
说没太听懂。据北京晨报报导,昨天下午,北京国际会议中心排起数百米的长队。门口
有人私下兜售门票——最少500元一张。询问退票的人也不少,大家都期待着一睹霍金
风采。但两个小时的公众科普报告尚未结束,已有人提前退场——实在听不懂。
霍金这次讲的《宇宙的起源》,其基础是当代自然科学的最新成就—弦论。真正懂
得这个理论的人,都会产生一种强烈的敬畏、惊讶和震撼感。本文尝试用大家听得懂的
语言,大致解说一下弦论的主要概念,以期让读者体会些敬畏和震撼,并一窥宇宙的奥
秘。
我们从当代著名的哲学家施太格缪勒(Wolfgang Stegmuller)在《当代哲学主流
》[1]一书中写的一段名言开始。他写道:“未来世代的人们有一天会问:二十世纪
的失误是什么呢?对这个问题他们会回答说:在二十世纪,一方面唯物主义哲学(它把
物质说成是唯一真正的实在)不仅在世界上许多国家成为现行官方世界观的组成部分,
而且即使在西方哲学中,譬如在所谓身心讨论的范围内,也常常处于支配地位。但是另
一方面,恰恰是这个物质概念始终是使这个世纪的科学感到最困难、最难解决和最难理
解的概念。”这就是说,一方面以“唯物主义”为标记的哲学广为流行,而另一方面“
物质”究竟是什么?却又说不清。施太格缪勒正是在这里看到了“二十世纪的失误”[
2]。
你可能会问,究竟什么是物质?它为什么是科学感到最困难、最难解决和最难理解
的概念?
早在古希腊时代,原子论者就猜想,物质是构成宇宙的永恒的砖块,万物从它所出
,最后又复归于它,它不生不灭,不增不减,是世界过程绝对同—的起点和终点。物质
作为普遍的、不变的东西,必然是绝对的实体和基质。实体者,“实实在在”的客体之
谓也。物质及其性质必须独立于人类的意识而存在,是客观的实体。
后来,以牛顿力学为基础的经典物理学,继承了上述古代原子论的观点,把物质归
结为具有某些绝对不变属性的质点的集合。质点概念本来是对作整体运动的固体的一种
抽象,但它在液体、气体乃至热现象中的应用也获得了成功。对于所有这些能够具有机
械运动的物质形态,物理学称之为实物。在当时的自然哲学中.又称之为实体。把物质
归结为物体,进而把物质看成实体,这同品质在牛顿力学中的特殊地位和作用有关。牛
顿之所以把品质定义为“物质多少”的量度,就是因为在任何机械运动过程中,乃至在
化学反应中,品质始终如一。品质被理所当然地看成是物质本身所绝对固有的,被看成
物质不灭或实体不变原理的具体表现。
以牛顿力学为代表的经典物理学在十九世纪末所取得的巨大成功,使得认为物质是
绝对实体的唯物主义成了在二十世纪处于支配地位的哲学,正如前面引用的施太格缪勒
的名言所讲的。
然而,二十世纪爱因斯坦发明的相对论开始揭示出了物质的实体观的谬误。首先,
相对论证明品质与速度有关,同一个物体,相对于不同的参考系,其品质就有不同的值。
想像一个人在推一辆没有任何阻力的小板车,只要持续推它,速度就会越来越快,
但随着时间的推移,它的品质也越来越大,起初像车上堆满了木柴,然后好像是装着钢
铁,最后好像是装着一个地球……当小板车达到光速时,整个宇宙好像都装在了它上面
——它的品质达到无穷大。这时,无论施加多大力,它也不能运动得再快一些。
当物体运动接近光速时,不断地对物体施加能量,可物体速度的增加越来越难,那
施加的能量去哪儿了呢?其实能量并没有消失,而是转化为了品质。爱因斯坦在说明物
体的品质与能量之间的相互转化关系时,提出了著名的质能方程:能量等于品质乘以光
速的平方。不久后科学家们发现了核裂变和链式反应,把部分品质变成巨大能量释放出
来。现在知道原子弹的人,都相信品质可以转化成能量。
既然品质不再是不变的属性,那种认为品质是物质多少的量度的概念就失去了意义
。既然物质与能量是可以相互转化的,能量并非“实体”,物质也就不能再被看作是实
体。
与此同时,科学家对物质结构的认识也迅速深入发展。在本世纪30年代以前,经典
物理学一直认为:物质是由分子构成的,分子是由原子构成的。原子是组成物质的最小
“砖块”。1932年,科学家经过研究证实:原子是由电子、中子和质子组成的。以后,
科学家们把比原子核次一级的小粒子,如质子、中子等看作是物质微观结构的第三个层
次,统称为基本粒子。 1964年,美国物理学家马雷?盖尔曼大胆地提出新理论:质子
和中子并非是最基本的颗粒,它们是由一种更微小的东西——夸克构成的。为了寻找夸
克,全世界优秀的物理学家奋斗了20年,虽然一些实验现象证实了夸克的存在,然而单
个的夸克至今未找到,人们始终不识庐山真面目。对此,粒子学家们的解释是:夸克是
极不稳定的、寿命极短的粒子,它只能在束缚态内稳定存在,而不能单个存在。
不仅如此,迄今人们所知道的300多种基本粒子中,除少数寿命特别长的稳定粒子
(如光子、中微子、电子和质子)外,其他都是瞬息即逝的,也就是说,它们往往在诞
生的瞬间就已夭折。例如,通过弱相互作用衰变的粒子有 20余种。其中,π±介子的
寿命大致为2.6 ×10-8秒,即π±介子经过一亿分之一秒就衰变成了其他粒子。通过
电磁相互作用衰变的粒子共两种,它们的寿命就要短得多了。π0介子的寿命是 0.84
×10-16秒,η介子的寿命是3×10-19秒。比起π±介子来,它们的寿命竟分别要短8
~11个数量级。寿命最短的,则要算通过强相互作用衰变的“共振态粒子”(如Δ粒子
、Σ粒子等)。它们的伙伴特别多,占基本粒子家族成员的一半以上,共200多种。它
们的寿命之短达到了惊人的地步,以致于人们很难用确切的形容词来描述它们的衰变过
程;粒子物理学家即使利用最优的实验手段也已无法直接测量它们,而只能用间接的方
法推算出它们的寿命。它们只能生活一千万亿亿分之一秒左右,即寿命大致是10-28秒。
为什么绝大多数基本粒子都如此短命?如何理解我们的物质世界就是建立在这些瞬
息即逝的“砖块”上?在二十世纪的后期,物理学的一个前沿领域-弦论的发展又使我
们对物质的看法更进了一步。
什么是弦论呢?爱因斯坦在后半生中,一直在寻找统一场论,即一个能在单独的包
罗万象的数学框架下描写自然界所有力的理论。他渴望以前人从未成功达到过的清晰来
揭示宇宙活动的奥秘,由此而展示的自然界的动人美丽和优雅。爱因斯坦未能实现他的
梦,因为当时人们还不知道自然界的许多基本特征。但在他去世以后的半个世纪中,人
们已构筑起越来越完整的有关自然界的理论。如今,相当一部分物理学家相信他们终于
发现了一个框架,有可能把这些知识缝合成一个无缝的整体--一个单一的理论,一个
能描述一切现象的理论,这就是弦论。它正在实现当年爱因斯坦满怀热情追求的统一理
论的理想。
弦论可以用来描述引力和所有基本粒子。它的一个基本观点就是自然界的基本单元
,如电子、光子、中微子和夸克等等,看起来像粒子,实际上都是很小很小的一维弦的
不同振动模式。正如小提琴上的弦,弦理论中的宇宙弦(我们把弦论中的弦称作宇宙弦
,以免与普通的弦混淆)可以作某些模式的振动。每种振动模式都对应有特殊的共振频
率和波长。小提琴弦的一个共振频率对应于一个音阶,而宇宙弦的不同频率的振动对应
于不同的品质和能量。所有的基本粒子,如电子、光子、中微子和夸克等等,都是宇宙
弦的不同振动模式或振动激发态。每条宇宙弦的典型尺度约为长度的基本单位,即普朗
克长度(10-33厘米)。简言之,如果把宇宙看作是由宇宙弦组成的大海,那末基本粒
子就像是水中的泡沫,它们不断在产生,也不断在湮灭。我们现实的物质世界,其实是
宇宙弦演奏的一曲壮丽的交响乐(参见[3])!
