遇和不遇

人生世,總在遇和不遇之間。作為退休理科教師,我們遇到同好者一起寫博文,同一議題,可各抒己見,有時會遇到教過的學生、共事的老師、久違的上司,什麼樣的熟人、朋友,什麼樣的男人、女人,全不由我們做主,卻決定我們的電腦瀏覽器博文和瀏覽的博客以前在學校工作,如果工作順利、生活幸福,某一天早上醒來,我們會感謝命運,讓自己在那些重要的時刻遇到了合適的人,可能是同事的幫助,勤奮的學生如果某日諸事不利,那麼,會遇到倒楣的事情,忘記帶教具,忘記這,忘記那。生命是一個漫長的過程,佔據人一生大部分時光的,是他的職業生涯,平時人們常講的遇和不遇,也多指工作和職業中的遭際。退休後遇到的,多是舊同學,興趣相似的羣組,在談天說地之際,偶有佳作,不想輕易忘記,乃存之於小方塊中,給遇和不遇的博客觀賞,如此而已!

2025年5月22日 星期四

當世界充滿不確定性 解讀薛定諤之貓生與死

這些日子,美國總統特朗普政策反反覆覆,關稅加了又暫停,股市大升大跌,經濟政治前景充滿不確定性(uncertainty),教人想起薛定諤之貓(Schrdinger's Cat)及美國著名女科幻作家顧欣(Ursula Le Guin19292018)的同名短篇小說。

1935年,奧地利物理學者、1933年諾貝爾物理學獎得主薛定諤(Erwin Schrödinger, 18871961),在一篇論文中提出一個思想實驗,解釋量子力學與常識的矛盾,全文只有百多字,如下:「實驗者可以設置相當荒謬的案例。把一隻貓關在一個封閉的鐵容器裏,並裝置以下儀器……在一台蓋格計數器內置入極少量放射性物質。在一小時內,放射性物質至少有一個原子衰變的機率為50%,它沒有任何原子衰變的機率也同樣為50%。若衰變發生了,蓋格計數管會放電,通過繼電器啟動一個錘子,打破裝有氰化氫的燒瓶。一小時之後,若沒有發生衰變,貓仍存活;發生衰變,貓即毒死。依據量子波函數的描述,此乃活貓與死貓(容許我這樣說)糾合在一起的狀態,各佔一半。」

思想實驗質疑量子力學

按照量子力學的解釋,盒中的貓是在非生非死的疊加態(superposition)中。打開鐵盒,才確知貓是生是死。未開前,貓非生非死。這違反了常識。常識認為,無論鐵盒會否打開,原子都會或不會衰變,貓不是生就是死,怎能說鐵盒是否打開,可以影響甚至「決定」貓的生死呢?

1957年,美國物理學家David Bohm提出一個普通人比較容易理解的版本。貓仍放在鐵盒裏,用光子代替放射性物質,向一塊鍍上金屬的單向鏡片發射。光子可以穿過(或穿不過)鏡片。穿過和穿不過的機會都是50/50。穿過的話,就扳動鏡片後的槍殺死貓。穿不過,貓生存。

德國物理學家海森堡(Werner Heisenberg, 19011976)提出「海森堡分割」,指量子世界和物理世界的定律是完全不同的,甚至是矛盾的。量子世界沒有確定性,物理世界遵循牛頓發現的定律。貓不是粒子,故貓的生死不會不確定。表面上,這解決了薛定諤之貓的荒謬,但所有物質都是由粒子組成的。何以粒子沒有確定性,其組成的物質倒有確定性呢?再說,量子世界和物理世界的分界線在哪裏?一部量子電腦屬於那個世界?

