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上帝掷骰子吗 ——阅读札记三 刘战军 家里书架上，显眼的位置摆放着一本书——《上帝掷骰子吗》。17年前我第一次阅读，在扉页上写了一句心得：“从哲学的角度去读物理，是一种很好的大脑体操，可以锻炼你的思辨。”后来，每当我看到这本书，心里就五味杂陈，一声叹息之后，就又了放回去。《上帝掷骰子吗》（以下简称“骰子”），是一本介绍量子物理学的书，作者是曹天元。曹天元在“骰子”后记中说，他要写一本“极通俗的读物”，是“假定读者具有初中数学水平和一点点高中物理知识”就能读的书。对于这本书，我与几位年轻人谈过，却始终没有引发共鸣。年轻人有的对读书不感兴趣，自嘲捧起书本就打瞌睡；有的坦陈所学是文科专业，读物理书有点儿困难；有的直言虽然是学理科的，但对“骰子”中蕴含的哲学思维比较难以理解。我不免感叹：看来在高中阶段划分文理科，对年轻人的影响太大了！这种应试教育对年轻人的成长，到底是有利还是有弊呢？更要命的是，我所知道的重量级专家学者，几乎一致认为：量子力学是不可普及的，也是难以言说的，如果有谁说他“懂”了量子力学，那正说明他没“懂”。这些权威言论起点很高，让人望而生畏。由此可见量子力学肯定属于高深学术范畴，一般人用一般的思维肯定不容易理解。但是，客观现实告诉我们，对关乎人类发展进步的量子力学，不能无动于衷，不能束手无策。新华社消息：2016年8月16日1时40分，中国成功将墨子号量子科学实验卫星发射升空，进入预定轨道。新华社消息：2022年5月，中国墨子号卫星，实现1200千米地表量子态传输新纪录。这两条消息，在国内外引起震动，人们惊呼：“量子时代就要到来了！”在时不我待的大背景下，堪称知识分子的大学毕业生，仍然心安理得地囿于文科生、理科生区划，不去读或者读不懂只需要具备初中数学、高中物理知识便可以融会贯通的书，岂非咄咄怪事？“骰子”是一本关于量子史话的书。凡是解读历史书籍，就必须了解书中节点人物。节点人物是标杆、灯塔，能有效缩短历史与现实的距离。牛顿，就是这样的人。艾萨克·牛顿，出生于1643年，故于1727年，是英国皇家学会会长，著名的物理学家、数学家，堪称“百科全书”。恩格斯说：“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了天文学，由于进行光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力学的本质而创立了科学的力学。”牛顿对人类科学的贡献，无论怎么评价都不过分。有人说，如果要选出对人类历史进程影响最大的100位名人，那么牛顿是排在第二的人。但是，牛顿生来并不是神童。他出生前三个月，父亲去世了。早产儿牛顿依靠单亲母亲抚养，生境十分艰辛。牛顿三岁时被寄养在外婆家，只读了两年书就辍学务农。他经常在田地里读书而忘了农活，舅舅得知后决心供他读书。牛顿除了喜欢读书外，还喜欢动手做一些小玩意儿，用心搞一些小发明。夜间放风筝时，他悄悄在风筝上放置一盏小灯，观看的人误以为是彗星。弄懂了风车的原理之后，他制作了一个风车模型，把一只老鼠固定其中，在老鼠嘴前安全距离放上一粒玉米，老鼠为了吃到玉米粒，就不停地往前跑，风车就不停地转动。牛顿在城里读书时，寄住在一个药剂师家里，学会了精准化学实验操作，提高了动手能力。参观牛顿的故居会发现一棵苹果树，据说当年牛顿在树下读书，被掉下来的苹果砸了一下，想到了万有引力。这个杜撰出来的故事，反映了人们教育子女的良苦用心，因此被流传下来。牛顿除了在经典力学提出的定律外，还对光进行了实验分析，得出了光是由一些“粒子”组成的，这就是“光的粒子性”学说由来。牛顿对光下的结论，可谓一锤定音。