诺贝尔物理学奖得主眼中的上帝

量子力学认为，观测者才是最主要的，或许我们的世界并非真实存在的，而是虚拟世界。（图片取自Pixabay）

邓鸿源评论文章：2022年诺贝尔物理学奖得主日前揭晓，艾斯佩特、柯罗瑟、吉林哲这3位科学家因为在量子力学领域的进展而获奖，他们的研究促成日后超级电脑和加密通讯的发展。3人“以量子纠缠光子实验、确认违反贝尔不等式、开拓量子资讯科学”而获得表彰。

在量子力学里，量子纠缠的意义是，当几个粒子在彼此交互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，此现象被人称为量子缠结或量子纠缠（quantum entanglement）。

假若对于两个相互纠缠的粒子分别测量其物理性质，如位置、动量、自旋等，会发现量子关联现象。例如，假设一个零自旋粒子衰变为两个以相反方向移动分离的粒子。沿著某特定方向，对于其中一个粒子测量自旋，假若得到结果为上旋，则另外一个粒子的自旋必定为下旋，反之亦然。

更特别地是，假设沿著两个不同方向分别测量两个粒子的自旋，则会发现结果违反贝尔不等式。在理论物理学中，贝尔不等式（Bell's inequality）是一个有关是否存在完备局域隐变数理论的不等式，如果不等式不成立，说明不存在关于局域隐变数的理论可以复制量子力学的每一个预测。

量子力学的开山祖师是德国科学家马克斯·普朗克，他发现能量量子化(1918年获得诺贝奖)。后来推演出两种理论，即提出矩阵力学的德国科学家海森堡(在1932年独得诺贝尔奖)，还有提出波动力学的奥地利科学家薛丁格(在1933年获奖)。两种理论都对近代半导体科技产生重大影响。

薛丁格方程式可以简洁优雅地描述波耳的氢原子模型，他认为电子在方程式中的波函数就代表实在的波，就像光子也是一种波。然而，有个问题难倒了所有人：波函数竟然是复数，它的物理意义是什么？

另一德国量力大师马克斯·玻恩宣称，薛丁格的波函数并非描述电子如何波动，而是代表发现电子的机率，正确地说，波函数本身是一种机率振幅，它的绝对值的平方才是测量到电子的机率。他也因为对此的诠释而获颁1954年的诺贝尔物理奖。

向来有明确因果关系的物理，竟然跑出来不确定的机率，许多科学家都对此无法接受，爱因斯坦是其中之一。爱因斯坦在写给玻恩的信中写下著名的“上帝并不是在玩骰子（He is not playing at dice）”。

爱因斯坦与玻恩虽然立场相左，但与他却是终生挚友，两人的友谊持续长达四十年，历经两次世界大战。英国哲学家罗素曾如此描述他们：“他们两人都才华洋溢却又虚怀若谷，还有道德勇气声讨纳粹党，他们的生命闪耀出一种强烈的美。”

量子力学认为，观测者才是最主要的，或许我们的世界并非真实存在的，而是虚拟世界，因为我们平时玩游戏的时候，游戏中的人物能够知道自己在虚拟世界中吗？而我们也是一样的，也许只有我们走出这个宇宙，才能够发现宇宙的终极奥秘。

有人说，低次元的人类无法看到高次元的造物主，如同我们看蚂蚁世界一样，蚂蚁可能认为人类是它们的上帝，拥有主宰它们命运的力量，却看不清楚我们的相貌。人类对于可能的造物主，应该也是如此，因为人类只是三维空间的生物，而宇宙的造物主很可能在三维以上空间观察我们。

1957年中国第一位诺贝尔物理奖得主杨振宁曾被问道：你相信这个世界上有上帝吗？杨答道：如果说这个上帝是一个人形状的，那我想是没有的，如果你问我有没有一个造物主，那么我想是有的，因为我们的这个世界并非偶然存在的，虽然说，到现在为止，科学家还不知道这个造物主到底是什么？但是许多科学家认为我们的世界并非偶然，包含牛顿与爱因斯坦。

其实杨振宁的原始思想来自爱因斯坦，因爱因斯坦的回忆录曾说，上帝创造了我们的宇宙，上帝生活在我们的宇宙中，不过爱因斯坦心目中的上帝和我们想的上帝不一样。爱因斯坦的上帝是自然神，不是人格神，祂或许是仁慈，也有创造宇宙的能力，但是却没有能力赏罚人世间的善恶，也无法挽救世间的悲剧，如铁达尼号事件与二战是如此，如今的乌俄战争也是如此。人世间的悲剧只有人类自己能处理。

杨振宁的物理学研究领域广泛，他在统计力学、粒子物理和量子场理论等都取得杰出成就，其中最重要的贡献有三项，分别是1954年与罗伯特·米尔斯合作的杨-米尔斯定律、1956年与李政道合作的宇称不守恒定律和1967年的杨-巴克斯特方程，这三者都对近代物理产生深远的影响。

杨振宁说，科学能体现出一种客观存在的美，因为“科学里终极的美是客观的，没有人类时就已经有这些美了”。他借用王国维的术语说“科学中的美是‘无我’的美，艺术中的美是‘有我’的美”。换言之，科学是客观的，艺术是主观的产物。

爱因斯坦也说，人类所能拥有最美丽的经验是神秘与奥妙，这是真正艺术与科学起源的根本感情。凡不识神秘，不再对自然好奇与惊叹者，眼神将黯淡无光，彷彿行尸走肉般。正是这种神秘与奥妙的经验，才会产生宗教，衍生出真正的信仰。唯有在这层意义上，我算是有虔诚信仰之人。

以上几位伟大物理学家当初只是为了满足自己的好奇心而研究科学，没想到其研究成果也给人类文明与生活方式带来重大的改变，不论是物质或精神文明都有。他们不仅有顶尖的专业科学知识，尤其有道德勇气，不为邪恶政权服务，更令人尊敬。

瑞典富豪诺贝尔，原本因卖火药致富，死后财富不留给子孙，而是创立诺贝尔奖遗爱人间，造福世界，提升文明，其伟大精神永垂不朽，胜过古往今来所有的帝王、将相、仕绅与富豪，很值得我们深思。

作者为台大物理博士，文化大学教授