有人会说,把物质世界看是宇宙弦演奏的一曲交响乐,不正是与物质的对立面-意
识有些相同了吗?是的。按照当前流行的观点,意识是完全基于物质基础(我们的脑)
而存在,但意识不是一种具体的物质实在,因为没有人在进行脑科手术时在颅骨内发现
过任何有形的“意识”的存在。我们都知道贝多芬的交响乐,可以用一套乐器把它们演
奏出来。但这套乐器本身并不是交响乐。意识是大脑演奏的交响乐。这个图像为理解“
心物一元”,即意识和物质的统一,开辟了新途径。
有人还可能说,无论宇宙弦多小,无论人们能否观察到它们,宇宙弦总归是客观实
在,它们是组成物质世界的基本单元,因此物质世界也应该是客观实在。此话不准确。
组成物质世界的基本单元是宇宙弦的各种可能的振动态,而不是宇宙弦自身,就像组成
交响乐的单本单元是乐器上发出的每一个音符,而不是乐器自身一样。
在弦论之前,物质的实在性体现在组成客观世界的砖块是上百种原子,这些原子都
是由质子、中子和电子等基本粒子组成。这些基本粒子都被当作是物质实体,都是组成
物质世界的“超级砖块”,因而可以把物质世界看作是物质实体。在弦论之中,情况发
生了根本变化。过去认为是组成客观世界的砖块的基本粒子,现在都是宇宙弦上的各种
“音符”。多种多样的物质世界,真的成了“一切有为法,如梦幻泡影,如露亦如电,
应作如是观。(《金刚经》)”物理学到此已进入了“自性本空” 的境界!
有人会想,天啊!物质都不是客观实在了,那么世界上还有什么东西是实在的吗?
回答是,有的。事物之间的关系就是实在的。我们根据二十世纪自然科学的进展,可以
用关系实在来取代绝对的物质实体,即主张事物不是孤立的、由固有质构成的实体,而
是多种潜在因素缘起、显现的结果。每一存有者都以他物为根据,是一系列潜在因素结
合生成的。“现象、实在和存有被限定在一组本质上不可分离的关系结构中”[4]。
哲学家们在论述“关系实在”时使用的哲学辞汇对你可能生涩难懂,我们还是用例
子来解说。
我们看见一束红光,这是一个事件,是一个“果 ”。这个果是由多种因缘聚合而
产生的。首先是光的波长值,借用哲学家们熟悉的语言,这是“第一类性质”,这类性
质还有如物体的广延性等,是物体自身内在所固有,它既不依赖于观察者,也不依赖它
物,也就是说,它是无对而自行确立的。我们把这些第一性质又称为“因”。其次,我
们还需要具备一些其他条作,如眼睛正好睁开,没有色盲,往正确方向看,以及眼与光
源之间无障碍物,等等。我们把这些条件称为“关系参量”,又称为“缘”。这些因缘
聚合产生了红光这个果。“ 红色”这类颜色性质是“第二类性质”,其存在至少部分
地依赖于观察者。“关系实在论”就是说,关系参量是不可消除的,没有它们,就不会
有“看见红光”这个果,因而是实在的。
再举一个更清楚的例子。要得到一颗苹果树, 首先要有一粒苹果的种子, 这是“因
”。但是单靠这粒种子也不会长成一颗苹果树,比如把种子放在仓库里,无论放多久也不
会长出树来,所以单有因是结不出果的。一定要将种子放在土壤中, 并且要有适当的水
分、阳光、温度、肥料等等的配合, 种子才会发芽长大, 最后长成一颗苹果树,结出苹
果来。这里的土壤、水分、阳光、温度、肥料等等, 就是“缘”。所以“因”一定要配
合适当的“缘”,在因缘和合之下,才能生出果来。
缘是许多的配合条件。 缘有好缘,也有不好的(“恶”)缘。因此即使是同样的种
子,结出的果也就很不相同了。比如, 把种子放进贫瘠的泥土里,或者施肥不够,苹果树
必然长得不大, 结出的苹果也不会好吃。 假如把种子放在肥沃的土壤中, 加上细心照
料, 结出的果实就会香甜好吃。由此可见, 同样的因遇到不同的缘,结出的果便会很不
相同。同时,由于缘是由很多条件配合而成的, 所以缘会不停地变化着。既然缘会影响
果,而缘又在那么多条件配合下产生作用, 假如某个条件改变了, 甚至消失了, 那么果
便可能不再存在。在苹果的例子中, 如果天旱缺水, 苹果树便会因之枯萎。所以当因缘
散尽之时,果就会灭。换句话说:“因缘和合而生, 因缘散尽而灭。”
有的读者可能已经发现, 以上这些关于苹果的文字,是转述潘宗光《佛教与人生》
[5]一书有关缘起法内容。所谓“关系”者,“缘”也,“关系实在论”其实与佛学缘
起说的基本思想一致。
总之,在二十一世纪开始的时候,以弦论为代表的物理学真正步入缘起性空的禅境了
。回头再看一下本文起头的那则消息,不难明白为何人们难以听懂霍金的那么生动的报
告,原因就是物质是实体的观念在人们的心中太执着了!
佛学认为物质世界的本质就是缘起性空。藏识海(又名如来海)是宇宙的本体。物
质世界的万事万物,都是风缘引起的海上波涛,换言之,物质世界就是风缘吹奏宇宙本体
产生的交响乐。
《入楞伽经》云:“譬如巨海浪。斯由猛风起。洪流鼓冥壑。无有断绝时。藏识
海常住。境界风所动。种种诸识浪。腾跃而转生。”
这句偈语说:譬如一个大海,风平浪静,澄然湛寂,当阵阵烈风吹来时,使平静的
大海,生起重重无尽的浪波,从此便如万壑怒号,天地晦冥,再没有停息澄清的时候了
。宇宙的本体-藏识海(如来藏)本是澄然湛寂,随缘常住而不变的。因内外境风的吹
荡,便使寂然清净的本体,随变为浪潮起伏,跟着生起前面七识的种种作用。由此波浪
互相撞击,奔腾澎湃,便转生一切境界,而无有止境了。如经文所说:“青赤种种色。
珂乳及石蜜。淡味众华果。日月与光明。非异非不异。海水起波浪。七识亦如是。心俱
和合生。”(转引自[6])。这句偈语说:须知世间种种色相,乃至如地下的矿物,
林中的植物,与天上的日月光华等等,追溯根源,也都是由如来藏识一体的变相。这些
物体和藏识,在本质上并非相异,可是当它们形成为万物之后,却不能说与心识的作用
是无异的了。譬如海水既然转变成为波浪,波浪的形式与作用,和整个的海水便不同了
;可是波浪的根本,还是由海水所转变而来的。由物的方面来说,万类的分齐差别(分
化和归类)也都是从此一体所化生。由心的方面来说,七种识的分别作用,也都是由如
来藏识所转生。又因心与物的和合,发生世间种种事情,于是本来澄清的识海,便永无
宁日了。(按:青赤等种种物色,是指眼根色尘的对象。珂佩是指耳根声尘的对象。乳
及石蜜,是指鼻根香尘的对象。淡味众华果,是指舌根味尘的对象。日月与光明,是指
身根触尘的对象。)
这里海水与波浪的关系,正是弦与音乐的关系。它们也正是物质世界与宇宙本体的
关系。当我弄懂了这个道理的时候,心里充满了敬畏和震撼。读到这里,你可能感到:
“科学家千辛万苦爬到山顶时,佛学大师已经在此等候多时了!”
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维克多·曼斯菲尔德
Education
1972 Ph.D., Theoretical Astrophysics National Aeronautics and Space
Administration Traineeship Cornell University, Ithaca, NY.