但是，事情并没有那么简单。几乎与牛顿通过实验得出光是“粒子”的结论同时，其他专业人士也在做实验研究，得出光是一种“波”的实验结果，极大地挑战了牛顿的学术权威地位。此后，光的“粒子说”与“波动说”争论了二三百年。“波动说”代表人物之一的托马斯·杨，也是一位百科全书式的人物，虽然职业是医生，却在其他学科的学术研究中成果颇丰。托马斯·杨在实验中发现：通常一滴水加一滴水，等于两滴水。可是大小相等、波形相反的两个波相加，波却消失了、没有了。他想用实验结果向牛顿的“粒子说”挑战，学术会议上却不让他发言。他把自己的理论学说印制成小册子发行，也只卖出一本。但是，以托马斯·杨为代表的“波动说”科学家们不屈不挠，向权威挑战了一百多年，终于使科学界接受了笛卡尔的表述——光具有粒子性和波动性这两重属性。这个结果促成学术界思维导向的重要突破，对人类基因发展研究居功至伟。在此之前，人类基因研究始终疑点重重，含糊不清。直到1920年英国生物学家罗莎琳德·富兰克林女士，提出人类基因是由两条并行的螺旋曲线组成，引导着很多问题迎刃而解。由此可见，科学研究需要打破沙锅问到底的精神，也不能一条道走到黑。变换角度看问题，有可能柳暗花明又一村。曾经拜访过德国基尔大学，在校园徜徉很久，跨越时空与伟大的马克斯·普朗克邂逅。也曾在基尔市北面的海边坐了一下午，穿越波罗的海与哥本哈根相遇。哥本哈根不仅有美人鱼雕像，更有一个量子物理学绕不过去的卓越群体——哥本哈根学派。我敬慕群贤，思绪翻江倒海……在光的“粒子说”与“波动说”百年论战中，核物理、波物理、电磁学、物质的分子、原子、基本粒子等等领域里的研究，如火如荼，捷报频传。1900年，马克斯·普朗克提出“量子”概念，假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍。这个假设在物理界引爆“第一枚核弹”，颠覆了人们有史以来的认知。不久，他按照这个思路，在实验当中发现了第一个量子。他发现量子，已经让人震惊。这个发现是来源于一个假设，更是让人目瞪口呆。当今科学研究首先提出一个假设，继而围绕假设进行实验研究，已经成为普遍使用的科研方法。马克斯·普朗克为全世界科研人员，推开了一扇通向成功的大门。马克斯·普朗克假设的“黑体辐射”，本身不是研究物质，而是对热力学的研究。我们大部分人知道，凡是温度高于绝对零度的物体，都有热辐射，只不过这种辐射能量很低时，我们感觉不到。比如，当我们靠近火炉时，才能感到热；当温度达到一定程度时，才会发出可见光等等。绝对零度就是K氏零度，对应摄氏是负273.15度。马克斯·普朗克假定一个有足够腔体的空间是黑色的球，球上有一个很小的孔，让光线从这个小孔射入，光线在球的腔体内不断反射，因反射角度不断变化，再也不能从射入时的小孔出来，成为“黑体”。当射入的光线积累多了，这个腔体的温度就会升高，进而产生辐射。辐射出来的粒子，只能是最小单位的整数倍。这说明，量子是组成物质的最小东西。马克斯·普朗克把我们带到了一个崭新的世界，现代物理研究以及物理理论在实践上的应用，都离不开量子物理。马克斯·普朗克从一个假设出发，得出了一个惊人的发现，进而改变了世界的面貌，他的突发奇想是天才的表现吗？从他发表的论文来看，他思维缜密、逻辑思维很强。但是，他所使用的方法别人也用过。他成功的秘诀，只是他能够及时变换角度和思路而已。及时、适当地变换角度和思路，大概是成功的首要因素吧？比如，欧洲著名的大侦探福尔摩斯，他在《新探案·皮肤变白的军人》中说：“我的方法，就是建立在这样一种假设上面。当你把一切不可能的结论都排除之后，那剩下的不管多么离奇，也必然是事实。”马克斯·普朗克用一个假设得出量子，无数个量子构成了我们的大千世界，真是十分奇妙。