《像物理学家一样思考》试读：序

1976年盖瑞•祖卡夫宣布本书写作计划的时候，我和艾雨•黄曾经在依萨冷围着桌子看他起草大纲。当初没有想到他会在这份工作上得到这么大的乐趣。看着这本书逐渐完善，令人感慨良多。因为，祖卡夫在本书中坚持要将今天的以量子力学、相对论为代表的新物理学的演化重述一次，使它成为清楚明朗的故事。这样坚持的结果，就是使本书的可读性升高了，而且还使读者接触到了物理学家们种种化腐朽为神奇的方法。简而言之，盖瑞•祖卡夫写了一本给行外人看的好书。 祖卡夫对物理学的态度与我很接近，我也是一个行外人。所以，我和他谈物理比和专业人士谈更让人兴奋，也更有趣。他知道物理是一种意图，意图与大于我们本身的一种实体融通，在一个无尽的追求中，要求我们寻找、塑造，并且摒除长久以来所怀有的偏见与思考习惯。 祖卡夫慷慨地给了我这个篇幅，要我对他的叙述有所补充。因为我们认识已经有三年，所以我必须稍微回想一下。 我最先想到的是一群鲸鱼。我记得我们曾经在依萨冷的悬崖上看到一群鲸鱼翻跃着向南方游去。接下来我想到的是美丽的帝王蝴蝶（Monarch butterfly）。从第一天开始，这些蝴蝶就四处点缀着田野，然后像厚重的树叶一般，层层相叠，挂在树上，形成了一棵棵魔树，等待着生命的终曲。在鲸鱼和帝王蝴蝶这两件事之间，我们（对物理学之事）一方面感觉不能夜郎自大，一方面又觉得轻松好玩。 在依萨冷的时候，我感到了和会中的物理学家沟通的困难。这一点使我发现大部分的物理学家对量子力学的想法与我是多么不同。其实我的想法并不新。早在1932年，纽曼（John Von Neumann）在他的《量子力学的数学基础》（The Mathematical Foundaton of Quantum Mechqnics）一书里就已经提出物理学家对量子力学有两种想法。我的想法不过是其中之一。这两种想法是： 一、量子力学不是处理客体的客观属性。量子力学处理的是由预备过程与观测过程界定的问题，其中涉及主体与客体，并且遵循一种新的逻辑。 二、量子力学处理的完全是客体属性。遵循的是旧的逻辑。当有观测行为时，这些属性是随机跳跃的。 当今在做研究的物理学家大部分所持的都是第二种想法。或许人格会决定科学的方向。我觉得心有“人心”、“物心”两种。好父母、心理学家、作家等必须“人”人，机师、工程师、物理学家等则倾向于“物”人。对于这样的物理学家而言，物理学已经变得很可怕；因为，今日的物理学是这么的“无物”。爱因斯坦、海森堡曾经带给物理学极深的演化。然而，新的、同样深刻的演化，正等待着新一代更具胆识、更有整合能力的思考者。 大部分物理学家平常工作时都将量子工具视为当然。在这种情况下，既有一些前锋探测过下一代物理学的道路，也有一些后卫小心翼翼地维护着回归旧物理学的道路。对于后者而言，贝尔定理非常重要。但是贝尔定理在本书占这么重要的地位并不表示它已经解答了当今量子物理学的一些问题。然而贝尔定理却接近了一个大部分物理学家都已建立的观点，那就是，量子力学是一种新的、不同的东西。 现在在这里对“完整的”（Complete）理论与“最高的”（maximal）理论做个分辨是有用的。完整的理论预测一切事物，是牛顿物理学家追寻的。（严格说来，牛顿根本就不是牛顿物理学家。因为，他一直希望上帝常常给这个世界上发条。）最高的理论是尽可能预测事物，是量子物理学家追寻的。爱因斯坦与玻尔虽然迭有争论，但是他们两人以不同的方式都同意，量子力学是不完整的，乃至于也不是最高的。他们真正争辩的是，一个不完整的理论是否可能成为最高理论。有一次爱因斯坦说：“啊!我们的理论太贫乏，没办法讲述经验。”玻尔就回说：“不是!不是!我们的经验太丰富，没办法用理论讲。”这就好比有的存在主义哲学家对于生命的无常深感绝望，有的却因此觉得充满活力（elan Vital）一样。 量子力学的一些特质使我们产生这些争论。其中之一是它关切不存在的、潜在的事物。所有的语言都会讲到一点这种东西，否则文字就只能用一次。量子力学比古典力学更涉及概率。有的人认为这样会使量子论不可信，使它无法成为最高理论。所以，为了维护量子论，我们必须指出，量子力学虽然有不可决定性，但是对于个别实验却可以像古典力学一样，完全用是或否来表达。在大数量时，概率无须假设就可以归纳出一个规律。但是，关于古典理论与量子论的不同，我的讲法与现在的教科书不同。我宁可说，只要有充分的数据，古典力学对一切未来的问题都可以提出是或否的答案；量子力学则留下一些问题不解，等待经验来回答。但是我在此地也要指出一个令人遗憾的倾向，那就是，量子力学也是因此否定了只在经验（不在理论）里发现的答案，譬如量子力学就否定局部电子动量的物理存在。我自己也有这种倾向。我们陷进我们的符号系统太深了。 会议进行了一个星期，大家还在谈量子逻辑的元素。原来我们想讨论的新的量子时间概念却未触及。不过这样反倒使我们比较容易进入第二组问题。这也是我现在在思考的问题。量子力学的特质在于它一些未解的问题。有的逻辑学家——譬如马丁•戴维斯（Martin Davis）——说，这一点可能与哥德尔（G?del）以降的一些不可解决的逻辑命题有关。我向来就比较清楚，现在我觉得他们是对的。共同的元素不过是反射，完全自觉的明确系统则为不可能。看来人类的研究工作是无尽头的。这种种观念我希望是成立的。盖瑞•祖卡夫这本书讨论的就是这些观念。他做得很好。 大卫•芬克斯坦 于纽约译序