1964 M.S., Engineering Science Dartmouth College, Hanover, NH.
1963 B.A., Engineering Science Honors, Magna Cum Laude Dartmouth College, Hanover, NH.
Academic Experience
September 1973–present: Colgate University, Hamilton, NY, professor of physics and astronomy. Teaching and research areas physics and astronomy,Tibetan Buddhism and Jungian psychology.
1973-present: Taught in all parts of Colgate's General Education or Core Curriculum program.
2002-2005: Chairman, Colgate department of physics and astronomy
1995: Runner-up Professor of the Year at Colgate University
1982–1985: Chairman, Colgate department of physics and astronomy.
1978–1979: Chairman, Colgate department of physics and astronomy.
November 1981: awarded tenure at Colgate.
September 1975–June 1976: Cornell University, Ithaca, NY. Visiting
associate professor in astronomy and acting Director of Fuertes Observatory.
1975–1976: Visiting research associate, National Astronomy and Ionospheric
Center, Cornell University.
1974–1993: Visiting associate professor in astronomy, Cornell University
Summer Session.
1964–1973: Research fellow, research assistant, and postdoctoral research,
Cornell University, Ithaca, NY.
1969–1970: Research Assistant, Stanford University, Stanford, CA.
1963–1964: Research Assistant, Dartmouth College, Hanover, NH.
独立于我们人类之外存在着这个巨大的世界,它在我们面前象是一个巨大的、永恒
的谜团,但我们至少可以部分地检查它。 ——阿尔伯特
·爱因斯坦
一、导言
在上述引言中,代表着经典物理学传统顶峰的爱因斯坦,表达了他经常重申的对独
立的、客观的世界的信仰。从一开始,量子力学就否定具有独立于测量的确定属性的客
体,因此爱因斯坦总是发现他在反对自己协助创立的学科的基础。他最著名的异议——
EPR悖论,引发了一场关于量子力学的基本原理和物理世界根本性质的旷日持久和精力
旺盛的争论。多亏了约翰·贝尔在理论上的和Aspect等人在实验上的出色工作,爱因斯
坦的质问发展成了Abner Shimony称为“可诉诸实验的形而上学”的可能性。我们第一
次能够用现代实验来真正解决重要的哲学问题。
既然发生在这场物理学基础的巨大风暴所吹起的尘埃已开始落定,我们可以更加全
面地理解这一实验的哲学意义。我将不去关注实在论与量子力学的话题,这方面已经写
了如此多的内容。尽管在量子力学中有反实在论的倾向,然而量子力学现在似乎与经适
当修正的非还原论的实在论是可以相容的。我将关注量子力学中有关不完备性和非局域
性的论题,而不是实在论,在前一方面已有可靠的理论和实验工作。这一工作令人兴奋
之处在于,感谢由爱因斯坦所引发的质疑,我们可以通过实验来研究独立于量子力学方
程的完备性和局域性的哲学问题。Aspect等人所发现的对贝尔不等式的实验否定,告诉
我们的是关于世界的信息,而不仅仅是有关量子力学目前的方程。
伴随着物理学基础方面的变化,部分地是由于西藏佛教徒进入西方,西方对于中观
佛教哲学内容的兴趣也在迅速增长。感谢许多学术成就,尤其是 Jeffrey Hopkins 和
Robert Thurman的学术工作,具缘中观派——藏传佛教许多人认为是佛教思想的顶峰—
—的哲学原理,现在正被用西方语言在从未预想过的细致程度上讨论着。尽管对中观的
兴趣与日俱增,我仍然同意David Loy的估计:“考虑到中观的历史意义,西方对中观
了解如此之少,真是一种思想的耻辱。”
本文试图利用中观研究的最近发展,并利用同一时期量子力学哲学基础上的澄清。
我将把空性的核心教义和物理学中目前关于不完备性和非局域性的观点进行比较,然后
把中观原理应用于对后者的理解。我要显示,在空性的中观概念与对贝尔不等式的实验
否定和量子力学的基本原理之间存在紧密的联系。我希望这些比较和应用,能够激励在
量子力学的哲学后果和关于解脱的古老教义的现代研究之间的对话。第2节讨论中观佛
教中的空性,尤其是从具缘中观派的角度。通过严守当代西藏人关于具缘中观派的观点
,——它主要是依据宗喀巴的解释——我希望能避免目前关于早期中观的激烈争论。第
3节简述贝尔不等式的哲学背景。第4节和第5节给出一个批判性实验的非技术的、然而
是基本的讨论,它显示贝尔不等式的基本哲学内容。在此基础上,第6 节作出比较和应
用。第7 节包括概述与结论。
最近的一些文章和专著,虽然其导向和焦点与本文不同,也都在现代物理学和佛教
之间进行比较。为了尽量加强本文的可读性,我只要求读者具有最少的物理学背景知识
,并给出中观理论的相当详尽的框架。
二、中观佛教的空性
佛教主要的兴趣在于将有情从无穷无尽的生死轮回(sansara)的无明和烦恼中解
脱出来。正如一名好的佛教医生一样,具缘中观派行者首先诊断出解脱的主要障碍——
对固有存在的信念。然后他开出治疗这种瘟疫的处方——空性的哲学教义。在本节中我
要简单描述具缘派治疗者眼中的病症和治疗方法。
具缘派声称,不管我们可能会主张什么样的思想立场,当我们检查我们在生存压力
下的行为时,我们就会发现一种坚固的信念,相信客体和主体是根源其自身而存在的,
是独立存在的,是象显现出来那样存在的;这些通过分析可以是发现的。(例如,假使
一位学者的同行指责他剽窃抄袭,而他实际上是清白的,那么似乎是固有地存在的“我
”就轮廓鲜明地站出来了。)独立于与其它客体关系或认知活动而存在着的客体,内在
地非关系的客体,源自于自身存在的客体,——这些对于除了深悟空性者之外的所有人
来说都是实在的本质。这些描绘存在的不同方式,被交替地用来刻画具体的、独立的实
在的原则,这种实在我们误认为是弥漫在我们生活中的。从这些哲学错误中产生了一连
串的烦恼和局限,因为我们过高地估计了表面上非联系的和固有的存在客体(也包括了
我们自己的心灵和心灵状态),将超出它们所包含的快乐和痛苦赋予它们。因此我们在
烦恼的轮回中追求或逃避这些客体。
通过全面吸收终极真理——具缘中观派空性的教义,可以医治这种疾病。这种医治
使我们转变成佛陀——彻底落实普遍慈悲教义的治疗者,主要是为了其它人的缘故已获
