一代宗师，魂归量子世界

 

    “有人说惠勒晚年陷入了疯狂，其实惠勒一直都疯狂”——费曼

 惠勒的去世，意味着哥本哈根时代的彻底终结

     2008年4月13日，哥本哈根学派最后一位大师约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler，1911-2008）在家中去世，享年97岁。

一
    惠勒是美国著名的物理学家、物理学思想家和物理学教育家。与其同时代的物理学家相比，他的名气远远不如他的博士后合作导师玻尔，他的同事爱因斯坦，也远远不如他的学生物理顽童费曼。在霍金流行全球之后，很多人都知道了“黑洞”这种奇怪的天体，但是很少有人知道，“黑洞”这个名字出自惠勒之手。
    惠勒虽然没有得到中国人看重的诺贝尔奖，但是他无疑是美国最重要的物理学家之一。作为物理学家，惠勒最重要的工作是与玻尔合作，在1942年共同揭示了核裂变机制，并参加了研制原子弹的曼哈顿工程。他还是美国第一个氢弹装置的主要设计者之一。作为物理学教育家，惠勒培养出了几代美国物理学家，他指导过的博士达50位之多——当下美国宇宙学或者天体理论物理的一线人物有相当一部分是惠勒的学生。
    在我看来，惠勒更深远的影响是他作为物理学思想家的工作。晚年，惠勒倾力关注终极问题，从物理学家成为哲学家。他说：“我无法阻止自己去琢磨存在（existence）之谜。从我们称之为科学之根本的计算和实验，到这个最宏大的哲学问题，其间连接着一个不间断的链条。在这个链条上不会存在这样一个特殊的点，一个真正有好奇心的物理学家会说：‘我就到这儿了，不再往前走了。’”
    第一次阅读惠勒是在二十多年前，当时我在南京大学物理系读研究生，一部薄薄的小册子《物理学与质朴性》，让我的后脑挨了一棍。很多潜意识中理所当然的观念，忽然间遭到了毁灭性的打击。比如关于实在是什么？人们一般认为存在一个外在的不以人的意志为转移的客观的实在，但是惠勒说，所谓实在，只有一些被观察到的铁柱是相对结实的，而其中的部分，则是由理论和想象构成。比如说历史是什么？人们一般认为存在一个客观的已经发生过的历史，但是惠勒则说，并没有一个历史存在在哪儿，除非它被今天所观察到。甚至，我们今天的观察，能够对过去的历史产生影响，一直影响到宇宙的创生。值得一说的是，惠勒的思想不是建立在哲学思辩，而是建立在物理学研究上的。
    去年，我到美国东海岸漫游了六个星期，预订行程的重要一项，就是前往普林斯顿拜访惠勒。在惠勒的学生肯尼斯·福特（Kenneth Ford）的帮助下，我终于夙愿得偿。2007年6月27日，福特杨键教授开车带着我前往惠勒所在的疗养院，与惠勒做了短暂的会见。当时惠勒已经96岁，福特教授说，他已经不能集中一个话题十分钟以上。惠勒的听力严重下降，我需要对着他助听器的麦克风大声说话，他才能听见。福特教授事先把我的情况写在了一张纸上，告诉他，我是他At Home in the Universe（中文名《宇宙逍遥》）一书的译者。
    我们的谈话纯粹是礼节性的。拜访惠勒，只是表示我对这位物理英雄的崇敬。在惠勒去世后，《纽约时报》发表了长篇文章。麻省理工学院的宇宙学家泰格马克（Max Tegmark）说：“对我来说，惠勒是最后一位巨人，惟一一位依然挺立的物理学超级英雄。”
    在疗养院，我还看到了惠勒的妻子，当时99岁。她抚摸着我送给她的披肩说：太美了，太美了！然后望着窗外，大声地自言自语。在我们走出很远之后，我还能听到她的声音。
    董光璧先生提出了“后哥本哈根时代”的概念，用以指代玻尔逝世之后的物理学。而惠勒则是承前启后的人物。一方面，惠勒继承了量子力学哥本哈根学派的思想，并把哥本哈根学派的思想推到了极致，如延迟选择实验、参与的宇宙等；另一方面，他又超越哥本哈根学派，如其万物源于比特、理论的变易性等思想，并提出了未来物理学的某种可能性。当然，惠勒是否真能算得上承前启后，需要等未来的大事件发生之后才能回溯。
    总体来看，当前物理学正处于一个相对平稳的时期，用惠勒本人的话说：“新的发现，有；但是新的定律，没有。”而且已经没有了四五十年了。虽然有超弦理论、膜理论等新鲜事物不断涌现，但与上个世纪此时的波诡云谲相比，只能以平庸无奇来形容。若以库恩的科学革命说来衡量，现在的物理学无疑处于常规时期，或曰下一场科学革命的前夜。
    惠勒的去世，意味着哥本哈根时代的彻底终结。

