很多人應該都說聽過一句話——“科學的盡頭是神學”。對於大部分人來說,這句話似乎並沒有什麼問題,甚至還會讓人對神學產生一種莫名的崇敬,因為相傳許多著名科學家都在晚年轉投到了神學領域,例如艾薩克·牛頓。
但事實其實並非如此,忽略牛頓所生活的時代,他對上帝真的談不上信仰,甚至他還經常跟自己的朋友同時也是哈雷彗星的發現者愛德蒙·哈雷辯論,世界上是不是真的存在上帝,而這其還有一個有意思的小故事:
一天,牛頓到哈雷的家裡做客,進門就看到桌子上擺放著一個精緻的太陽系模型,牛頓立即對其愛不釋手。
擺弄了幾下之後牛頓問哈雷:“這個模型如此精緻,是誰製造出來的?”哈雷回答道:“它是自然存在的,不是誰製造出來的。”
哈雷的回答讓牛頓很詫異,“這樣精緻的模型怎麼可能是自然存在的?”哈雷笑著說:“真實的太陽系可比這精緻多了,你既然相信太陽系是自然存在的,為什麼不相信它是自然存在的呢?”
這番對話讓牛頓的世界觀產生了動搖,他開始懷疑自己一直研究的東西,並且最終在自己的研究中引入了“上帝”,提出了在現在看來十分荒誕的觀點——上帝是第一推動力。
傳言中愛因斯坦晚年也成為了上帝的堅實擁躉,事實真的如此嗎?當然也不是,愛因斯坦曾自己說過,他所信仰的上帝是宇宙中的各種規則和規律,而不是膚淺的人格化上帝。
其實和很多人想的不一樣,科學並不研究、也不關心誰創造了世界,它在乎的僅僅是世界執行的法則和規律,畢竟從本質上看它只是人類認識世界的工具,而工具就要有符合工具的身份,不能因為作用巨大就將其“神化”。
當然了,科學雖然作用巨大,但它也並非“全知”和“全能”的,還有許多問題一直困擾著科學家們,比如一個看似普通卻得到匪夷所思結果的“雙縫干涉實驗”。
雙縫干涉實驗完美展示了量子力學中兩個最為“玄學”的概念——疊加態和測量。而最初設計該實驗的目的,僅僅是因為科學家們想弄清楚光到底是波還是粒子。
因為牛頓對於“波動說”的不認可,直接導致“波動說”在18世紀暗無天日,而這一切都在19世紀開頭髮生了變化。
1801年,物理學家托馬斯·楊(Thomas Young)進行了一個實驗。他用一束髮散的光照射一個開有兩條平行豎縫的板,板後面放置了一塊探射屏,用於觀察光投射的形狀。
按照常規思維,如果光是純粹的粒子,那麼當光直直從縫隙中穿過後,後方應該僅會留下兩道狹窄的光條,因為其他光子都被木板擋住了。
可實際探射屏上顯示的並不是兩狹窄的光條,而是像斑馬線一樣的明暗相交條紋,要知道這種被稱為“干涉衍射”的斑馬線條紋只有光是波的前提下才能出現,所以這個實驗的結果讓支援“波動說”的人大受鼓舞。
其實整個實驗到這裡還很正常,它就是一個驗證“光是波還是粒”的普通物理實驗,可接下來得到的實驗結果,卻讓所有人都感到難以置信和匪夷所思。
這回不用發散的光束直接照射雙縫,而是改用能夠發射單個光子的儀器,將光子一個一個的發射出去。
按照常理,探射屏上此時出現的應該是兩條縫了,但經過長時間的累積實際出現的卻還是明暗交替的斑馬紋(干涉條紋),並且探射屏上的光子越多斑馬紋就越清晰。
這種詭異的情況究竟是怎麼回事?要知道,在最初的預想中,如果一次只發射一個光子,那麼這個光子只能任意選擇一條縫隙透過,也就意味著同一時刻兩條縫隙中只有一個光子,就不會出現兩條縫隙的干涉,最終也就不會出現斑馬線狀的干涉條紋,可現在卻出現了干涉條紋,究竟是誰在和單個光子干涉呢?難道是它們自己和自己干涉嗎?
事實上,光子確實是自己和自己進行干涉,而能夠這樣操作的不僅僅是光子一種,包括電子在內的很多粒子都能夠進行自我干涉。
到這裡整個實驗中最詭異的情況出現了,為了弄明白光子究竟是怎麼做到自己和自己干涉的,科學家們在旁邊放置了觀測裝置。
然而,微觀世界的玄妙或許不是人類可以揣度的,當觀測裝置正常執行時,探射屏上的斑馬線條紋卻詭異的消失了,取而代之的是兩條普普通通毫無變化的光束,粒子似乎知道自己正在被觀察,於是選擇了“正常”的表現。
這就好比在一個沒有任何觀察者的密閉房間中,橘子呈現出的是橘子的模樣,而當它被觀察時又瞬間變成了橘子汁,這顛覆認知的變化怎能不讓人感覺到詭異?
怎麼會出現這種奇怪的情況呢?這就涉及到量子力學中最為“玄學”的概念之一——“疊加態”。
在沒有觀察者的時候,粒子處於既從這條縫中透過又從那條縫中透過的疊加態中,因此才可以自己和自己進行干涉。
而一旦旁邊出現了觀察者,疊加態就會立即坍縮成一個固定的路徑,最終在探射屏上呈現出“正常”的狀態。
為什麼粒子好像知道自己正在被觀察呢?是這些微觀粒子擁有自己的意識,還是人類的意識真的能夠決定物質呢?科學家們還在探尋答案的路上緩步前行。
事實上,這個物理實驗最讓人感到害怕的不是粒子做出的選擇,而是其中透露出的一個細思極恐的可能——眼前的世界或許不是世界真實的模樣,而是現在所使用的觀察方法讓我們看到的世界。