得了解脱。具缘派通常使用三种力量逐渐增强的论证方式,来确立现象缺乏固有存在或
现象空性,它们分别是:现象对原因和条件的依赖、整体与部分的关系、现象对心灵命
名的依赖。建立这些依赖的方式,具缘派可以把缘起与缺乏孤立同一性等同起来(空性
就是独立的和固有的存在的缺乏)。现象缺乏固有存在,或者说它们的空性蕴涵着缘起
;反之亦然。为表达这些观念,我选取普通客体并分析之,它与经典的路线并非完全一
致,但与之相容。在下面的段落中,我把在前一篇文章中的分析进行修改和扩展。
设想一棵苹果树生长在我的窗外,并且为小鸟、蜜蜂和主人所珍视。有什么能比这
棵树更算是固有的存在?当然它依赖于许多原因和条件,如肥沃的土壤、气候和树的栽
培与嫁接。但是这些形式的依赖,似乎都没有夺走树的独立存在。是的,我宣称拥有它
,我的孩子攀爬它,但是这些联系的属性,对于其作为独立存在的真实本质似乎是相当
外在的或者偶然的。
树由树干、树根、树枝、树叶和树皮等等组成。中观宗主张,树既非这些组成部分
本身,也不是所有这些部分的总和。但是,尽管存在整体和部分的复杂的内在关系,普
通人还是毫不怀疑,作为独立实体的树,可以在其组成部分和相互关系中找到。
当风儿轻轻吹动树叶时,我的狗所听的频率比我听到的要高,而享受花蜜的蜜蜂可
以看到我所看不到的紫外线,但是却看不到这些花朵后来所变成的苹果的红色。我们的
感官机能对树的表象当然有所贡献。但是我们仍然坚定地相信存在一棵“真正的”树—
—一棵独立的、非关系的、固有存在的实体,它是这些感觉属性的基础,并且可以解释
我们共同具有的树的经验。让我们仔细检查这一“实在的原则”——这种固有的存在。
对于一个在一段给定时间内固有存在的客体,在这段时间的任何时段中都应当是同
样内在存在的。客体在任何间隔(不管长短)都完全是其自身。按照佛教徒的观点,时
间的瞬间被当作是原子式的,没有内在的转变或改变。时间的转变或时光之流就是瞬间
的相继。
固有的存在是一种基本的属性,一定是不受任何限制地永远适合于对象全体的。既
然对象在任何时刻是完全充实的和自足的,按照定义,该对象在任何时刻与在任何其它
时刻的任何其它对象都没有内在的和基本的关系。因为内在存在的对象与其它时刻都没
有基本的关系,而同时又延续了不止一个时刻,它必定是内在的无变化的,既不可能产
生变化,也不可能接受变化。它是不受影响的和不能产生影响的,封闭在其永不改变的
自性之中。任何内在存在的固体必定会凝固在永恒之中。
分析据认为是没有空间关系的对象,也可以进行类似的论证。它们在一个限定的空
间范围中也一定是完全地和自足地存在,和与其它范围的相互作用无关的。正如基于时
间的论证一样,这一不可避免的推理导致无法接受的孤立化和不变性。
对内在存在的非理性和根深蒂固的信念蕴涵了内在的无联系的实体。这种实体一定
是自然的活力所无法触动的,因此不能变化,没有相互作用,也不能成为知识的对象。
这种无联系的实体在我们流变的世界中不可能存在。虽然固有存在的客体确实不存在,
习俗意义上的对象作为依存的和联系的客体则非常显著地存在着。空性并非虚无主义。
存在着关于世俗意义上的实体和正确行为的有效知识。“我” 作为对心灵和肉体的一
种心智的命名,在世俗意义上确实存在。空性也不会落入常存的极端,因为对象缺乏内
在的存在。对象既非作为不存在,也非作为内在的存在,而是作为缘起居于“中道”。
这一论证或解毒剂的力量,在很大程度上取决于我们是否同意诊断。如果我们提炼
正常的经验,是否会发现人们信仰引诱其堕入生死轮回的独立存在?我们头脑中可能会
有疑问,但具缘派在这一点上是坚定不移的。正如Hopkins所指出的那样“空性修证和
生起领悟空性的智慧的关键,在于确认对象显现出它们似乎是存在于自身和由自身而存
在的。”或者随后他说:“然而,具缘派回答道,‘固有存在’或者‘存在的自我模式
’术语本身就暗示了独立性。”这种独立的、非联系的性质,我们误认为它赋予对象如
此实体性和现实性,恰恰导致固有的存在自相矛盾和自我废弃。如果现象是依存性的,
那么它们依赖于什么呢?
现象通过它们的相互联系而获得定义,并且依赖于这种联系。现象的本质是现象的
联系性和依存性。内在的非联系性是一种自相矛盾的属性。虽然我们错误地假定固有的
存在是表象的本质,但是中观派主张,正是一个对象缺乏固有的存在、它的空性、它的
依存性,才使得现象可能产生并发挥功能。
那么现象为什么显现为固有存在呢?具缘中观派主张除了建立感觉知觉的细节之外
,心灵会把将经验实体化和具体化,向我们呈现为主体和客体,它们错误地显现为固有
的存在。换言之,固有的存在不过是概念的命名和增益,——它从未存在过并且永远不
会存在。然而我们却被深深地囚禁于不存在之中,囚禁于概念的命名和杜撰之中,这是
我们本能地和被迫地所产生的思想的属性。从经验的模糊不清元素中,心灵杜撰出固有
存在的客体,然后对此附加上贪恋和厌恶,——这是生死轮回的两个脚镣。这种将经验
实体化为独立存在的倾向,是我们与生俱来的无明的核心、痛苦的根源;对此可以用空
性的教义驱除掉。
但是,虽然增益是独立存在客体错误显现的根源,心灵在其命名活动中与对象的(
与内在的意义相反的)世俗意义上的存在也有关联。换句话说,伴随着心灵对内在存在
非法的增益活动,它在对世俗意义上存在命名活动中合法地发挥其作用。心灵及其客体
相互依赖的习俗存在确保了它们彼此的空性。因此,具缘中观派说,缘起——理性之王
——在其最强有力的形式中是:“一切现象因为受到依存地增益,都没有固有的存在。
”所有其它证明没有固有存在的推理都起源于这一理性之王,它可以彻底地克服常见和
断见两种极端。
按照具缘派的观点,不仅没有通往独立于心灵的世界的道路,而且这样的一个世界
根本就不存在。然而必须立刻申明,这种观点不是在其对手佛教唯识宗中可以找到的那
种观念论。具缘派鲜明地强调对象外在于心灵,但是这些对象缺乏内在的或独立的存在
。如果没有这种与心灵联系的外在客体,则无论是心灵还是客体都不会有世俗意义上的
存在,因为它们彼此依存。不仅如此,任何心灵都没有内在的存在。如果它们内在地存
在,则我们黑暗无明的心灵就不可能转变为光明的标志和佛陀的觉悟。
也许在中观阵营中最大的哲学竞争是具缘派和依自起派之间的竞争。 近来由
Hopkins 和Thurman所撰写的最重要的专著全面地讨论了这种辩论。虽然论证经常是冗
长和技术性的,我将简述依自起派的立场,并通过回答在这种辩论中可能产生的质疑来
考虑一些批评的问题。依自起派同意具缘派的观点:在终极意义上,一切现象缺乏内在
的存在,在最终的分析中找不到显现为内在存在的客体。但是,依自起派主张世俗意义
上的对象确实内在地存在。他们在中观的两种真理的教义中作出他们的区分,宣称有两
种互补的现象观:一种是终极的,认为一切都是空的,而另一种是世俗的,认为对象在
日常生活的领域中具有存在、作用和效果。我们的普通生活和话语处于世俗真理的范围
内,但是我们不幸地在世俗存在上增益内在的存在来玷污它。
依自起派论证说,如果客体在世俗意义上不是内在地存在的话,那么就无法解释客
体特殊的作用以及我们所经验到的主体间的一致。我的树上悬挂的红色球体,是叫做苹
果的能吃的果实,而非致命的毒药。心灵的命名、增益无法说明苹果的营养价值与毒药
。按照依自起派的观点,需要一些独立的存在以说明这一特殊的性质,尽管最终一切现
象都是空的。
具缘派对此立场进行了双重的否定:首先,以上的论证或者更加经典的论证显示内
在存在的自我矛盾性。内在存在的不一致性在终极和世俗层次上都是平等的, ——仅
仅为世俗层次保留内在的存在并不是将它恢复为一种有意义的原理。错误还是错误,—
—不管是世俗意义上还是终极意义上。
其次,客体的空性、它的缘起性、以及它的各种关联和联系恰恰赋予了它功用和效
能。苹果依赖于原因和条件、整体和部分、以及多方面的相互联系,——独立存在的缺
