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第21部分(第2/4 頁)

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德服人。一個又一個的思想實驗被提出來,可是我們就是沒法既精確地測量出電子的動量,同時又精確地得到它的位置。兩者的誤差之乘積必定要大於那個常數,也就是h除以2π。幸運的是,我們都記得h非常小,只有6。626×10^…34焦耳秒,那麼假如△p和△q的量級差不多,它們各自便都在10^…17這個數量級上。我們現在可以安慰一下不明真相的群眾:事情並不是那麼糟糕,這種效應只有在電子和光子的尺度上才變得十分明顯。對於湯米玩的皮球,10^…17簡直是微不足道到了極點,根本就沒法感覺出來。湯米可以安心地拍他的皮球,不必擔心因為測不準它的位置而把它弄丟了。

不過對於電子尺度的世界來說,那可就大大不同了。在上一章的最後,我們曾經假想自己縮小到電子大小去一探原子裡的奧秘,那時我們的身高只有10^…23米。現在,媽媽對於我們淘氣的行為感到擔心,想測量一下我們到了哪裡,不過她們註定要失望了:測量的誤差達到10^…17米,是我們本身高度的100萬倍!100萬倍的誤差意味著什麼,假如我們平時身高1米75,這個誤差就達到175萬米,也就是1750公里,母親們得在整條京滬鐵路沿線到處尋找我們才行。“測不準”變得名副其實了。

在任何時候,大自然都固執地堅守著這一底線,絕不讓我們有任何機會可以同時得到位置和動量的精確值。任憑我們機關算盡,花樣百出,它總是比我們高明一籌,每次都狠狠的把我們的小聰明擊敗。不能測量電子的位置和動量?我們來設計一個極小極小的容器,它內部只能容納一個電子,不留下任何多餘的空間,這下如何?電子不能亂動了吧?可是,首先這種容器肯定是造不出來的,因為它本身也必定由電子組成,所以它本身也必然要有位置的起伏,使內部的空間漲漲落落。退一步來說,就算可以,在這種情況下,電子也會神秘地滲過容器壁,出現在容器外面,像傳說中穿牆而過的嶗山道士。不確定性原理賦予它這種神奇的能力,衝破一切束縛。還有一種辦法,降溫。我們都知道原子在不停地振動,溫度是這種振動的宏觀表現,當溫度下降到絕對零度,理論上原子就完全靜止了。那時候動量確定為零,只要測量位置就可以了吧?可惜,絕對零度是無法達到的,無論如何努力,原子還是拼命地保有最後的一點內能不讓我們測準它的動量。不管是誰,也無法讓原子完全靜止下來,傳說中的聖鬥士也不行——他們無法克服不確定性原理。

動量p和位置q,它們真正地是“不共戴天”。只要一個量出現在宇宙中,另一個就神秘地消失。要麼,兩個都以一種模糊不清的面目出現。海森堡很快又發現了另一對類似的仇敵,它們是能量E和時間t。只要能量E測量得越準確,時刻t就愈加模糊;反過來,時間t測量得愈準確,能量E就開始大規模地起伏不定。而且,它們之間的關係遵守相同的不確定性規則:

△E×△t 》 h/2π

各位看官,我們的宇宙已經變得非常奇妙了。各種物理量都遵循著海森堡的這種不確定性原理,此起彼伏,像神秘的大海中不斷升起和破滅的泡沫。在古人看來,“空”就是空蕩蕩無一物。不過後來人們知道了,看不見的空氣中也有無數分子,“空”應該指抽空了空氣的真空。再後來,人們覺得各種場,從引力場到電磁場,也應該排除在“空”的概念之外,它應該僅僅指空間本身而已。

但現在,這個概念又開始混亂了。首先愛因斯坦的相對論告訴我們空間本身也能扭曲變形,事實上引力只不過是它的彎曲而已。而海森堡的不確定性原理展現了更奇特的場景:我們知道t測量得越準確,E就越不確定。所以在非常非常短的一剎那,也就是t非常確定的一瞬間,即使真空中也會出現巨大的能量起伏。這種能量完全是靠著不確定性而憑空出現的,它的確違反了能量守恆定律!但是這一剎那極短,在人們還沒有來得及發現以前,它又神秘消失,使得能量守恆定律在整體上得以維持。間隔越短,t就越確定,E就越不確定,可以憑空出現的能量也就越大。

所以,我們的真空其實無時無刻不在沸騰著,到處有神秘的能量產生並消失。愛因斯坦告訴我們,能量和物質可以互相轉換,所以在真空中,其實不停地有一些“幽靈”物質在出沒,只不過在我們沒有抓住它們之前,它們就又消失在了另一世界。真空本身,就是提供這種漲落的最好介質。

現在如果我們談論“空”,應該明確地說:沒有物質,沒有能量,沒有時間,也沒有空間。這才是什麼都沒有,它

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