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三、全同粒子 

假设现在眼前有两个形状完全一样的弹珠,纵然这两个弹珠在外观上完全一样,可是我们仍然可以分辨哪一颗弹珠在左边,哪一颗弹珠在右边。如果把两颗弹珠换成两个电子会如何呢?此时我可以拿出其中一个电子,但却分不清到底拿到的是两个电子之中的哪一个。原因是,在这种情形之下,由于我们看不到电子,所以左右的概念在此已不适用。换言之,在这种状况之下,左边和右边是无法分别的,所以称为全同粒子。(注一)以上这个例子又说明了观察者地位的重要性。 

接着我们举一个很有名的诡论再加以探讨。这是由理论物理学家薛丁格(Erwin Schrodinger)提出的量子猫诡论。如图四所示,把一只猫放入一个黑箱子里面,在箱子里放有盛着毒气的瓶子和放射性物质,当有放射性衰变发生时,便会触动开关将毒气瓶打破而立刻将猫毒死。由于放射性衰变本身是一种量子过程,所以只能用机率的概念来描述。譬如说某一种放射性物质的半衰期是一分钟,意思是说如果我们将这种放射性物质的一个原子放入黑箱之中,那么过了一分钟后,猫被毒死的机率是50%。现在我们将一切装置安装妥当,把猫放入黑箱中,并盖好盖子。

 

图四:薛丁格的量子猫和其实验装置。

现在问题来了!由于我们从外面根本看不到箱内的猫是死是活,要知道猫是死还是活,只有打开箱子才能知道。那盖上盖子后,猫究竟是死是活?照平常的经验,是两个互相对立的现象,绝对不可能出现半死半活的情况。所以盖上盖子,过了一分钟后,我们实在不能说:此刻猫的状况是50%活和50%死既然这种说法不能成立,那么实际的情况应该是如何呢?现在我们试着来解答这个问题。

首先要问一个问题:为什么我们能够分辨猫的死活?原因是我们的意识在作用,所以打开盖子时,我们很容易辨别猫的死活;当把盖子盖上时,我们意识的作用被截断了,所以这时无法判别死活。因此问题的症结不在于如何分辨猫的死活,而在于深入去探讨是谁在分辨猫的死活?

在这里举一个相关的公案作为参考:《六祖坛经》〈自序品〉:因二僧论风幡义。一曰:风动,一曰:幡动,议论不已。慧能进曰:不是风动,不是幡动,仁者心动。’”这里我们可以将这个公案改为不是猫死,不是猫活,仁者心动 

四、真空的本质:一无所有等于无奇不有 

在第二节中我们谈到电子运动的情形,但大家有没有注意到我们似乎忽略了某些重要的东西,那就是电子运动的背景──真空。好比我们坐在课堂上看黑板上的字,往往我们只注意黑板上的字,而忽略了黑板的存在。在这个例子中,电子就好像黑板上的字,而真空就像整块黑板。真空不是一无所有吗?有什么值得注意的呢?但回想在第二节中我们得到的结论:没有轨迹就等于任意的轨迹,因此一无所有是不是意味着什么都有呢?相信大家在知道答案之后,一定会大吃一惊!现在让我们一步一步地来揭开谜底吧。 

我们都知道电子运动时会感应一些电磁场(按科学的术语称为光子),当电子运动时,可能在A点放出一个光子,然后在B点将此一光子吸收回来,如图五(a)所示。(注意:我们在图五(a)上画出电子的轨迹乃是权宜之计,要记得轨迹非轨迹,不要上当噢!)由于我们无法在电子运动的过程中,随时盯着电子看它是否会放出光子,因此图五(a)的过程是容许的。既然电子可以放出一个光子,那么也可以放出二个、三个……乃至无限多个光子!图五(b)代表着这些过程。 

图五:(a)电子的运动过程中在A点放出一个光子,随后在B点将光子收回。(b)电子在运动中其他各种可能发生的过程。(其中直线代表电子的轨迹,波纹~~~~~代表光子的轨迹。) 