乏——确保了其世俗的存在、特殊性、以及我们主体间的一致性。将自相矛盾的内在存
在赋予客体只会使得它们不能活动、永恒不变以及不能发挥作用。
最后,对于所有中观宗而言,空性是现象的终极真理。在内在存在的错误信仰之处
,没有颁布任何更高的或更超越的原则。空性是无肯定的否定——仅仅现象中的独立存
在。空性自身也是空的。
伴随着空性的原则,治疗的一个基本组成部分是普遍慈悲的修行。空性及其对我们
彻底的相互依存和联系的确认蕴涵了普遍慈悲的教义。如果我们,和每一种现象一样,
是缘起的,那么痛苦和从痛苦中解脱出来都既不是孤立的也不是纯粹个人的事情。个人
从轮回中解脱出来就不是目标。相反,认真的修行者发誓为了一切有情从轮回的无知和
痛苦中解脱出来而勤苦修行。菩萨为了其它受苦的有情毫无保留地奉献自己。空性和慈
悲之间有一种协同的关系——慈悲加深对空性的理解,而空性则为长养无限制的慈悲提
供理智上的支持。中观宗以空性和慈悲的巨大支柱建立起佛陀的全部教义——这里表现
了它的祝福。
三、贝尔不等式的哲学背景
本节中,我说明量子力学的争论是围绕着中观宗称之为内在存在的问题而进行的。
把独立存在增益给现象的先天倾向,在经典物理学中发现了一个彻底的和量化的表达。
另一方面,量子力学最革命的方面是其否认客体的某些属性具有独立的存在。这个侧面
已经激发了许多批评和修正的尝试,尽管量子力学在实验和理论上已获得了意想不到的
成功。最著名的批评就是由爱因斯坦所发起的,在最近对贝尔不等式的实验否定中达到
了顶点。
爱因斯坦对量子力学的基础的伟大批评是从他在1927年的挑战开始的。批评的核心
论文由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR)于1935年撰写。尼尔斯·波尔迅速反驳了
这篇文章,基本上大多数物理学家都同意他,这在后来成为量子力学的标准解释。但是
这一科学的某些最重要的创始人如薛定鄂和德·布罗依都同意爱因斯坦。从关于量子力
学的解释的论文的分量和争论的激烈程度上看,所有的关键问题都还没有彻底解决。
令人吃惊的是,尽管爱因斯坦是对量子力学进行批评的转折点,但直到最近几年学
术界才澄清了爱因斯坦的批评和立场究竟是什么。EPR论文并没有包含爱因斯坦对这一
问题上最清楚的表述。爱因斯坦的哲学立场最好的表达出自Dialectia 。下面的引证出
自Howard出色的翻译和评论:
如果要问,独立于量子理论的物理观念领域的特点是什么,那么下面的一切首先就
会引起我们的注意:物理概念指涉一个真实的外部世界,即观念赋予号称独立于感知着
的主体的‘真实的存在’的事物上···这些事物的特点是被确定在一个时空连续统中
。不仅如此,对于引入物理学的这种安排,最基本的似乎是:在一个特定的时间中,这
些事物号称彼此相互独立,从而这些事物‘处于空间不同的部分。’没有这种有空间距
离的事物彼此之间相互独立的假定,——这种假定起源于日常思维,——我们所熟悉的
物理学思想就不可能。没有这种分离,就看不出物理学定律如何表达和检验。场论将这
一原则推到极至,把彼此独立存在的基本元素定位于无限小的(四维)空间元素中,似
乎是基本的定律对它们的要求。
对于相对论意义上独立的有空间距离的事物A和B而言,这种观点是有特点的:即在
A上施加的外在影响对B没有直接的效果,这被称为定域作用的原则,只在场论中才有一
致的应用。
定域作用的原则恰好表示光速是一切物理作用传播速度的上限。局域性在本文后面
还要扮演一个角色。尽管在本节中没有讨论,所提到的‘基本定律’是严格决定论的,
——相似的条件总是导致同样的结果——,这个观点在量子力学中必须作重大修改。
对本文来说,比定域作用或决定论更为核心的是,“有空间距离的事物的存在,彼
此之间相互独立,这种假定源自日常思维。”Howard称之为爱因斯坦的分离原则。在空
间中分离并且没有物理学相互作用的客体,被看作是独立存在的,具有内在的、确定的
属性。正是在这种基本存在的基础上,关系才得以建立;但是与关系者“彼此之间相互
独立的存在”相比,关系的实在性较少,基础性较弱。当然,这种“源自日常思维的”
对独立存在的信仰,中观宗毫不惊奇,因为他们说对内在存在的信仰是我们最深厚的与
生俱来的无明。爱因斯坦也相信,彼此之间相互独立存在是对不同于习俗的客体作出一
致定义所必须的个体化原则。这在中观宗的立场上看也是自然的,因为他们主张,缺乏
独立存在才使得我们可能通过我们体现于命名或语言的习俗确保客体具有相对的存在,
——这正是爱因斯坦所想要避免的情形。(在俱缘中观派中体现于语言中的习俗的重要
性,及其与维特根斯坦的语言哲学的关系,有关的详细讨论,参见Thurman)
有人尝试将爱因斯坦的观点构建不同于标准量子力学的理论。通过假定局域性(没
有任何通讯超过光速)和隐变量(目前还无法测量)的存在,局域隐变量理论尝试在量
子领域重新恢复决定论和独立存在。为了检验这些理论,约翰·贝尔正是假定一切局域
隐变量的核心,即局域性和独立存在,从而推导出预测这些理论在一组实验中相关结果
的一个不等式。我下面要考察一个实验。(标准量子力学不遵循贝尔不等式。)实验否
定了建立在这些听上去如此有道理假定上的贝尔不等式,我将要说明,这对我们的世界
观产生了深远的影响。与此同时,实验与量子力学精确的一致强化了我们对于已确立的
理论的信心。
这种“相互独立存在”,或爱因斯坦的分离性,在贝尔不等式的语境中拥有一种严
格的(逻辑-数学的)表达形式。Howard已经显示爱因斯坦的彼此相互独立存在与完备
性密切相关——一切可测量的属性在独立于测量的理论中得到全面说明的观点。我不对
这些严格的结果进行评论,而是使用对上面解释的分离原则更加直觉的理解,并在下一
节中将此观念应用于贝尔不等式的一个简单派生物中。
Paul Teller把这种对客体的孤立和独立存在的无所不在的信念称之为个别论,他
确信这是我们在量子力学上遇到的许多困难的根源。他特别有效地指出,量子客体之间
基本的联系性,以及要达到对量子力学的正确理解必须抛弃个别论。D.Howard1985年的
论文也包含了类似的观点。
我认为,彼此之间独立存在的观念,——Howard称之为爱因斯坦的分离性、Teller
称之为个别论,——以及完备性的观念,在中观宗确定的内在存在中都是基本的成分。
内在存在及其否定是比科学哲学所关注的更加宽广的一组问题。但是在现代科学哲学家
和中观宗行者共同关注的领域中,他们所讨论的完全是同一个问题,不管你称之为内在
的存在、分离性、完备性或者个别论。以下两节讨论实验和量子力学是如何否定内在存
在的。
四、相关性实验
本节包含一个有关检验量子力学概念基础实验的非技术的讨论。虽然描述是经过调
整的,但它忠于实验的物理学精神。感谢David Mermin,我们可以不受物理学和数学的
技术限制而严格地表述贝尔不等式的哲学精神。在本节及下节中,我把他的著作中的内
容抽提出来并予以扩展。
这个实验包含了三个主要成分。图1显示一个产生相关光子对的光子源置于在两个
同样的偏振检测器中间,成一直线。(相关意味着什么下面就清楚了。现在我们可以说
一开始在一起的光子之间即使在分开之后也能保持某种确定的关系。)相关光子对同时
由光子源发射,每一个朝向一个偏振检测器。
贝尔分析的一个魅力是,它不需要描述或理解偏振性或检测器的物理性质。关于实
验装置,我们所需要知道的是,每一次光子进入检测器都会记录下+或-。虽然如此,如
果知道这点就会更好:即每一个检测器象偏振太阳镜一样作用,只会透过落到其上的某
些光线。如果光子通过,检测器记录+,要是没通过,就记录-。正如偏振太阳镜一样,
偏振检测器的效果随其围绕光子运行的路线旋转而改变。每一个检测器可以在A、B、C