他的这个思维模式对华夏人来说，其实并不陌生。早在远古时期，我们的先贤就提出了“道”概念。老子在此基础上明确阐释：道生一，一生两仪，两仪生四象，四象生万物。中国古人的哲思，与马克斯·普朗克的思维异曲同工，非常深刻，非常卓越，只是我们没有理解到罢了。光的波动性小孔成像现象，春秋时期的墨子也曾发现过，只是后人没有继续对它进行研究罢了。那年到瑞士的伯尔尼，迫切想要参观爱因斯坦故居。爱因斯坦故居在一个地下室，地下室有一个门通上大街。可惜门锁着，我们只能在门外看一看。后来，我们到捷克布拉格，前往爱因斯坦经常光顾的老咖啡馆，在他经常坐的地方坐下来，喝了一杯英式下午茶，体验、回味一下他当年的感受。我知道，作为一名军人，有个基本要求，就是如何不使用指北针或者使用指北针找北。这个看似简单的问题，其实并不简单。因为在军事应用上，存在着地磁北、地北、地图坐标北的不同概念。而这三个北，并不在一个点上。在地球上找北已经不容易，那么，把人造卫星发射到地球外的太空，如何找“北”呢？这是“定位”问题，这个问题不解决，外星探索计划根本无从谈起。在光的粒子性、波动性大论战中，对于光在大尺度条件下的种种特性，引发了一个人的奇思妙想，那个人就是艾伯特·爱因斯坦。艾伯特·爱因斯坦在1905年提出“相对论”，让世人目瞪口呆。这是绝对意义上的目瞪口呆——没有反对的声音，没有质疑的声音，没有赞叹的声音。因为，没有人知道他说的是什么。据说当时全世界只有三个人懂得相对论，小众得可以忽略不计。当时，艾伯特·爱因斯坦生活拮据，急需一笔奖金解决困顿生境。虽然他声名显赫，成果累累，却无法获得诺贝尔奖。想要获得诺贝尔奖必须有评委推荐，而评委当中没有人懂得相对论。摸不着头脑的研究学说，诺奖评委们谁敢、谁愿意推荐？很多年以后，艾伯特·爱因斯坦获得诺贝尔奖项，是以研发光电效应学术成果。相对论是什么理论呢？打个比方说，当你坐在高速行驶的火车上，火车一鸣笛，你会听到一个中调的“呜”声。这时候有一个人站在火车前方，他会听到尖厉的“呜”啸声；有一个人站在火车后面，他会听到低沉的“呜”鸣声。而坐在火车上的人，听到的只是正常火车鸣笛。“呜”声只有一个，坐在火车上、站在火车前和火车后，位置不同感觉就不同。坐在火车上的人与“呜”声同步运动，等于没有移位，声波波长没有变化。站在火车前面的人，等于“呜”声向你逼近，声波被压缩，波长变短，声音尖啸。站在火车后面的人，“呜”声渐远，声波被拉长，声音变低沉。这个事例并不能完全、准确、科学地阐述相对论原理，它只是我们在中观世界的一种比喻。相对论，是关于时间、空间和万有引力的理论。看看墙角，大家会明白空间是三维的，那么加上时间，我们这个世界起码由四维构成。一维的世界是一条线，二维的世界是一个平面，三维的世界是立体的，再加上时间，便形成世界的基本形态。物质，正是存在于时间和空间当中。换句话说，空间和时间，只是物质存在的形式。大多数中国人知道《三国演义》这部书，知道书中精彩战事。其实，“骰子”也可以理解为，它给我们讲述着另一种版本的三国战事。“骰子”细数近四百年来，人类在物理学领域发生的战事。我认为，艾萨克·牛顿以经典力学为主，在我们习惯的中观世界竖起了帅旗；马克斯·普朗克在微观世界，祭起了量子力学法宝称雄；艾伯特·爱因斯坦以相对论学说，在宏观世界展示了雄才大略。“骰子”围绕着他们的“三个世界”，讲述了众多科学家的奇闻逸事。三位主帅在书中全都披挂上阵，各有建树。他们在苹果树下、在海边、在咖啡馆里，展开令人匪夷所思的、大胆的想象和假设，用缜密的逻辑思维归纳、推理、演绎，发现了真理；他们用大量的实验数据，验证了自己的发现并确立了自己的研究学说。他们的麾下，自觉、不自觉地聚集起大量科学技术工作者，日夜不停、长年累月、周而复始地观察、记录、统计、分析、汇总、创新。