六:光子在运动中各种可能发生的过程 

再来谈光子,光子在运动的过程中可以突然分解成电子和反电子对,随后电子和反电子对再复合成光子,图六代表光子在运动中可能发生的各种过程,所以描述真正电子或光子的行为,就是把图五和图六这些无限多的图形全部加起来所得的结果。何以会有图五和图六这些复杂且变化多端的过程,完全是由电子或光子与真空发生交互作用而引起的,甚至于电子或光子可以从真空中突然产生,如图七(a)所示。在某一时刻于A点会突然产生电子和反电子对以及一个光子,随后电子、反电子对和光子又在B点互相湮灭,甚至于如图七(b)这么复杂的结构都可能忽然出现,但一下子又复归于无。在图七(a)和(b)的电子、反电子对和光子都是凭空出现的,真真正正的无中生有,因此这个例子可以让大家深深体会到的威力吧! 

图七:(a)最简单的无中生有的过程

      (b)更复杂的无中生有的过程 

也许大家会认为以上所讲的都只是凭空臆测,根本毫无根据,现在举一个真正由实验所证实的例子,来验证以上所言不假。我们都知道电子就像是一个小磁铁,具有磁力,我们称为电子的磁矩。就某一个单位而言,如果不考虑真空所引起的效应,其大小为1,可是实验值都超过1。如果我们考虑图五和图六由真空引起的效应,以下我们列出目前最好的理论值与实验值做比较: 

理论值= 1.00115965246±0.00000000020

实验值= 1.00115965221±0.00000000003 

理论与实验两者符合的精确度竟然达到小数点以下第九位,相当于只有十亿分之一的误差,所以以上所讲的不是空谈,而是经过很严格的实验所验证过的。 

接着我们来探讨真空为什么有这么奇怪的性质。原因乃在于真空之所以称为真空,就是因为它具备了不可测量的性质,也正因为真空不可测量,也就是思议所不能及,所以任何事情都可能发生。(注:特别值得注意的是,一般人所说的没有是能够被意识所认定的;但这里所谓的真空是思议所不能及,意识在此无法运作。两者之间微妙的差异,值得大家细心地体会。) 

在这里我们发现物理学的真空同时具备妙有的特性,与佛经的说法相当接近。如《华严经》〈普贤行愿品〉:于一毛端极微中,出现三世庄严剎。《楞严经》:我以妙明,不灭不生,合如来藏。而如来藏,惟妙觉明,圆照法界。是故于中,一为无量,无量为一。小中现大,大中现小。不动道场,遍十方界。身含十方,无量虚空。于一毛端,现宝王剎。坐微尘里,转大法轮。 

因此如果把量子力学的观念推广到真空的情况时,我们将会发现一切物质竟然可以从中产生,虚无的真空居然不是一片死寂,而是活力无穷、变幻莫测,实在是令人叹为观止,而这一切竟然与我们的心灵有密切的关联! 

五、结语: 

本文由量子力学的观点出发,探讨外在事物与心灵间的相互关联。当我们由感官可以觉察的日常生活的世界中,逐渐走入微观的量子世界时,我们发现原先能够觉察外在事物的能力突然失去作用,这个情形类似禅宗所讲的言语道断,心行处灭。换个方式来讲,也就是说,在日常生活中,我们的感官都有和它相应的对象,以便让我们能够认知,如眼能见色,耳能听声,鼻能嗅香……当外在的这些事物不能被我们的感官所觉察时,我们的意识因失去对象而无法运作,但同时却开展出更广大的另一片天地,就像没有轨迹等于任意的轨迹一无所有等于无奇不有等诸如此类的事情会发生一样。 

最后,必须要提醒大家的是:以上所讲的只是一种方便的说法而已,就好像是指着月亮的手指,这些说法并不能让我们看见真正的月亮。前面所讲的如电子没有轨迹真空等等还不是很彻底的,我们仍然具有电子时间——空间的概念,就佛法的立场而言,仍然是不了义的,要想真正体会到佛法要讲的,就只有努力修行才可能达到。因此本文只能算是初级介绍性的文章,希望提供不懂科学的人对于科学心灵之间的关系有一个初步的认识,同时也提醒从事科学的研究工作者,不要忽略心灵的重要性。 

注一:全同粒子的概念,可以由能量的测量中发现多出了交换能量的实验结果获得证实。 

作者:陈俊霖交通大学光电工博士 

转自《智悲佛网》返回目录

 
 

2002年12月第一版|无了居士}2014年5月第四版

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