位置之间迅速切换,从光子源看过去方向依次相差 120度。(见图1)一次只能有一个
切换。任何一次切换每一个光子落在检测器上都只能记录+或-。
实验以下述方式进行:相关光子对同时送往每一个检测器。在光子达到检测器之前
每一个旋钮独立地和随机地重新调整。每一个偏振检测器独立和随机地调整意味着9种
可能的组合将会平等地发生。它们分别是A-A、A-B、A-C、B-A、B-B、B-C、C-A、C-B、
C-C,其中第一个字母代表左边检测器的旋钮,第二个字母代表右边的旋钮(例如B-C表
示左边检测器定于B,而右边检测器定于C)。数量极多的光子对送往检测器,反应被记
录下来。任何一次我们只可以测量到如下的检测器反应:++、+-、-+、和--;其中例如
+-意味着左边光子通过了检测器而右边则没通过。这些就是实验的主要思想。
与实际的实验一致,把距离和旋钮确定的准确时间安排成在旋钮确定之后,信号以
光速运行传播也无法从左边检测器在右边被检测之前到达检测器。既然光速被假定为任
何影响或信息传播速度的上限,这就保证了在不同检测器上旋钮确定和测量之间不可能
存在通讯,一个检测器的旋钮确定和测量不会对另一个检测器旋钮确定和测量产生影响
。例如,假设检测器相距一光年之遥,检测器重新随机确定1秒之后进行测量。检测器
重新确定在一边,测量的事件发生在另一边,依照相对论在四维时空中具有类空(
space-like)分离性,在类空分离的事件之间通讯行为不可能发生。假定光速是物质作
用或通讯传播速度的上限,这是对局域隐变量理论和量子力学同样适用的普遍假定。这
得到了理论和实验的压倒性支持。正如下面将清楚显示的那样,排除两次测量或旋钮确
定之间的物理关联或“共谋”的能力在解释中是至关重要的。
五、局域隐变量解释:贝尔不等式
局域隐变量理论在物理实在论中有其根源——对应于一个独立于观察者的世界,一
个具有确定的、在测量之外完全可以说明的属性的世界。这自然导致对于一个完备性理
论的要求,即一个系统所有可以测量的属性在独立于测量的理论中可以得到完全的说明
。或者用EPR的使用可以保证系统的属性独立于类空分离事件的局域性原则,来建立物
理实在的要素。
在眼下的事例中,完备性和局域性允许我们假定偏振性(它决定一个光子是否可以
通过特定位置上的检测器,检测器是否记录+或-),对于光子是内在或固有的,是独立
于类空分离的旋钮确定或事件的。换言之,我们是在体现爱因斯坦的要求“空间上有距
离的事物之间的相互独立存在。”在一边的一个光子按假定具有一种确定的偏振性,它
是先于并独立于在另一边的测量的。假定光子的这种内在属性独立于特定的旋钮确定和
远处的测量结果,这自然得我们对此不加思考;但这种 “起源于日常思维的”似乎清
白无辜的假定,按照爱因斯坦的观点,正是局域隐变量理论的核心。
在附录中,我提出了贝尔不等式的一个简单形式的非技术的变种,它仅仅假定了局
域性和相互独立存在(确定的偏振性独立于测量)。虽然这个变种是严格的,它只要求
基本的高中数学。这种简单形式的贝尔不等式预测至少1/3的光子应该记录为同样的符
号,如果在两个检测器中随机设定的旋钮是不同的话。测量的结果准确地显示只有1/4
的光子记录了同样的符号,当旋钮不同的时候。
但是我们如何来理解实验对建立在这种似乎“不证自明”假定基础上的不等式的破
坏呢?作为准备的尝试,我们可能会说,当对相关光子对中第一个光子进行测量时,第
二个光子迅速变为相关的状态,从而改正了统计结果(1/4)。但是在实验中,时间的
安排使得第二个光子的测量与第一个光子的测量之间具有一种类空的分离,因此有关什
么是“合适的相关状态”的信息传播一定比光速更快——这在任何人看来都是严重的问
题。问题甚至更为严重,因为正如我在附录中所显示的那样,假定局域性和独立存在就
蕴涵着第二个光子已经具有了完全确定的、与第一个光子同样的偏振状态。在这两个假
定下,光子不能只是简单地象变色龙一样在最后时刻改变其偏振状态,从而改正统计结
果。局域性或独立存在(或者二者)在自然中一定遭到了破坏。
在下一节中,我检查更加精致的相关光子模型,但是结论仍然成立。在光子之间存
在着神秘的关联性或非局域性。它们的表现不象分离的实体而更象相互联系的整体——
但是我们在每一个检测器上测量粒子般的实体。正如我在下一节中所强调的,我们本能
地把光子实体化为具有“相互间独立存在的”完全确定的实体。这使得要从我们在如此
彻底投入了独立存在信念的世界的经验中建立一个相关光子的模型根本不可能。虽然如
此,在下一节中,我尝试用空性的观点来详细阐明我们对这一神秘现象的理解。
这里必须强调两点:首先,对贝尔不等式的否定并不依赖于量子理论,虽然对这种
实验的考虑当然是由量子理论的特殊性质所激发的。其次,这些结果并非局限于亚-微
观领域,因为检测器分离达13米之远。这里讨论的量子效应通常并不在宏观领域中出现
,但是在原则上和在实际上,它们并非局限于微观世界中。
对于局域隐变量理论及其局域性和完备性的假定,量子客体独立于类空分离的事件
具有一个完全确定的性质,换句话说,它们内在地存在着。实验对贝尔不等式的否定要
求对这些假定放宽一个或全部放宽。正如我下面所强调的,放宽这些假定其中之一就是
承认量子客体具有根本的相关性或相对的相关性——这是对它们空性或缺乏内在存在的
断言。
六、比较与应用
中观宗和实验对贝尔不等式的破坏二者,都向我们最珍视的实在性原则——独立的
或者内在的存在——提出了尖锐的挑战。但是物理学只研究物质领域,而中观则分析一
切人类经验;所以比较能走多远呢?不仅如此,虽然局域隐变量理论及其完备性和局域
性的假定是站不住脚的,但就实验对贝尔不等式否定的后果并未达到完全的一致意见。
对于量子力学的哲学意义也还有许多争论。在我们对贝尔不等式破坏的理解这个阶段上
,以及我们目前对量子力学本身的理解水平,我们可以有理由肯定什么呢?在本节中,
我将部分地回答这些问题,强调这些事实依赖于我们目前对物理学的理解,开始将中观
的空性教义应用于对贝尔不等式和量子力学的解释,并将其与由Paul Teller和其他人
发展的量子力学的哲学结合在一起。
在接下来的段落中,我只提供反对决定论的局域隐变量的例子,正如贝尔在他1964
年的分析中所做的那样。在这些理论中,假定光子离开光子源之后偏振性具有一种确定
值。例如,附录表1中第一列显示光子8种可能的偏振性确定状态,光子完全决定了检测
器对于一个给定的位置反应。在稍后的工作中,贝尔和其他人分析了更加普遍的局域随
机隐变量理论。这些同样被实验所排除的理论,只给出了检测器反应的这样的概率,它
们依赖于光子和检测器位置的一些更加普遍的状态。光子不是被看作携带一种偏振性的
确定状态;所以我们将我们的注意力转移到检测器反应的概率上来。现在完备性和局域
性的概念变得更加微妙了,但是感谢 Jarret和Shimony,我们准确地知道在这些局域随
机隐变量理论中独立性的假定如何进入了贝尔不等式。假定了三种型式的独立性:
1, 一侧检测器反应的概率独立于另一侧开关的位置。
2, 光子源发出的概率的统计混合独立于两侧检测器的开关位置。
3, 一侧检测器反应的概率独立于另一侧检测器的反应。
分析显示,局域性只要求第一种和第二种独立性,这同样也为量子力学理论所遵循
。但是结果独立性(第三种)却不为量子力学所遵循。考虑到局域性的压倒性证据,结
果独立性是一种自然和量子力学似乎都破坏的假定。要将检测器反应的概率或者一侧结
果的概率隔离出来,并认为它与另一侧的结果分离开来是不可能的,即使在两侧的测量
之间不可能有物理或信息的关联。这对大多数人来说是神秘的。按照中观所激发的评论
,这种神秘观可能会有所减弱。
尽管在量子力学中,光子是最瞬时的实体,从幽灵般的概率中喷发出来接受测量,
我们还是倾向于将它们当作沿着确定的轨迹在空时中旅行的具体的实体。我们太过经常
