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的意见,对与模型无关的实在的隐含的信仰是科学哲学家们在对付量子力学和不确定原理时遭遇到困难的基本原因。有一个称为薛定谔猫的著名理想实验。一只猫被置于一个密封的盒子中。有一杆枪瞄准着猫,如果一颗放射性核子衰变就开枪。发生此事的概率为百分之五十。(今天没人敢提这样的动议,哪怕仅仅是一个理想实验,但是在薛定谔时代,人们没听说过什么动物解放之类的话。)
如果人们开启盒子,就会发现该猫非死即生。但是在此之前,猫的量子态应是死猫状态和活猫状态的混合。有些科学哲学家觉得这很难接受。猫不能一半被杀死另一半没被杀死,他们断言,正如没人处于半怀孕状态一样。使他们为难的原因在于,他们隐含地利用了实在的一个经典概念,一个对象只能有一个单独的确定历史。量子力学的全部要点是,它对实在有不同的观点。根据这种观点,一个对象不仅有单独的历史,而且有所有可能的历史。在大多数情形下,具有特定历史的概率会和具有稍微不同历史的概率相抵消;但是在一定情形下,邻近历史的概率会相互加强。我们正是从这些相互加强的历史中的一个观察到该对象的历史。
在薛定谔猫的情形,存在两种被加强的历史。猫在一种历史中被杀死,在另一种中存活。两种可能性可在量子理论中共存。因为有些哲学家隐含地假定猫只能有一个历史,所以他们就陷入这个死结而无法自拔。
时间的性质是我们物理理论确定我们实在概念的又一例子。不管发生了什么,时间总是永往直前被认为是显而易见的。但是相对论把时间和空间结合在一起,而且告知我们两者都能被宇宙中的物质和能量所卷曲或畸变。这样,我们对时间性质的认识就从与宇宙无关改变成由宇宙赋予形态。这样,在某一点以前时间根本没有意义就变成可以理解的了;当人们往过去回溯,就会遭遇到一个不可逾越的障碍,即奇点,他不能超越奇点。如果情形果真如此,去询问何人或何物引起或创造大爆炸便毫无意义。谈论归因或创生即隐含地假设在大爆炸奇点之前存在时间。爱因斯坦的广义相对论预言,时间在一百五十亿年前的奇点处必须有个开端,我们知道这一点已经二十五年了。但是哲学家们还没有掌握这个思想。他们仍然在为六十五年前发现的量子力学的基础忧虑。他们没有意识到物理学前沿已经前进了。
更糟糕的是虚时间的数学概念。詹姆·哈特尔和我提出,宇宙在虚时间里既没有开端又没有终结。我因为谈论虚时间受到一位科学哲学家的猛烈攻击。他说:像虚时间这样的一种数学技巧和实在宇宙有什么相关呢?我以为,这位哲学家把专业数学术语实的以及虚的数和在日常语言中的实在的以及想象的使用方式弄混淆了。这刚好阐述了我的要点:如果某物与我们用以解释它的理论或模型无关,何以知道它是实在的?
我用了相对论和量子力学中的例子来显示,人们在试图赋予宇宙意义时所面临的问题。你是否理解相对论和量子力学,或者这些理论甚至是错误的,实际上都无关紧要。我所希望显示的是,至少对于一名理论物理学家而言,把理论视作一种模型的实证主义的方法,是理解宇宙的仅有手段。我对我们找到描述宇宙中的万物的一套协调模型满怀信心。如果我们达到这个目标,那将是人类真正的胜利。
七、理论物理已经接近尾声了吗?'9'
我要在这几页讨论在不太远的将来,譬如讲本世纪末实现理论物理学目标的可能性。我这里是说,我们会拥有一套物理相互作用的完整的协调的统一理论,这一理论能描述所有可能的观测。当然,人们在做这类预言之时必须十分谨慎。以前我们至少有过两回以为自己濒于最后的综合。人们在本世纪初相信,任何东西都可以按照连续体力学来理解。所要做的一切只不过是测量一些诸如弹性系数、粘滞性和传导性等等参数。原子结构和量子力学的发现粉碎了这一希望。又有一回,在本世纪二十年代末,马克斯·玻恩对一群访问哥廷根的科学家说:〃尽我们所知,物理学将在六个月内完结。〃这是在保罗·狄拉克发现狄拉克方程之后不久讲的。狄拉克是卢卡逊教席的一位前任。以他命名的方程制约电子的行为。人们预料类似的方程会制约质子,质子是另一种当时仅知的假设为基本的粒子。然而。中子和核力的发现又使那些希望落空。现在我们已经知道,事实上不管是质子还是中子都不是基本的,它们是由更小的粒子构成的。尽管如此。我们近年来取得了大量的进步,而且正如我将要描述的,存在某些谨慎乐观的根据,相信在某些阅读这篇文章的读者有生
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