大衛·玻姆,《量子力學與啟蒙》

這位有遠見的物理學家,其思想至今仍具有影響力,他追求的是精神和科學上的啟迪

大衛·玻姆(David Bohm,1917-1992)似乎受到雙重、矛盾的衝動驅使,既要闡明現實,又要使現實神秘化。

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一些科學家試圖闡明現實,另一些科學家則試圖使現實神秘化。大衛·玻姆似乎受到這兩種衝動的驅使。他因提倡一種明智的(根據愛因斯坦和其他專家的說法)量子力學解釋而聞名。但玻姆也斷言,科學永遠無法完全解釋世界,他 1980 年出版的著作《整體性與隱纏序(Wholeness and the Implicate Order)》深入探討了靈性。玻姆對量子力學的解釋近來引起了越來越多的關注。他是亞當·貝克爾的新書《什麼是真實?量子力學意義的未竟探索(What Is Real? The Unfinished Quest for the Meaning of Quantum Mechanics)》中的英雄人物(該書由詹姆斯·格雷克(James Gleick)大衛·艾伯特(David Albert)彼得·沃伊特(Peter Woit)評論)。在《科學的終結(The End of Science)》一書中,我試圖理解這位自相矛盾的真理追尋者,他於 1992 年去世,享年 74 歲。以下是該人物簡介的編輯版本。另請參閱我最近關於另一位量子先驅約翰·惠勒(John Wheeler)的文章。——約翰·霍根

1992 年 8 月,我拜訪了大衛·玻姆在倫敦郊區的家。他的皮膚異常蒼白,尤其是與他紫色的嘴唇和黑色的、鋼絲般的頭髮形成對比時。他的身軀陷在一張大扶手椅裡,顯得軟弱無力、倦怠,但同時又充滿了神經質的能量。一隻手託著頭頂,另一隻手抓住扶手。他的手指修長,青筋暴露,指甲呈錐形,發黃,張開著。他說,他正在從心臟病發作中恢復。

玻姆的妻子給我們端來了茶和餅乾,然後就消失了。玻姆起初說話斷斷續續,但逐漸地,語速加快,語調低沉而急促。他的嘴顯然很乾,因為他不停地咂嘴。偶爾,在做出一個讓他自己發笑的觀察時,他會咧開嘴,露出牙齒,勉強露出笑容。他還有一個令人不安的習慣,每說幾句話就會停頓一下,然後說“清楚了嗎?”或者只是“嗯?”我常常被搞得一頭霧水,只能笑著點點頭。但玻姆有時也很清醒。就像一種奇異的亞原子粒子,他時而清晰,時而模糊。


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玻姆在美國出生和長大,1951 年,在反共歇斯底里的高潮時期,他拒絕回答國會委員會關於他或他認識的人是否是共產黨員的問題後離開了美國。在巴西和以色列短暫停留後,他在英國定居。玻姆也是一位科學異議人士。他反抗了量子力力的主流解釋,即丹麥物理學家尼爾斯·玻爾提出的哥本哈根解釋。

玻姆在 20 世紀 40 年代後期撰寫一本關於量子力學的書時,開始質疑哥本哈根解釋。根據哥本哈根解釋,量子實體(如電子)的存在與我們對它的觀察無關。我們不能確定地說它到底是波還是粒子。該解釋還否定了量子系統看似機率性的行為源於潛在的、確定性機制的可能性。

玻姆發現這種觀點無法接受。“到目前為止,科學的整個理念是說,在現象背後存在著某種解釋事物的現實,”他解釋說。“玻爾並沒有否認現實,但他說量子力學意味著沒有什麼可說的了。”這種觀點將量子力學簡化為“我們用來進行預測或技術控制的公式系統。我說那是不夠的。如果科學的全部意義僅此而已,我想我就不會對科學很感興趣了。”

1952 年,玻姆提出,粒子確實是粒子——並且始終如此,而不僅僅是在以某種方式觀察到它們時。它們的行為是由玻姆稱之為“導波”的力決定的。任何觀察粒子的努力都會透過擾亂導波來改變其行為。因此,玻姆賦予不確定性原理一種純粹的物理意義,而不是形而上學的意義。玻姆解釋說,尼爾斯·玻爾將不確定性原理解釋為意味著“不是存在不確定性,而是量子系統中存在固有的模糊性”。

玻姆的解釋消除了一個量子悖論,即波粒二象性,但它保留甚至突出了另一個悖論,即非定域性,即一個粒子瞬間影響遙遠距離之外的另一個粒子的能力。愛因斯坦在 1935 年就注意到了非定域性,目的是表明量子力學一定存在缺陷。愛因斯坦與鮑里斯·波多爾斯基和內森·羅森一起提出了一個思想實驗,涉及兩個從共同來源產生並朝相反方向飛行的粒子。

根據量子力學的標準模型,在測量之前,任何一個粒子都不具有固定的屬性,例如動量。但是,透過測量一個粒子的動量,物理學家會立即迫使另一個粒子(無論距離多遠)呈現出固定的動量。愛因斯坦嘲笑這種效應為“鬼魅般的超距作用”,他認為量子力學一定存在缺陷或不完整。但在 1980 年,法國物理學家在實驗室中演示了鬼魅般的超距作用。玻姆從未對實驗的結果產生過任何懷疑。“如果結果相反,那將是一個巨大的驚喜,”他說。

