三、量子物理的五个颠覆

1. 量子纠缠

所谓量子纠缠，源于爱因斯坦和他的两位博士后研究伙伴于1935年提出的思想实验。其含义是，设想由两个微观粒子组成的系统，当它们分离后，即使分别运行到远至光年的距离，对其中一个粒子进行扰动而导致其状态发生变化，另一个粒子也会立即发生相应的状态改变，爱因斯坦将其称为“鬼魅似的远距作用”(spooky action at a distance)。1982年，法国物理学家艾伦·爱斯派克特和他的小组成功地完成了“量子纠缠”实验。在量子世界里，两个粒子在经过短暂时间彼此耦合之后，它们之间会产生极强的关联性，这一现象就叫“量子纠缠”，当单独搅扰其中任意一个粒子，会不可避免地影响到另外一个粒子的性状，尽管两个粒子之间可能相隔很远的距离，哪怕远到宇宙的两极，也如同它们在一起一样。量子纠缠现象意味着，宇宙中的任意两个事物之间，存在着一种固有的内在关联(inherent relation)，这是一种无须时间传递的整体论意义上的相互关联，这种内在关联使得整个宇宙成为一个整体，任何一个局部发生变化，都可能使得其他部分乃至整个宇宙同时发生变化。

2. 量子塌缩

在一般性的科学实验中观察并测量某种系统时，科学家要将作为实验对象的系统与测量设备、观察者本身分开来观察，以防后者干扰到前者，这样才能保证测量结果的纯粹度。当然，在不同性质的实验当中，避免干扰或难或易，如果测量过程对测量对象的影响微乎其微，它对结果的干扰可忽略不计。但是量子测量则不一样，进行量子测量时，被测系统与测量设备两者理论上是分不开的。量子理论揭示，客体对测量仪器的反作用是不可消除的。譬如，一个粒子没有被测量时，它以概率波的形式存在（“波函数”），它的演变过程可以用薛定谔方程准确地描述。但该粒子一旦被观测，这个概率波便会立即塌缩到一个具体的本征态或可能态，即从概率波的形式转化为粒子的形式。微观粒子的状态只能用一个波函数来表示，我们只能说明事物的“存在趋势”是怎样的，这种趋势科学家们称为概率波（或波函数）。概率波的一个特性是，在被测量之前，各种概率都存在，但就在它们被测量（观察）的那一刻，一个结果显现了，其他的可能“崩塌”了。

3. 波粒二象性

物理学家们在20世纪20年代发现光有一种二象性：它同时具有粒子和波的特性。以前这种结论被认为是不可能的。著名的“狭缝实验”证明了光波中的单个光子在一种实验中表现出粒子的特性，而在另外一种实验中则表现出波的特性。科学家在测量量子运动的位置和运动能量时，发现量子的运动轨迹既符合波也符合微粒的特点。这令人困惑不解。正是这样一个悖论，孕育出一个惊人的答案：光子仅表现出科学家们正在证明的那个特性！换句话说，正是科学家的预期和测量光子的方法，决定了光子表现出粒子性还是波性。这就是说，光子以一个观察者所期望的方式显现，这样，我们就再也不是宇宙的客观观察者了。这就完全打破了传统物理学的逻辑。波粒二象理论确立了微观世界不可分割的整体系统性。

4. 测不准、概率波

能反映量子理论随机性特征的另一个理论就是海森堡提出的“测不准原理”。1927年德国物理学家海森堡提出：对于任何一个粒子，你不可能同时精确测量它的位置和动量，这就是海森堡测不准原理。概率，亦即可能性，是海森堡测不准原理中的重要概念。他认为，任何一个粒子的位置和动量不可能同时准确测量，要准确测量位置，动量就完全测不准，反之亦然。造成这种状况的原因是由于测量中不可避免地出现仪器对测量对象的干扰，以及粒子本身所具有的波动性。海森堡说：“在位置被测定的一瞬，电子的位置测定得越准确，动量的测定就越不准确，反之亦然。”玻尔把海森堡的观点提高到哲学高度，提出了“互补原理”。玻尔对“互补”的解释是：“互补一词的意义是：一些经典概念的任何确定性应用，将排除另一些经典概念的同时应用，而这另一些概念在另一种条件下却是阐明现象所同样不可缺少的。”他在《量子理论》中这样概述：“从量子尺度来看，任何客体最一般的物理性质都必须用成对的互补变量来表示，其中每个变量必然以相应地减小另一变量的确定性程度为代价才能成为比较确定的。”这样，经典的决定论的因果律在量子系统中不再成立，人们只能了解粒子出现的概率，而不能确定某个粒子在某时某处是否一定出现。这就是量子力学的统计解释或概率解释。

为了通俗地说明这个原理，薛定谔假设在一个盒子里放入一只猫，并将一根饮料管插在猫嘴里，饮料管的另一头装上一个施放毒气的阀门，电子经过阀门时便自动施放毒气，猫就被毒死了，但电子也有可能不经过这道阀门，因此这只猫也可能一直活着。所以，在盒子打开之前，我们不知道这只猫是死的还是活的。但当盒子打开，这一操作会触发阀门将猫杀死。这一刻，是我们的观测起了决定作用。所以，在盒子打开之前，这只猫可能是死的，也可能是活的。它是活猫和死猫的叠加，既是活猫也是死猫。这就是著名的“薛定谔的猫”悖论。基于“薛定锷的猫”，“量子理论”给予了我们的启示是，对于人的发展状态和方向的判断，更适合采取“趋势模型”“概率模型”，而不是“定量模型”“确定模型”。

5. 全息场与能量场

从量子科学中涌现出来的最激动人心的概念，就是能量场。按照量子场理论，在原子尺度上，场无处不在。这不是我们想象中的可视的实体，它们是基本粒子的相互作用。基本粒子跳着永恒之舞，它们互相碰撞，吸收能量，并以光子的形式释放能量。粒子同时发出和重新吸收这些光子，也吸收其他粒子的光子。这些相互作用让粒子或者相互吸引，或者互相排斥，构筑起一张统一的原子关系的大网，连接着整个宇宙。如果说经典物理学的核心隐喻是一台机械座钟，那么量子物理学的核心隐喻就是这无所不在的“网”。基于能量场的概念，对于人的心理结构，认知结构，也应建立“场”的概念。心理结构和认知结构都不是实体，而是更类似于“场”，一个随时生成、运动、变化的场。