二
    作为一位出色的教育家，惠勒对于教育有特殊的理解。“大学里为什么要有学生？”惠勒说，“那是因为老师有不懂的东西，需要学生来帮助解答。”1970年代初期，惠勒的学生贝肯斯坦（Bekenstein）提出，黑洞的视界面积正比于黑洞的熵，这个思想与当时的霍金等人“黑洞无毛”的观点相悖，几乎所有的黑洞物理学家都站在霍金一边，只有惠勒支持贝肯斯坦，他说：“这个想法足够疯狂了，所以它很有可能是对的。”而贝肯斯坦的确对了。早逝的费曼曾经说：“有人说惠勒晚年陷入了疯狂，其实惠勒一直都疯狂。”
    作为20世纪最重要的物理学成就，量子论和相对论在其基本理念上存在着严重的冲突，至今没有统一起来。作为哥本哈根学派的一员，惠勒对量子力学有深刻的理解，也作出了重要的贡献。但对于相对论，尤其是广义相对论，则知之不多。于是，1950年代，惠勒在普林斯顿开了一门讨论班课程，广义相对论。惠勒又有惊人之语曰：要想了解一个新的领域，就去开一门这个领域的课程。后来又说：要想了解一个新的领域，就写一本关于那个领域的书。这就是他与他的学生基普·索恩合写的大部头著作《引力》。
    惠勒具有超人的物理学直觉，能够从简单的类比，来获得深邃的洞察。“类比引发洞察”，这是他的方法论夫子自道。其深邃在于，这些类比经他一说，似乎极为平常。
    惠勒最有代表性的思想是1979年在纪念爱因斯坦100周年诞辰学术研讨会上提出的延迟选择实验，据此，他给出了一个颠覆我们通常时间次序的结论：“我们此时此刻作出的决定，对于我们有足够理由说，它对已经发生了的事件产生了不可逃避的影响。”此时的决定，影响了，甚至决定了光子的过去。最绝的是，这个思想实验不但具有可操作性，而且可以在宇宙尺度上操作。藉此，惠勒反复强调：“没有一个基本量子现象是一个现象，直到它是一个被记录（观察）的现象”；“并没有一个过去预先存在着，除非它被现在所记录”。于是，惠勒把哥本哈根学派的整体论从空间拓展到了时间。
    惠勒反对说有一个外在于我们的客观实在存在“在哪儿”。作为物理学家，惠勒喜欢使用图示、模型和故事来说明他的观点。他经常利用这个R来代表实在（Reality），他指出：“实在是由一些观察的铁柱及其间的理论和想象构成的。”然而，他又指出，先定义术语，再繁衍理论，这是不可能的；先有实在，再有观察者的观察，也是不可能的。因为理论、概念、定律和测量方法是不可分离、同时呈现的（《宇宙逍遥》第14页）。因而，即使被观察的铁柱本身，也是与理论相关的。这样一来，我们所看到的实在图景，几乎完全是我们的建构。
    他强调观察的意义，我们观察到什么，（部分地）取决于我们用什么方式提问。由此类比，我们所见到的世界，也是由于观察而成为存在的。进一步，惠勒提出了参与的宇宙（participatory universe）这个概念，指出宇宙是一个自激回路，现在的观察，参与乃至创造了宇宙之诞生。于是有“万物源于比特”（有生于微）的理念。纯粹的客观的观察是不可能的，观察者必然成为参与者。而我们现在是看到的宇宙，或者实在，正是来自于古往今来的无数观察－参与行为。
    这些思想沿着物理学的逻辑步步深入，一直推到似乎荒谬得难以接受的程度。这种思想方式已经成为惠勒的方法论。