经过艰苦鏖战，有的人功成名就，而更多的人则默默无闻，一无所获。“骰子”讲述的这个“三国”，也有唇枪舌剑，也有被封住嘴不让发声，显示出没有硝烟的战争同样惨烈。但是，“骰子”最后给我们讲述了“海森堡事件”和德国原子弹计划，让读者不禁冷汗直冒：原来这个领域的战争平时没有硝烟，一旦有了硝烟就是原子弹、氢弹的上阵，彻底毁灭人类、毁灭地球。从“骰子”提供的资料来看，令人困顿迷惑，难以判断。我们不知道应该怎样评价“海森堡事件”——是庆幸德国科学家们本着“科学服务人类”本质，为了维护科学研究人员的尊严，破坏了希特勒的毁灭计划？还是叹息德国科学研发无意中与原子弹擦肩而过？我宁愿相信前者！中国人对客观世界的哲学思考，向来都是十分深刻的。古代的《庄子·天下篇》记载，惠施曰：“一尺之棰，日取其半，永世不竭。”两千多年前的人，能有这样的认识，让人惊叹。从尺（棰）这个长度单位来说，确实是可以无限地分下去，永世不会到尽头，这是绝对真理。但是，对于制作尺的竹片来说，当它分解到分子单位时，再往下分，它就不是竹子了，而是炭、水等分子了。所以，惠施的这个说法，只在一定范围内是真理，真理又有了相对性。世界上所有的真理，都有相对性和绝对性两个方面。相对性和绝对性，构成了哲学中的一对范畴。古希腊哲学家芝诺，有一个著名悖论：一位善跑的人与乌龟赛跑，乌龟在善跑者前面10米远。当善跑者跑10米时，乌龟跑1米；当善跑者跑1米时，乌龟跑0.1米，如此推算下去，因为距离可以无限小，那么善跑者就永远追不上乌龟。这显然违背常识，芝诺却讲得振振有词，这就是著名的“芝诺悖论”。我理解的悖论，是哲学明灯下的“灯下黑”，是思辨中的小类别存在。数学中的无限小，结果是零。当善跑者达到零那一瞬间，他就超过了乌龟。我们在认识客观世界时，要有严谨的科学思维，而不能步入误区。在古希腊论辩中，芝诺常用这种方法令对手哑口无言，这种方法在哲学中叫“归谬法”。记得上大学的时候，时任吉林大学副校长的唐敖庆教授，给我们讲解自然辩证法。唐敖庆教授是国际著名量子化学家，他用形象思维的语言、逻辑思维的推理，深入浅出地给我们讲述了看不见、摸不着的量子，听得我们如醉如痴，引导我们充分发挥想象力，遨游在另一个世界。唐敖庆教授使我们懂得，要想理解量子，必须得有想象力。因为，量子看不见、摸不着。但是，也不能胡思乱想，要以实验结果为依据，用逻辑思维科学地去想象。量子力学中的“薛定谔的猫”，说起来很简单，可理解起来却很烧脑：有人收到一个密闭的盒子，里面是一只猫。那么，这只猫现在是活的还是死的？标准的正确答案是，猫现在既是活的又是死的。确实，因为猫可能是活的，也可能是死的，这就是事物在量子状态下的答案。有人说，你把盒子打开看看，不就知道了嘛。可是，你一旦打开了盒子，就不是量子状态了。所以，“这只猫当时陷于死与活的混合”形式，处于死与活的叠加状态。“薛定谔的实验把量子效应放大到了我们的日常世界，现在量子的奇特性质牵涉到我们的日常生活了。”一位下乡知青，给我讲了一件真事：一天下午，连队马号的一匹小马腿部受伤，筋腱断了，医治不好，大家不忍心看着它痛苦，决定第二天将它杀掉。夜半时分，原来也是这个连队、后来调拨到几十公里外另一个连队的这匹小马的母亲，突然来到小马趴着的马号栅栏外面，不停地嘶叫。小马也很难过，不停地应答，场面令人唏嘘不已。天亮以后，母马才离去。人们很疑惑，路途遥远，马的嘶鸣声肯定听不到，母马是怎么知道小马受伤了？这是一种什么现象？人们很早就发现，如果孪生兄弟其中一个人受伤，另一个人虽然距离很远，也会有心痛等反应，这又是什么想象？一个事物之所以能够存在，就一定有它存在的理由。无独有偶，人们在研究量子的时候，发现量子也会发生“纠缠”：一个量子发生了变化，另一个与它纠缠的量子，也会发生变化，不管它们之间的距离有多远。