到了1924-1927年间,在本世纪前25年里令物理学家大感不安的二元现象,却突然一扫而空,或可说一时靠边站。此中功臣,得归因于数学物理一门的崛起,即在多国同时出现的“量子力学”(quantum mechanics)。原子世界之内的“真相”原不在“波”或“质”,却在无可分解的“量子状态”(quantumstates),能以“波”或“质”任一种状态表述。因此,硬将其编列为连续或间断的动作,根本毫无意义。因为我们不可能亦步亦趋,紧追着电子的脚步观察。现在不行,将来也永远不能。于是古典物理的所谓位置(position)、速度(veiocity)、动量(momentum)等观念,超出某个地步便不能再予应用,即海森伯格“测不准原理”所点明的界限。当然,出了这个界限,自有其他观念可循,可以产生较有把握的结果。即(负极)电子,被限制在原子内部,贴近(正极)原子核之下,所产生的特定“波纹”或震动“模式”(pattern)。在这个有限空间里接连发生的“量子状态”,便形成了频率不同、却规则清晰的模式;并一如各个相关能量般,可经由计算取得,正如奥地利的薛定谔(erwin schrodinger)于1926年时所示。这些电子模式,具有惊人的预测及解释效力。因此多年以后,当钚(plutonium)首次为洛斯阿拉莫斯(los alamos)原子反应堆提炼成功,正式踏上制造第一颗原子弹之途时,虽然所得数量极少,根本无法观察其质性,但是根据钚元素原子本身的电子数,再加上其九十四电子绕行核子的震动频率,就凭这两项资料,再也没有别的,科学家就得以正确估出,钚将是一种褐色金属,每立方厘米的质量约为20克,并有某种电导热导作用及延展性质。至于“量子力学”,也可以解释为什么原子、分子、或任何其他由原子出发的更高组合,却能保持稳定;同时也指出,加上何种程度的额外能量,将可改变此等稳定状态。事实上,便曾有人赞叹道:
甚至连生命现象——举凡脱氧核糖核酸的形状,以及各种不同的核苷酸(nucleotides),在室温下皆能抗拒“热运动”(thermal motion)——都是基于这些根本模式存在。甚至连一年一度的春暖花开,也是基于不同核苷模式的稳定性而发生的啊(weisskopf,1980,pp.35-38)。
然而这种种对自然现象探索的伟大突破,效果虽丰,却是建立在过去的废墟之上,并刻意回避对新理论的质疑。所有以往被科学理论认定为肯定恰当的古典信条,如今都已作废:新提出的理论虽然匪夷所思,众人却将疑心暂时搁置。这种现象,不只老一代的科学家感到烦恼。以剑桥迪拉克(pauldirac)的“反物质”(antimatter)说为例,即是于他发现其公式可以解决某种电子状态之后提出。借用他的公式,可以对带有“低于”虚空空间零能力的电子状态加以解释。于是对日常事物毫无意义可言的“反物质”观念,迅速为物理学家大加采用(steven weinberg,1977,pp.23-24)。这个字眼本身,便意味着一种不让任何“既有现实”的成见,阻碍“理论演算”进步的刻意心态:管它“现实”如何,迟早总会赶上理论公式推算的结果。不过,这种观念毕竟不易被接受,甚至连那些早已将伟大卢瑟福的教诲忘在脑后的科学家也不例外。卢瑟福曾经有言,任何物理学说,若不能向酒吧的女招待解释清楚,就不是好道理。
可是即使在“新科学”的开路英雄当中,也有人根本不能接受“旧日肯定”时代的结束,甚至包括新科学的开山始祖,普朗克和爱因斯坦两人在内。爱因斯坦本人,即曾以一句名言,一吐他对“纯粹或然率式的法则”——而非“决定性的因果论”——的怀疑:“神,可不掷骰子”。他并没有大道理可以辩解,可是“心里有一个声音告诉我,量子力学不是真理”(m.jammer,1966,p.358)。提出量子革命理论的各位大家们,也曾企图左右通吃,以一套包一套的说法,去除当中的矛盾之处:薛定谔便希望他的“波动力学”(wave mechanics),可以澄清电子“跳”轨的现象,将之解释为一种能量变换的“连续”过程。如此,便可面面俱到,保存古典力学对空间、时间及因果关系因素的考虑。开拓新科学的先锋大师,尤以普朗克和爱因斯坦为著,对自己领头走出的这条新路正在犹豫之间,一闻此说,不禁大为释怀。可是一切尽皆徒然。新球赛已开场,旧规则再也不适用了。
物理学者,能否学着与这种永久的矛盾相安呢?玻尔认为答案是肯定的,而且势在必行。自然万象的宏大完整,受到人类语言特色的限制,不可能只用单一的描述解释它的全部。描叙自然的模型,不可能只有一种,唯一能够抓住现实真相之道,只有从多种角度以不同方式报告之、集中之、互补之,“将其中外在有差异、内在有矛盾的各方面形容描述,以无尽的组合重叠之”(holton,1970,p.2018)。这便是玻尔“互补论”(complementarity)的基本原理,一种近似于“相对性原理”(relativity)的形而上学观念,原是他由那些与物理毫不相干的作家的理念得来,并认为此中精神,放之四海而皆准。而玻尔提出“互补论”,并非有意鼓励原子科学家更进一步,却只是一种想要安抚他们的困惑茫然的好意。它的魅力,原在理性之外。因为我们众人,不只是聪明绝顶的科学家们,都知道世间事多繁复,同一种事物,本身便有多种不同方式可以观照;有时候也许不能类比,有时候甚至相互矛盾,但是每一种方法,都应该由事物的整体面去体会立。可是,这种种不同之间,到底有何连结相关,我们却茫然不知。一首贝多芬奏鸣曲产生的效应,可以从物理、生理、心理,多方面研究考察,也可以纯粹通过静耳倾听吸收。可是这种种不同的理解方式之间,究竟如何关联,却无人知晓。
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