三
    相对论和量子论，20世纪上半叶最伟大的两个物理学理论至今不能融合，这本身也是一个悖论。作为为数不多的同时对量子论和（广义）相对论有深入研究的物理学家之一，惠勒同时进行着几个层面的思考，既考虑物理学本性的二阶问题，也构想未来物理学可能的基本因素。他提出了关于未来物理学的“三个问题”：存在如何，量子如何，观察如何创造？并提出了解决问题的“四个没有”的原则和“五条线索”。这些思想虽然已经构成了一个庞大的系统，各个部分之间有着紧密的联系，但是还没有形成完整的体系，依然包含着众多的猜想和可能性。而其魅力，可能恰恰来自于这些可能性。惠勒不是给出了答案，而是向我们提出了问题。下面举几个例子：
    变易性。从物理学结构上，惠勒构造了一个变易性的阶梯。这个阶梯的最下层是最古老的弹性定律，弹性定律假设密度是不变的常量。而在我们能够产生足够的压力之后，密度就成为变量。化学价曾被认为是原子的固有属性，可以用来为原子排序，于是有门捷列夫元素周期表。但是原子核嬗变使这一条也发生了变化。每一条物理定律，都在某种物理条件的极端状态下被突破，被超越。依此类推，惠勒认为，一切定律都具有变易性（mutality），都不可能是不朽的，而宇宙本身也有生有灭。
    物质的物理学和定律的物理学。惠勒认为，麦克斯韦时代的物理学是物质的物理学，这时物理学的目的是寻找构成物质世界的基本单元，把物理学的基础建立在更基本的粒子之上。而此后的物理学则是定律的物理学，具体的物理粒子成为理论本身的建构结果，不再基本。惠勒力图把更多的物质转化成定律，前述“没有物质的物质”和“没有电荷的电荷”都是这种思想的表现。当然，这也可以用奥卡姆剃刀来解释。
    推出时间、量子和连续性。既然物质和电荷都可以从物理学自身的结构中给出，惠勒大胆地猜想，现在从物理学之外给入的时间将来也可以从物理学中推导出来，由绝对的量变成近似的量，由基本的量变成导出的量。正如光速曾经是外来的、绝对的量，后来则成为导出的，近似的。事实上，惠勒希望把所有外来的量，乃至把物理学本身建立在观察之上，希望从最质朴的观察出发，给出量子的定义，时间的定义，并解决数学连续性和物理的分立之间的矛盾问题。这就是所谓物理学的质朴性。
    2000年是量子理论问世一百周年，惠勒写了一篇文章《量子何为？——量子物理的荣耀与耻辱》表示纪念。他说：
    这就是普朗克之后一百年的量子物理，全部化学、生物学、计算机技术、天文学和宇宙学的理论基础。然而，如此值得自豪的基础，却仍不能知道其自身基础。我们可以相信，我确实相信，对于“量子何为”这个问题的回答也将被证明是对“存在何为”这个问题的回答。
    2001年年初，惠勒在给笔者的电子邮件中指出：“未来的物理学应该来自于我们对量子理论的更深入理解，而不是来自对量子理论的评判。”
    在对这些基本问题的思考中，惠勒从物理学走到了哲学。