我国“墨子号”卫星，实现了1200千米的量子传输，就是利用了量子的这个特性。由此，量子通信成为现实。“骰子”一书的续集，可能将由我国科学家撰写。细想，那槽马母子和孪生兄弟之谜，可能就属于量子科学范畴，我们期待着有朝一日用精准的科学论断，揭开这个谜团。合上“骰子”书页，你会发现这本书从头到尾，都是在实验的基础上，进行思想的论辩，得出一个又一个科学成果。由此呈现在思维深处的画面，让人联想到中国历史上儒释道三家的论辩，想到古希腊苏格拉底等人的论辩。艾萨克·牛顿的经典理论，就是《自然哲学的数学原理》。量子力学的论辩，有时候并不是甲乙双方之争。比如，在1927年第五次索尔维会议上，就有实验派、哥本哈根派和爱因斯坦、薛定谔之间的论辩。“骰子”书中甚至还列举，如果明代的王阳明参加论辩，他会怎么说？《上帝掷骰子吗》这个论题，正是爱因斯坦提出来的。以上说了那么多，无非是证明我们对中观世界、微观世界、宏观世界事物的探索研究，都离不开科学的思维。尤其是对微观世界、宏观世界事物的研究，因为研究对象太小或者太远，我们无法直观地“看到”，科学的思维就是必须的手段。科学的思维，就是辩证唯物主义哲学。哲学是发现、阐释真理的钥匙，是科学须臾不可或缺的法宝。我们的先贤们，在两千多年前的春秋时期，思想领域出现了百花齐放、百家争鸣的局面，涌现出了儒家、道家、墨家、法家、名家、阴阳家、兵家等等思想泰斗，给我们留下了宝贵的思想文化遗产。其中墨家给我们留下了一份特殊的遗产，就是“墨辨”，也就是对思维的思维。墨子在论述中，自觉地使用了“归纳法”“类比法”“推理法”“演绎法”“反证法”等等方法，对问题进行“分析”“驳斥”“阐释”，得出令人信服的结论。“墨辨”里对思维的思维，大多被归纳到现在哲学中的逻辑学当中。因此，我国古代逻辑学思想，与古印度文明的“因明学”和古希腊的“逻辑学”是并驾齐驱的。使用科学的哲学思想武器，我们是有厚重的历史传承的。但是，现在我们有许多人对哲学的认识不足，或者有偏差。有人说哲学就是政治，其实哲学既包括世界观，也包括方法论。有人说哲学属于文科，其实哲学是自然科学和社会科学的最高概括和总结。有人说哲学家说话听不懂，比如：世界上“没有没有物质的运动”，也“没有没有运动的物质”。其实，这只是哲学界的专业用语，与其他行业的专业用语一样。有人说哲学就是诡辩，其实“诡辩”与“悖论”等等一样，都是哲学研究大路中的一个小巷道。而你一旦弄清了哲学的内涵、外延、范畴等等，科学缜密地思维，在许多问题上，都会有事半功倍的收获，会顺利到达胜利的彼岸。有的人觉得“骰子”读不下去，我想问题就出在没有学会如何用哲学思维去阅读。几年前，到贵州参观“天眼”，车开到“天眼”附近，所有导航设备全部失灵。攀爬看“天眼”的平台，也十分不容易。我们五个人平均年龄70有余，爬了804个台阶（包括去洗手间），相当于爬上33层楼；上去后对“天眼”的作用，更是难理解。但是，我记住了一个数据——当年发现第一颗脉冲星的人，获得了诺贝尔奖。而我们的“天眼”迄今为止，已经发现了800多颗脉冲星。这为我国科研人员研究脉冲星、天体物理，提供了优质的、广阔的平台。未来是属于年轻人的，我们年轻的科研人员真是太幸运了！千里之行，始于足下，未来的发展进步需要更多的年轻人读懂《上帝掷骰子吗》。
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刘战军，毕业于吉林大学哲学系哲学专业，毕业后被选调入伍，历任战士，班长，排长，师、军参谋，军副处长，团副政委，师后勤部政委。转业到哈尔滨市政府工作，任市政府副秘书长至退休。 觉得好看，请点这里↓↓↓
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