无量之网│第一章5物理简史：不同世界不同规则

格雷格.布雷登全息宇宙文化 2019-12-21

科学其实是一种语言，用来描述自然世界，以及我们与自然和遥远宇宙的关系。不过，科学只是语言的一种，在现代科学发展成形之前，我们早就使用过其它语言(例如炼金术和宗教)，它们或许不够精密，却非常受用。「没有科学之前，我们是如何度日？我们对自己的世界有丝毫认识吗？」别人问及这些问题时，我总是很惊讶，因为答案一直是「是的！」。以前人类对宇宙的认识还真不少。

古人知道的知识相当有用，能够为已知一切建立完整的理解架构，包括生命起源、人类为何生病、该如何治疗，乃至计算太阳、月亮和星星的循环周期。尽管他们显然不是以现今惯用的术语来描述知识，却对事物运作、为何呈现出其外显模样等等，提出非常有用的叙述。事实上，多亏了叙述，文明才能够不倚赖今日所知的科学存活了五千年。

一般认为，科学与科学时代始于一六〇〇年代。当时牛顿在一六八七年七月推演出似乎能够描述日常生活世界的数学，出版了经典之作《自然哲学之数学原理》牛顿对自然的观察，成为今日所谓「古典物理学」的基础，时间长达两百余年。加上一八〇〇年代末期麦克斯威尔提出的电力与电磁理论，以及一九〇〇年代初期爱因斯坦的相对论，古典物理学成功描述了我们眼中的大世界，例如星体的运转和苹果从树上掉落的现象。这些学问对我们非常有用，甚至让我们计算出人造卫星的轨道，还把人送上了月球。

但是到了20世纪初，科学已经先进到在自然界中发现一个牛顿原理似乎不管用的地方，那就是原子的微观世界。在此之前，我们根本没有适当的科技，可以一窥次原子的世界，或观看遥远星云里，恒星诞生时的粒子运动模式。科学家在这两个极微观和极宏观的领域中，渐渐发现无法以传统物理学来解释的事物。新兴物理学的发展势在必行，才能解释日常生活中的特例，也就是发生在量子物理层次的事物。

量子物理学的定义正如其名。量子指的是「电磁能量的离散量」，也就是把世界分解到其本质时，组成世界的物质。量子物理学很快就发现，看似固态的世界，其实一点也不固态。以下的比喻可以帮助我们理解此说。

电影院的影片投射在屏幕上时，我们知道眼前所见的故事是一种幻觉，扣人心弦的爱情故事和悲剧，事实上是由静态照片接一一连三快速闪过的结果，藉此创造出连续性故事的戚觉。我们的眼睛确实看到一格接着一格的单元格影像，但是大脑把它们融合在一起，使我们感觉那是连续不断的动作。

量子物理学家认为，世界也以类似的方式运作。打个比方，我们在星期天体育节目中，看到美式足球员达阵得分或花式溜冰选手的连续三圈半跳跃，以量子学的术语来说，其实是看到了一连串个别独立的事件，以极快且紧密连续的速度发生。就像由许多影像串连后的电影看起来非常真实一样，生命事实上也是透过许多短暂的细微光爆所发生，这些光爆统称为「量子」。生命量子发生的速度极快，除非大脑受过训练，能以不同方式运作〈如某些冥想形式)，否则它会单纯把所有脉冲化为平均值，创造出在体育节目中看到的连续活动。

因此，量子物理学这门学问，研究的是构成物质世界基础之微小规模的力。量子世界和日常生活世界间莲作模式的差异，在现代物理学家之间创造出两种不同学派，即古典物理学与量子物理学，而且各有各的理论支持。如今面临的挑战是，如何把两种非常不同的看法，结合成单一宇宙观，产生一个统合理论。要这么做，某种填充于被认为是空无空间内的物质就必须存在。但占据空间的究竟是什么？

总览：到达统合理论的漫漫长路一六八七年牛顿学派物理学：牛顿发表物体运动法则，现代科学诞生。这个理论把世界视为一个巨大的机械系统，其中的空间和时间为绝对值。一八六七年场域物理学：麦克斯威尔提出牛顿物理无法解释的力的存在。他及法拉第的研究最后发现，宇宙是由诸多彼此互动的能量场所组成。

一九〇〇年量子物理学：普朗克发表理论，认为宇宙是连续的能量爆，也就是所谓的「量子」。在量子层次的实验，显示物质是以可能性和倾向的方式存在，而非绝对物质。这暗示了「真实状态」或许并不那么真实，也不见得是固态的。

一九〇五年相对论物理学：爱因斯坦的宇宙观推翻了牛顿的物理学，认为时间是相对而非绝对的。相对论的关键在于时间与空间不可分离，共同存在，成为第四度空间。

一九七〇年弦理论物理学：物理学家发现将宇宙描述为震动中的微小能量弦线的理论，可以解释在量子物理和日常生活中观察到的一切。一九八四年，主流物理学家正式接受这个理论，认为它是统合一切理论的可能桥梁。

二〇XX--新改良的物理统合理论：未来的某一天，科学家将发现一种可以用来解释量子世界以及日常所见世界中之「全像本质」的方法。他们将推演出适当公式，藉此将他们对世界的诠释，整合为一个前后如一的故事。

（未完待续）

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