四
    能够集中表现惠勒思想的中文文献在2000年前只有两种。一是《物理学和质朴性：惠勒演讲集》（安徽科学技术出版社，1982年），这是惠勒在1981年访问中国时，在北京、合肥和上海发表的学术演讲。此书直接用中文出版，没有其他语种的版本。中国学者了解惠勒，大多始于此书。一是《科学和艺术中的结构》（童世骏、陈克艰译，华东师范大学出版社，1989年），这也是一部演讲集。1979年在德国的克龙贝格城，二十几位世界科学、哲学和艺术领域的一流人士聚在一起，就“科学与艺术中的结构”进行了专题讨论。会议共有四个专题发言，前三个发言者分别是心理学家、生物学家和小说家，惠勒是第四个。与会者皆一时俊杰，包括国内熟悉的科学哲学家卡尔·波普尔，艺术史家贡布里希，以及三位诺贝尔奖得主。这两种文献综合起来，大体上已经包含了惠勒就实在问题和科学走向问题的基本思想。
    惠勒出版的物理专业著作也有很多，中文只有一种繁体字版的《引力》在台湾出版。2000年，惠勒传记Geons，Black Holesand Quantum Foam（真子、黑洞和量子泡沫）中译本由台湾商周出版社出版，题为《约翰·惠勒自传——物理历史与未来的见证者》（蔡承志译），2004年，此译本之简体字本由汕头大学出版社出版。这部传记为惠勒与其高足福特合著。
    而最能集中体现惠勒作为哲人科学家思想的则是其文集《宇宙逍遥》。这个译名是戈革先生的建议。该书包括六个部分，共24篇文章。其中第一部分“科学的微笑”和第六部分“超越黑洞”讨论的都是物理学基础问题以及实在本性问题，这是其思想最为尖锐和艰深的部分。
    第二个部分“热忱与士气”篇幅较短，其中谈到了教育问题，谈到了对大学精神的理解（《普林斯顿的合作精神》），值得国内大学管理者“深长思之”。第三个部分“玻尔和爱因斯坦”中的六篇文章都与这两位大师有关。涉及了物理学史上的若干重大问题，阐释了重要的物理学思想，也谈到了科学家的社会责任、科学的社会意义等问题。第四部分“追忆伟人”与前一个部分类似，只是对象变成了居里夫人、外尔、克拉默斯和汤川秀树等人。第五部分“半生此生”讨论的则是科学社会学问题。
    尤为让我惊奇的是，惠勒当年还曾经领导过科学的社会风险问题的研究。当然，相对于今日的科学社会学和科学知识社会学来说，惠勒的观点更多地反映了一位科学家对于科学和社会问题的缺省理解。在这几个部分之中，还散落着惠勒献给哥白尼、爱因斯坦等人的赞美诗，使我们看到一位物理学家多方面的才华。
    惠勒的思想新奇瑰丽。就如惠勒在中文版序言中所说，人要能够跨越自己专业的狭隘视野。在该书第一篇文章中，惠勒就强调致统一概念，强调不同领域之间的融合。这是物理学家长久以来的大统一梦想（温伯格称之为“终极理论之梦”）的另一种表现。而惠勒的思想已经超越了物理学，成为人类文化的共同财富。
    惠勒说，茫茫宇宙中发生的奇迹，胜过人们在“最狂野的梦里所能想象出来的最灿烂的焰火”（《我们的宇宙：已知与未知》），对我来说，惠勒这位理论物理学家张扬无羁的思想狂欢，充满激情的理性和充满理性的激情，也如狂野之梦中的焰火！

 

（责任编辑 朱力远 网络编辑 肖骐）  轮回之迷 就拿二千数百年前中国的春秋时代来说，思想发达，诸子百家争鸣。有学问的哲人学者，开始对人类的生死问题提出了意见，知道如果生死为人类之大事，既有生，就一定有死。孟子说：「所欲有甚於生者，……所恶有甚於死者。」可见好生恶死，存在於人类共同的心中。

　　但生死是生理变化的过程，应该使之顺其自然。故子夏说：「死生有命，富贵在天。」孔子也说：「爱之欲其生，恶之欲其死；既欲其生，又欲其死，是惑也。」（《论语?颜渊》）因为人之生死，不能随人的爱恶。人们只能循生命之真理，而求其养生、广生与长生，却无法免於不死。长命百岁，是一般人祝祷他人之颂词，即使活到一百或数千岁，仍不免於一死。 一、奇事异闻信不信由你

　　可是事实上，在民间却活生生的流传着许多故事，描述着鬼神的出现，以及因果报应，轮回转世，却也未必虚假。在诸家野史、笔记，甚至在正史中，皆有许多此类记事。即使二十世纪，民间轮回转世，借体还魂之事，直到八○、九○年代，也经常发生。报纸杂志经常记述这类情形；有人亲身经历，有人是眼见，有人是耳闻，都惊为奇事异闻，辗转流传。由於亲身经历，目睹异状，不由得你不信以为真。

　　而一般科学家、心理学家、医学家，由於不是亲身目睹，对此都加以全盘否认。即使偶尔目睹经历，也用他的观点否认，说是精神不正常，或是心理幻想，一概抹煞。於是信者自信，不信者则斥为迷信；有人尽力仔细蒐集资料，加以观察分析研究；也有不去深入研究的态度，只以迷信之说来排斥鬼神灵魂的事实，这可以说是科学迷信。