地隐含地假定,它们是完备和自足的,独立于间隔的状况和事件。例如在教室、实验室
、或者在目前这篇文章中,我们差不多总是这样来谈论贝尔实验: “两个相互关联的
光子被送往相反的方向······”。理智上我们完全知道,相互关联的光不可能严
格地在这种分离的意义上来考虑,但是我们几乎总是陷入这种思维习惯中。我们经常实
用地辩护说,这会使得特殊的应用更加容易。但是即使通常关于局域性的讨论,经常隐
含地假定一个完全确定的粒子般的实体,其在轨迹上瞬间的位置与另一个事件是或不是
类空(space-like)分离的。(施加局域性的限制并不一定牵涉这一概念上的谬误。)
换言之,我们通过将光看成是一种在完全确定的轨迹上运行的粒子般的光子,积习难改
地将内在的、非关系的存在增益给光。这种与生俱来的倾向就是Teller所说的“个别论
”的毛病。这种思维习惯如此强大,以至于它甚至也体现在John Weller经常重复的唠
唠叨叨命令中:“以今天话说,波尔观点(和量子理论的核心内容)可以归纳为一个单
一的、简单的语句‘任何一个现象,除非是一个被观察到的现象,否则就不是一个现象
。’”虽然光除非被观察到否则不是一个光子,我们通常还是把它看成是一种独立存在
着的实体,具有完全独立于遥远的事件和结果的属性。
虽然是我们器官活动正常通常模式的剧烈颠倒,中观断言现象的最高真理,其最基
本的性质,是其内在的依存性和彼此的关联性。现象的基本性质是其关联和联系,而不
是其孤立的同一性。通常的思维习惯承认对象的联系,例如相互联系,但是认为这些属
性对于光的基本属性来说是偶然的。或者象Teller可能会说的那样,某些量子属性(例
如相关光的性质)是内在联系的——其基本联系不会超越于其非联系的属性。Teller不
会从全面的角度来考虑个别性与内在联系,即不会象中观应用类似概念——内在的存在
与空性——那样。在他思维的这个阶段,他只把他的原则应用于解释科学哲学问题,而
没有确定其可应用的范围。
实验显示了,相关性对于光来说在最基本的意义上是内在的——一侧检测器测量的
结果与在另一侧发现的结果精密相连。在现象的终极真理是内在存在的空性、其依存性
和相关性这一意义上,我们不能也不应该用试图通过各种(超出光之外的或其它的)联
系使内在存在的实体发生关系来寻求对这些相关属性的解释。换言之,总是这么说是令
人厌烦的:“本质上联系的实体在一边,它在测量时被命名为‘光子’,它与另一边的
关系性实体的联系是如此本质性的,它们必须被整体性地考虑。”但是量子的形式化及
其叠加的原则在数学上告诉我们的正是这种类似的内容,尽管我们在将其应用于我们正
常的实体化或个别化思维方式时会感到困难,这种思维不加反思地将现象增益为内在的
存在。
如果局域性在未来的物理学中需要修改的话,那么这对物理学将是极端重要的,但
是与我们今天的讨论没有直接的关系。因为那时说检测器的反应是一个依赖性相关事件
仍然是正确的,它将会是以类空分离的事件为条件的或者说瞬间依赖的。这种对类空分
离事件的依存性将会是对其独立存在的断然否定。内在的存在,至少在贝尔类型的实验
中,在未来的物理学中是不可能复辟的。
尽管量子力学在过去60年中取得了意想不到的成功,包括最近令人震惊的强、弱相
互作用和电磁作用的统一,量子力学目前的形式可能会比实验对贝尔不等式的否定还要
短暂。即使如此,简要地描述量子力学最基本的概念原理并将其与中观的分析联系起来
还是值得的。
量子力学的哥本哈根标准解释有两个紧密联系的核心原理。首先,量子对象不具有
客观的或者具体空时的存在,即不具有独立于整个测量状态的完全确定的可测量的属性
。永远必须要在进行测量的具体实验安排的背景下才能考虑对象。在上述实验中,一侧
检测器的反应虽然与另一侧检测器的反应是类空分离的,必须要与它整合起来考虑。未
经测量的对象,独立于其被观察的确切实验状态的对象,根本就不存在一个确定的客观
状态。观测仪器和被观测对象是一个按照量子力学所涉及的无形整体或系统的互相补充
的组成部分。按照波尔的观点:“孤立的物质粒子是一种抽象,只有通过其与其它系统
的相互作用才能确定并观察其属性。”在中观中类似的思想运动是确立所有对象都缺乏
独立的存在。
在上述的实验中,按照量子力学的标准观点,光子并不具有完全确定或外在的性质
(偏振性组合如+-+或者-+-),即不具备先于或者独立于现实的测量事件的性质。在测
量事件前,对象只有的抽象“存在”, 即只有作为由波函数所描述的相互贯通的概率
或者相关的潜在可能性,只有包含了有关量子体系的所有可能知识的量子力学的数学结
构。虽然波函数是我们所能获得的有关体系的最多的知识,但是它并不涉及到任何具体
存在于空时中的物质的、客观的实体。相反,叠加原则是内在的联系在数学上的一种表
现。虽然在检测器的反应之间不存在任何物理的或信息的联系,一侧检测器检测的可能
性依赖于另一侧检测器的反应:内在的联系具有可测量的后果。
即使在对量子力学的各种解释之间对有关量子测量过程的细节存在着争论,许多人
(如在哥本哈根解释中)都断言:测量是量子事件向宏观世界中的事件的一次不可逆地
放大。因此看上去俱缘中观强调对存在的增益与量子力学是有矛盾的。当然,总是可以
象许多人争辩的那样,说一切科学都是一种心灵构造的世界,它是从人与自然之间复杂
的相互作用中产生出来的;但这不是现在的关键问题。量子力学根本不象中观派那样把
意识置于核心位置。这种明显的分歧可以通过欣赏中观的认识论和形而上学观点的区别
而得以缓和。认识论对于为什么对象表现出独立存在的解释是用增益的术语给出的,而
习俗对象被理解为由心灵命名的;但是形而上学的真理却是:即使抛开心灵的作用,对
象也是依存地相互关联的。对佛陀而言,世界被真实地看作是空的、依存地相互关联的
,并且不存在施加于现象之上的独立的增益活动。事实上,传统宣称佛陀甚至连一个可
以将名义上的存在增益于对象的概念意识都没有,尽管佛陀所感知的一切只是名义上的
存在。
这种量子力学的非意识解释的一位著名捍卫者,John Wheeler也清楚地理解心灵增
益内在存在或(Teller可能会说的)个别化的倾向。Wheeler说,“我们称为实在的内
容包含了几个观察的标竿,我们用一种精致的想象和理论的人为构造物填充于其中。尽
管在日常的环境中说世界独立于我们而‘外在地’存在是有用的,但这种观点是再也站
不住脚的。在这是一个‘共同参与的宇宙’说法中有一种奇异的感觉。”
这牵涉到哥本哈根解释的第二个原理:对象由测量活动本身带到了客观的存在。对
象只有通过测量活动才能变成空时现象。或者,如Wheeler所说:“除非是被观察的现
象,没有一个基本的现象是现象。”在中观的语言中,实体仅作为缘起的种属而存在。
在中观中发现的空性与缘起的亲密关系,与量子力学中发现的很相象,解释中的这两个
主要原则总是保持紧密相连。
七、概括与结论
量子力学60年来在权力、可应用性和优雅方面稳步地增长和加强。从20年代末和30
年代初波尔、海森堡、波恩和其它人发展量子力学的哥本哈根解释以来,其哲学原理只
经受了适度的修正。尽管如此,关于量子力学的意义仍然存在热烈的辩论,其中许多由
这里评述的最近贝尔的分析所加强。量子力学缺乏合适的哲学框架确实是量子革命如此
缓慢和痛苦的主要原因之一。我已尝试表明,对中观关于空性观点的同情理解可以帮助
消化量子力学的意义。象Teller一样,我主张将我们的哲学立场从个别论或对内在存在
的信念转移到基本的关系性,而不是修改量子力学的数学结构。
一方面中观可能对理解量子力学有所帮助,同时量子力学也可以帮助理解中观。如
果这种古代的教义要征服现代人,它需要更多的当代例证,而不是“龟毛的外套”或者
将绳子误认为蛇。量子力学可以提供强有力的例证来说明中观的某些侧面。它也可以复
活例如俱缘中观派和依自起派古代的争论,后者主张在习俗意义上有内在的存在,这种