但這就是玻姆的悖論:儘管他試圖用他的導波模型使世界更加合理,但他還認為,完全的清晰是不可能的。他在電視上看到一個實驗後得出了這個結論,實驗中,一滴墨水被擠壓到一個甘油圓柱體上。當圓柱體旋轉時,墨水以看似不可逆轉的方式擴散到甘油中。它的秩序似乎已經瓦解。但是,當旋轉方向反轉時,墨水又聚集回一滴。

這個實驗啟發了玻姆寫了《整體性與隱纏序(Wholeness and the Implicate Order)》,該書於 1980 年出版。他提出,在物理表象“外顯序(explicate order)”之下,存在著更深層次的、隱藏的“隱纏序(implicate order)”。玻姆將這個概念應用於量子領域,他提出,隱纏序是一個由無數波動的導波組成的場。這些波的重疊產生了我們看到的粒子,這些粒子構成了外顯序。根據玻姆的說法,甚至空間和時間也可能是更深層次的隱纏序的表現形式。

玻姆說,為了探究隱纏序,物理學家可能需要拋棄關於自然的基本假設。在啟蒙運動期間,牛頓和笛卡爾等思想家用機械論的觀點取代了古代人對秩序的有機概念。即使在相對論和量子力學出現之後,“基本思想仍然是一樣的,”玻姆告訴我,“一種用座標描述的機械秩序。”

玻姆希望科學家最終能夠超越機械論甚至數學正規化。“我們現在有一個越來越強的假設,即數學是處理現實的唯一途徑,”玻姆說。“因為它在一段時間內效果很好,所以我們假設它必須是那樣。”

玻姆預測,有一天,科學和藝術將會融合。“藝術和科學的分裂是暫時的,”他觀察到。“過去不存在這種分裂,將來也沒有理由繼續下去。”正如藝術不僅由藝術作品構成,而且由一種“態度,藝術精神”構成一樣,科學也不在於知識的積累,而在於創造新的感知模式。“感知或思考不同的能力比獲得的知識更重要,”玻姆解釋說。

玻姆拒絕了霍金和溫伯格等物理學家提出的物理學可以實現解釋世界萬物的最終“萬物理論”的說法。他說,科學是一個無限的、“取之不盡”的過程。“知識的形式是在任何時候都有一些本質的東西,並且可以解釋表象。但是,當我們更深入地觀察這些本質的東西時,它們最終會表現出一些表象的特徵。我們永遠不會得到一個最終的本質,它也不是某種東西的表象。”

玻姆擔心,對最終理論的信念可能會成為自我實現的預言。“如果你在一個魚缸裡養魚,然後你在裡面放一個玻璃屏障,魚就會遠離它,”他指出。“然後,如果你拿走玻璃屏障,它們永遠不會越過屏障,並且它們會認為整個世界就是那樣。”他乾澀地笑了笑。“所以你認為這就是終結的想法可能會成為進一步探索的障礙。”為了讓我相信最終的知識是無法獲得的,玻姆提出了以下論點

“任何已知的事物都必須由其侷限性來決定。這不僅是數量上的,也是質量上的。理論是這樣的,而不是那樣的。現在,提出存在無限是符合邏輯的。你必須注意到,如果你說存在無限,它就不可能是不同的,因為那樣無限就會限制有限,透過說有限不是無限,對吧?無限必須包含有限。我們必須說,有限從無限中產生,在一個創造性的過程中。這符合邏輯。因此,我們說,無論我們走多遠,都存在無限。似乎無論你走多遠,總會有人提出另一個你必須回答的問題。而且我不明白你怎麼能解決這個問題。”

讓我鬆了一口氣的是,玻姆的妻子走進房間,問我們是否要再喝點茶。當她給我續杯時,我指著書架上的一本關於佛教的書,問玻姆是否對靈性感興趣。他點了點頭。他曾是克里希那穆提的朋友,克里希那穆提是最早試圖向西方人展示如何達到靈性寧靜和恩典狀態(稱為啟蒙)的現代印度聖人之一。克里希那穆提開悟了嗎?“在某些方面,是的,”玻姆回答。“他的基本理念是深入思考,完全達到思考的盡頭,然後思考就會變成一種不同的意識。”

當然,人們永遠無法真正探究自己的思想,玻姆說。任何檢查自己思想的嘗試都會改變它——就像對電子的測量會改變它的軌跡一樣。玻姆似乎暗示,我們無法獲得最終的自我知識,就像我們無法獲得最終的物理學理論一樣。

克里希那穆提是一個快樂的人嗎?玻姆似乎對我的問題感到困惑。“這很難說,”他回答。“他有時不快樂,但我認為他總體上還是相當快樂的。關鍵真的不是關於快樂。”玻姆皺起了眉頭,似乎意識到了他剛才說的話的重要性。

我向玻姆和他的妻子道別,然後離開了。外面,下著小雨。我沿著小路走到街上,回頭看了一眼玻姆的房子,那是一棟樸素的白色小屋,位於一條都是樸素白色小屋的街道上。兩個月後,他因心臟病去世。

在《整體性與隱纏序(Wholeness and the Implicate Order)》中,玻姆堅持“玩耍精神”在科學和生活中的重要性,但玻姆,無論是在他的著作中還是在生活中,都絕非玩世不恭。對他來說,尋求真理不是一場遊戲,而是一項可怕的、不可能的、必要的任務。玻姆渴望知道,渴望發現一切的秘密,但他知道這是無法實現的,對於任何凡人來說都是如此。沒有人能活著走出魚缸。

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