　　就在近代科学家、心理学家、医学家，斥责灵魂之说为迷信的强大压力中，也有少数人持相反的意见，据《死亡之後的生命》一书的前言中说：「早在十九世纪中叶，受当时那些据说和死者灵魂有感应力量，并与精神世界取得联系的层出不穷的报告影响和刺激，人们已经开始一本正经地认真对这一现象展开了研究。从那以後，为了最终决定性证明这种交流与感应到底可不可能，这些先驱者突破万难，千方百计地对数以百计明显难以解释的实例，进行了调查和探索。而另一个吸引人们进行仔细深入研究和调查的领域，是那些心灵感应的艺术领域，音乐绘画、文学等作品，作者是平凡的人，但他们宣称其作品，是受到早已去世大师的指导而产生的。」 二、轮回说的科学研究 　

　生命是有轮回的，这是宗教家的说法。人们依据一生的善恶，上升天堂，下降地狱；一般的人，仍轮回为人，依其福泽而有高下。史传和笔记小说，记载有人能记忆前生，甚至三生的往事。直到现代，仍不断有转生借体还魂的事实，登在报上。这类事实，超心理学研究者，从国内外已蒐集到不少的实例，除身处其境的人深信不疑外，一般的人，未必全信，只是当做奇闻异事，流传而已。 　　根据历史的记载，新观念的提出，总是遭受科学界和外国的阻力，所以轮回之说，虽然到处流传，却未为大众所接受。 　　近来一位出身耶鲁大学的医学博士，名布莱恩?魏斯 (Brian L.Weise) 的美国医师，担任过耶鲁大学精神科主治医师，迈阿密大学精神药物研究部主任，在匹兹堡大学教过书，现任西奈山医学中心精神科主任，曾发表三十七篇科学论文和专文，这位受过严格科学训练的医师，竟提出人类有轮回的说法。

　　1980年，有一位年二十七岁，名叫凯瑟琳的女子，因患焦虑、恐惧和痛苦的侵扰，找他求治。他花了十八个月，做传统心理治疗，毫无成绩。於是用催眠法，想追踪她童年的伤害，那知道竟催眠到她的前世。她在催眠中的说话，毫不迟疑，名字、时间、衣服、树木，都非常生动。她并不是在幻想，杜撰故事，她的思想、表情，对细微末节的注意，和她清醒时的人，完全不同，无法否认其真实性。在一连串的催眠治疗状态下，凯瑟琳记得了引发她症状的前世回忆，也传达了一些高度进化的「灵魂实体」的讯息。

　　前辈大师告诉她，在地球上她活过八十几次。但催眠治疗中，只前後出现过十二次，有几次且重复出现。在催眠中，她自己说出：曾是埃及时代的女奴，十八世纪殖民地的居民，西班牙殖民王朝下的妓女，石器时代的穴居女子，十九世纪美国维吉尼亚的奴隶，第二次世界大战的飞行员，被割喉谋杀的荷兰男子，是威尔斯的水手，在船上作业时受伤，是参加大姐婚礼的小女孩，是十八世纪的男孩，目睹父亲被处死刑。她栩栩如生描述身处的景象。他测试过凯瑟琳，确定她没有说谎。魏斯告诉自己：「恐怕这不是相信或不相信的问题，而是让我知道，轮回是真实的事。」

　　每一世死亡的情形，都很类似。死後自己会浮在身体之上，可以看到底下的场面。通常死後感觉到一道亮光，她可以从光里得到能量，被光吸过去，光愈来愈亮。她飘浮到云端，接着他感觉到自己被拉到一个狭窄温暖的空间，她很快要出生，转到另一世。 　　在她的前世中，常出现今生中对她关系重要的人。根据许多次研究，一群灵魂会一次又一次地降生在一起，以许多的时间，清偿彼此的相欠。人们对人的暴力和不公，都得偿还。过完的每一生，若没有偿清这些债，下一生就变得更难。这些轮回转世偿债的情形，和中国传统宗教中的因果报应和业障的说法，并无不同。

　　魏斯花了四年，写下了《Many Lives , Many Masters》这本书。花了四年，才鼓起勇气，甘冒专业的风险，透露这些不正统的讯息，让大家都了解我所知道的不朽和生命的真义。 　　这本书一出版，在佛罗里达州上了连续两年的排行榜，平装书印刷十次，译成十一国文字，风行一世，得到医师和专家的好评。魏斯说：「自从接触这个病人，我的生命全然改观。」

　　台北的张老师出版社，请谭智华先生将本书译成中文，定名为《前世今生》，出版了这书。并请笔者以中华民国超心理学研究会理事长的身分和专家胡因梦女士，台大心理系余德慧教授，以各人专攻的角度，来探讨轮回的问题，虽然各有解释，但都承认或不否认轮回的事实 !