立场在实验对贝尔不等式的否定面前更加难以坚持。
然而,目前这篇文章决非要通过物理学来证明中观佛教的有效性。使用科学证明或
者否定各种宗教或世界观的主张有一个命运不济的漫长历史。撮合一种世界观与科学婚
姻的尝试注定会过时。相反,我所做的是尝试理解重要的和经实验证实的哲学论断,使
得关于某些量子属性缺乏独立存在的个别化理论独立化,并将其与中观的空性原理结合
起来。
虽然许多哲学体系可以与实验对贝尔不等式的否定结合起来,我主张(中观的关键
概念)空性,谈论量子力学的核心问题具有独一无二的直接性和力量。我已尝试应用空
性来理解实验。然后我给出量子力学的标准观点,并因此建立与中观进一步的联系。我
希望用这种方式去获得对古代解脱哲学和现代物理科学结果的一种更深层次的欣赏。考
虑到科学-技术世界观的压倒性主导地位,目前形式的比较工作当然是中肯的,如果它
能避免将中观或任何其它类似的思想主体部分还原为科学的一个分支的罪恶的话。
附录:贝尔不等式的非技术性推衍
假定上述包括到第五节前两段的讨论,我们可以推导出贝尔不等式的一个简单形式
。现在我给出一个非技术的推导,它只需要基本的高中数学。
为方便起见,以第四节中描述的方式所收集的数据可以分为两种情形:情形1,两
个检测器具有相同的开关设置,情形2,开关设置不同。下面逐一探讨。
情形1:两个检测器具有相同的开关设置。
现在数据是在开关设置为A-A,B-B,C-C的情形下收集的。这是EPR1935年在挑战量
子力学的论文中所考虑的实验的基本精神,尽管那时只是一个思想实验而已。其数据可
以简单概括如下:
1, 两个检测器总是记录到以同样的概率随机产生的相同记号++和--。
2, +-和-+从不产生。
首先,必须确立两个关键的事实:在情形1中,对于三个检测器设置A-A、B-B、C-C
中的任意一个,测量总是产生“+”“+”或“-”“-”而从不产生“+”“-”或“-”
“+”。从这一点,我们可以推断出第一个关键事实:光子对的每一个成员在一个选定
的方向上一定有相同的极性。如果在选定的方向上极性不相同,则可能会测量到+-或-+
的结果,和情形1的结果相冲突。通过回忆一侧的开关设置与测量和另一侧的之间具有
类空分离来确立第二个关键事实。它们之间不可能发生通讯,右侧粒子和检测器无法知
道左侧检测器的位置和测量。因此我们可以选择沿着B或C测量右侧光子的极性,不会有
充足时间将此信息通过任何方式传回给左侧光子来影响左侧的测量。例如说,我们用设
于A的左侧检测器测量得+,设于B的右侧检测器测量得—。依靠着一对光子在一个给定
的方向上观察到相同的极性,我们实际上测量了右侧光子的2个成分(沿A +和沿B-)。
当然,这还利用了完备性或左右两侧光子存在彼此相互独立的假定。
我们同样还可以选择沿着C测量右侧光子,从而获得沿着A和C两个方向的两个值。
这样我们推断右侧光子在A、B、C三个方向上一定同时具有完全特殊的极性,不管开关
的设置如何。既然论证对于左侧和右侧来说是对称的,这就确立了第二个关键事实:两
个粒子一定对于三个可能位置中任何一个都具有完全特定的极性。这两个关键的事实联
系起来意味着,极性设置在三个方向上完全是特定的,并且它们与每一个光子对同一。
情形1的数据连同局域性、彼此相互独立存在的假定,以及归纳推理的使用要求这一结
论。
在前述的分析中,标准的推广是从以相同开关设置测量相同极性光子对的案例到不同开
关设置的案例。既然一侧的测量或者检测器不可能影响到另一侧的测量或者检测器,我
们基于彼此相互独立存在推断所有光子对在三个方向上一定具有相同的极性,不管其开
关设置如何。
使用一个简单的符号来列举极性可能的不同种类,例如+--代表了一个光子在方向A
上测量极性的结果是+(通过),在方向B上-(没通过),方向C上 -;而+-+代表一个
光子在方向A上+,方向B上-,方向C上+。有八种可能的极性组合:+++,++-,+-+,-++
,---,--+,-+-,和+--。现在该考察开关设置不同时所收集的数据。
情形2:两个检测器具有不同开关设置
考虑一下开关设置为A-B,A-C,B-A,B-C,C-A,和C-B的情形。约翰·贝尔1964年
的显赫成就是EPR思想实验的推广。正如下面所显示的那样,通过考虑开关设置不同的
情形,实验可以直接与局域性隐变量理论对质。情形2的数据如下:
1:在1/4时间中检测器记录到以相同几率随机产生的相同符号++和--。
2:在3/4时间中检测器记录到以相同几率随机产生的不同符号+-和-+。
情形1和2的数据的独特型式起源于成对光子间相关性——一侧检测器测量的结果相
关于,或者说关联到另一侧检测器检测的结果。
表1列举了情形2的测量的可能性。8行对应于可能的极性组合。6列对应于可能的开
关组合。表中每一条目或是“同”或是“异”,表示条目的极性组合对于特定开关设置
时,光子对产生相同或不同的测量结果。例如,表中下划线的条目表示当极性组合为+-
+而开关设置为A-B时,两个光子被检测为不同的记号(左侧光子在A方向上为+,右侧光
子在B方向上为-)。表1显示除了+++和---的极性组合外,总是有2个开关组合产生相同
的结果,4个组合产生不同的结果。
相关表1
A-B A-C B-C B-A C-A C-B
极性 +++ 同 同 同 同 同 同
++- 同 异 异 同 异 异
+-+ 异 同 异 异 同 异
-++ 异 异 同 异 异 同
--- 同 同 同 同 同 同
--+ 同 异 异 同 异 异
-+- 异 同 异 异 同 异
+-- 异 异 同 异 异 同
既然开关是独立和随机地设置的,我们知道对于一个给定的极性,6种开关组合发
生的几率是相同的。暂时假定我们有一大群相同的光子——每一种极性组合都有相同的
可能性。换句话说,在一个相同的样本中光子+--的可能性会象+++或者任何别的极性一
样。按照这中假定,表中的每一个条目都具有相同的统计权重。表中有同样数量的“同
”和“异”,因此如果测量这一相同样本的大量光子,有一半时间会产生同样的测量结
果。
由于很快就会清楚的原因,接下来假定一个不一致的样本,其中的光子中没有+++或者-
--的极性,但是其它的极性表现是相同的。通过这种方式,我们去除那些对于所有开关
设置总是产生相同结果的极性。现在对于所有剩余的极性有2个“相同”和4个“不同”
,因此具有这些极性的光子(我们假定的不一致的样本)将总是只能记录到1/3的同样
结果。对表1的思考显示任何极性的组合都将会产生至少1/3的相同的测量结果。换句话
说,假定在一个测量样本的任意选择极性的混合,一定至少产生1/3的相同测量结果。
以上简单的记数练习显示(假定局域性和存在是相互独立的)至少1/3的光子应该
记录到相同的符号。这是一个贝尔不等式的简化形式。另一方面,实验的结果是1/4—
—这正是标准量子力学所预言的结果。
上述结果如此重要而又优雅简洁,值得总结概括:情形1的数据显示当开关设置相
同时(A-A,B-B,C-C),检测器的反应总是相同的。因为开关设置的时间安排,在局
域性和相互独立存在的假定下,极性完全是特定的和等同于相关光子对的每一个成员。
表列举了8种可能的极性及其对于6种不同的开关设置所产生的测量结果。它显示当开关
设置不同时,没有任何极性组合所产生的测量结果中相同记号占检测器反应的比例低于
1/3的;然而实验结果是1/4。实验对贝尔不等式的严格否定,上述记数的一种推广,迫
使我们抛弃局域性隐变量理论。
在这篇论文的主体部分,尤其是在第5节和6节,我尝试了说明实验对于违反贝尔不
等式的哲学和物理学意义。
译自International Philosophy Quarterly Vol.XXIX.No.4 Issue No. 116(
December 1989) PP371-387