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第6部分(第3/4 頁)

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動是荒謬的,我們所理解的運動只是假相而已。

巴門尼德有個學生,就是大名鼎鼎的芝諾(Zeno)。他為了為他的老師辯護,證明運動是不可能的,編了好幾個著名的悖論來說明運動的荒謬性。我們在這裡談談最有名的一個,也就是“阿喀琉斯追龜辯”,這裡面便牽涉到時間和空間的連續性問題。

阿喀琉斯是史詩《伊利亞特》裡的希臘大英雄(以速度快而著名)。有一天他碰到一隻烏龜,烏龜嘲笑他說:“別人都說你厲害,但我看你如果跟我賽跑,還追不上我。”

阿喀琉斯大笑說:“這怎麼可能。我就算跑得再慢,速度也有你的10倍,哪會追不上你?”

烏龜說:“好,那我們假設一下。你離我有100米,你的速度是我的10倍。現在你來追我了,但當你跑到我現在這個位置,也就是跑了100米的時候,我也已經又向前跑了10米。當你再追到這個位置的時候,我又向前跑了1米,你再追1米,我又跑了1/10米……總之,你只能無限地接近我,但你永遠也不能追上我。”

阿喀琉斯怎麼聽怎麼有道理,一時丈二和尚摸不著頭腦。

這個故事便是有著世界性聲名的“芝諾悖論”(之一),哲學家們曾經從各種角度多方面地闡述過這個命題。這個命題令人困擾的地方,就在於它採用了一種無限分割空間的辦法,使得我們無法跳過這個無限去談問題。雖然從數學上,我們可以知道無限次相加可以限制在有限的值裡面,但是數學從本質上只能告訴我們怎麼做,而不能告訴我們能不能做到。

但是,自從量子革命以來,學者們越來越多地認識到,空間不一定能夠這樣無限分割下去。量子效應使得空間和時間的連續性喪失了,芝諾所連續無限次分割的假設並不能夠成立。這樣一來,芝諾悖論便不攻自破了。量子論告訴我們,“無限分割”的概念是一種數學上的理想,而不可能在現實中實現。一切都是不連續的,連續性的美好藍圖,其實不過是我們的一種想象。

我們的故事說到這裡,如果給大家留下這麼一個印象,就是量子論天生有著救世主的氣質,它一出世就像閃電劃破夜空,引起眾人的驚歎及歡呼,並摧枯拉朽般地打破舊世界的體系。如果是這樣的話,那麼筆者表示抱歉,因為事實遠遠並非如此。

我們再回過頭來看看物理史上的偉大理論:牛頓的體系閃耀著神聖不可侵犯的光輝,從誕生的那刻起便有著一種天上地下唯我獨尊的氣魄。麥克斯韋的方程組簡潔深刻,傾倒眾生,被譽為上帝譜寫的詩歌。愛因斯坦的相對論雖然是平民出身,但骨子卻繼承著經典體系的貴族優雅氣質,它的光芒稍經發掘後便立即照亮了整個時代。這些理論,它們的成功都是近乎壓倒性的,天命所歸,不可抗拒。而偉人們的個人天才和魅力,則更加為其抹上了高貴而驕傲的色彩。但量子論卻不同,量子論的成長史,更像是一部艱難的探索史,其中的每一步,都充滿了陷阱、荊棘和迷霧。量子的誕生伴隨著巨大的陣痛,它的命運註定了將要起伏而多舛。量子論的思想是如此反叛和躁動,以至於它與生俱來地有著一種對抗權貴的平民風格;而它顯示出來的潛在力量又是如此地巨大而近乎無法控制,這一切都使得所有的人都對它懷有深深的懼意。

而在這些懷有戒心的人們中間,最有諷刺意味的就要算量子的創始人:普朗克自己了。作為一個老派的傳統物理學家,普朗克的思想是保守的。雖然在那個決定命運的1900年,他鼓起了最大的勇氣做出了量子的革命性假設,但隨後他便為這個離經叛道的思想而深深困擾。在黑體問題上,普朗克孤注一擲想要得到一個積極的結果,但最後匯出的能量不連續性的圖象卻使得他大為吃驚和猶豫,變得畏縮不前起來。

如果能量是量子化的,那麼麥克斯韋的理論便首當其衝站在應當受置疑的地位,這在普朗克看來是不可思議,不可想象的。事實上,普朗克從來不把這當做一個問題,在他看來,量子的假設並不是一個物理真實,而純粹是一個為了方便而引入的假設而已。普朗克壓根也沒有想到,自己的理論在歷史上將會有著多麼大的意義,當後來的一系列事件把這個意義逐漸揭露給他看時,他簡直都不敢相信自己的眼睛,併為此惶恐不安。有人戲稱,普朗克就像是童話裡的那個漁夫,他親手把魔鬼從封印的瓶子裡放了出來,自己卻反而被這個魔鬼嚇了個半死。

有十幾年的時間,量子被自己的創造者所拋棄,不得不流浪四方。普朗克不斷地告誡人們,在引用普朗克常數h的時候,要盡

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