顧欣的小說《薛定諤之貓》用第一人稱的「我」講述故事。這個「我」無名無姓,不知是男是女。究竟故事是作者的一場夢或奇幻(fantasy)?顧欣交由讀者決定。

「我」存在於一個反烏托邦世界。此世界愈來愈離奇的熱,火爐永遠開着,無法關上。水喉只有熱水,沒有冷水。家中所有金屬製品如刀、叉、雪櫃都燙手,汽車熱至無法駕駛。人體亦然,互相觸摸接吻,即會灼傷。整個世界在無法解釋的熱浪中。

小說開頭,「我」看到一對夫婦鬧着要break up(分手)。一瞬間,「那對夫婦終於崩潰了。他的碎片到處匆匆忙忙地走着,像小雞一樣跳着、吱吱地叫着。她卻最終減少到一無所有,只剩下一堆神經。」

作為貓奴的顧欣續寫道:「我」充滿悲傷悽愴的走進一間屋,找到一頭涼快、優雅、不受熱浪和崩散世界影響的貓。「我」聲稱靈感閉塞,寫不出好東西。「我」渴望找到解救自己的東西,卻說不出是什麼。「我」只好把貓抱入懷中。

小說探討何謂「真實」

此時,郵差來了,但郵差只會說「汪」和「嚎」,「『我』認為他可能不是人,而是頭小狗。」於是給郵差一個名字:Rover。當他看到「我」的貓時,忽然變得雄辯滔滔,聲稱這是薛定諤之貓,他已帶備盒子,要立刻做薛定諤的思想實驗。他還說是命中注定,實驗會證明貓必死,他「不能接受可怕的不確定性」。兩者爭持不下時,貓已跳進盒裏,並蓋上了盒。到「我」打開盒子時……,欲知結局,請看小說。

小說如何結局,並不重要,這篇科幻小說是寓言。顧欣藉用薛定諤之貓來探討:究竟「真實」(reality)是什麼?怎樣的「真實」才使人生有意義?確定性是什麼?現今的世界不是政治、經濟、道德、天氣、婚姻、愛情、友情、人心……等等,都逐漸喪失了確定性嗎?人類應該如何面對不確定性呢?

實驗廣傳歸功改編小說

薛定諤當初只打算拿貓的思想實驗,嘲弄篤信量子力學的物理學家。若他們確信只有人類觀察時,量子世界的不確定性才會消失,未免太匪夷所思!是以薛定諤的論文發表後,如泥牛入海,沒有物理學家理會。

15年後,薛定諤與愛因斯坦通信,提及貓的思想實驗。愛因斯坦才在一封信中認真的答覆他:「你的放射性物質+放大器+火藥+貓……這個系統的波函數,既表現出生氣蓬勃的貓,又表現出血肉模糊的貓。沒有任何學者會真正質疑貓的存在或不存在與觀察無關。」愛因斯坦的名言:「我堅信上帝不會跟宇宙擲骰子。」即是說,一切事情都有因才有果。貓不會在盒子打開前,處身非生非死的疊加態中。

薛定諤之貓到1957年才首次被物理學家引用和談論。再過17年,顧欣的短篇小說《薛定諤之貓》發表後,薛定諤之貓才進入普及文化的視野。

根據正在為顧欣撰寫傳記【註】的美國作家菲莉絲(Julie Phillips)所言,顧欣在1972年打算寫一本科幻小說,名為《一無所有》(The Dispossessed)。為此,她研讀了愛因斯坦的相對論。

菲莉絲推測,顧欣大約在1972年讀到薛定諤之貓的思想實驗。她寫道:「如果有人觀察,那麼,貓和儀器就會存在,並且會處於01的狀態。但是,如果沒人觀察的話,那麼我們就無法確定貓是處於狀態0,還是處於狀態1,或者甚至說不上貓是否存在。」

電影電視劇跟風

顧欣1972年着手寫《薛定諤之貓》,9月完成。她等到1974年《一無所有》出版後才發表。《一無所有》獲得1974年的星雲獎及1975年的雨果獎。《薛定諤之貓》吸引到科普作家以此為題著書、科幻小說家用以創作小說;然後電影、電視劇跟風至今。薛定諤之貓家喻戶曉,最大功勞歸顧欣。

註:菲莉絲撰寫的顧欣傳記,計劃在20264月出版。

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