編輯的話
量子時代來臨
您還眼見為憑嗎？（上）
朱介英
25 December 2021
俄羅斯娃娃
物理學理論就有如俄羅斯娃娃，每個完美的俄羅斯娃娃裡頭，還有另一個完美的娃娃。（Chown, Marcus. 2019：325）
「量子時代」這個名詞乍看，感覺是一個即將到臨的時尚符號，殊不知它早在上個世紀前葉便已成為物理學摩登的新觀念，普遍在物理學界掀起研究風潮，幾位量子力學的學者頻頻獲得諾貝爾物理學獎，逐漸在實驗與觀察中一一證實物質的質量與能量之間的微觀作用，顛覆了法蘭西斯．培根（Francis Bacon）以及牛頓（Sir Isaac Newton）等科學實證論先行者所建立起來的古典物理「眼見為憑，經由科學方法觀察、實驗所獲得的證據」證實，才認為是真實，而眼不見的東西均不存在。
古典物理所認知的真實是可以觀察的存在，早在希臘時代便提出來的自然哲學觀點，哲學家們提出物質的基本結構「不可分割的」元素稱之為原子（Atomic），羅馬時代基督教興起，一神論的權威把希臘哲學思考棄置一邊，直到文藝復興時代，才再被前衛的思想家提起，典型的理論是數學家、哲學家萊布尼茲（Gottfried Wilhelm von Leibniz）於17世紀提出「單子論」（La Monadologie）將不可分割的元素除了物質質量之外，也包含能量的概念，此時正式在人們的物理認知觀念上嵌入「能量」的重要性基礎，揚棄當時理性主義觀念認為「覺察不到的知覺是不存在的」（笛卡爾）的概念。
同時代在學院派執牛耳之首的牛頓發展了力學理論認為物質結構的連續性（continuity）是不可動搖的物理認知，比如人體、物體等可以觀察、觸摸證實物質的連續性，深植於古典物理當中。直到19世紀最後幾年，物理學家經由精密的科學儀器「發現了物質由一個一個原子所組成，甚至於光波也是一個個的光子，電子在原子中的能階是量子化的。」（丘宏義，2003：16）釋出物質的最小單位原子還是可以分割成電子（帶負電的電子）、質子（帶正電的電子）、中子三部分，而原子裡的原子核更可以分割成更小的粒子，已知包括夸克、玻色子、輕子、費米子、膠子、重力子……等，分布於宇宙之中可視、可觸以及不可視、不可觸的空間當中，這一層突破原子結構論的全新物理理論，遂成為20世紀逐漸發展出來的顯學，成為近代物理所研究與發展的重心，稱之為「量子力學」理論（Theory of Quantum Gravity）。
真實不是套公式
量子力學對照牛頓的古典物理而言，我們用微觀物理與巨觀物理來形容似乎比較可以了解，量子力學濫觴於1905年愛因斯坦提出狹義相對論（special theory of relativity）的「光速不變性」的假設上，某些範圍內，時間和空間可以互相轉換，推翻了古典物裡的時間和空間視絕對的存在觀念。此後愛因斯坦用光子解釋光電現象而得到諾貝爾物理學獎，開始著手研究重力與時間、空間的關係，因而發表廣義相對論（general theory of relativity）。這一大發現所扭轉的思考理念就是把古典物裡的座標放在時間與空間的絕對性上頭，而廣義相對論則是把座標的角色減到微不足道上，釋放了「世界上萬事萬物並不存在絕對性」的概念，甚至於時間與空間也是可以改變的相對性存在，而扭轉時間與空間的力量竟然來自我們無法捉摸得到的「重力」。
重力是 什麼？重力存在何處？它看不到、摸不著，卻真實的存在。「牛頓將重力想像成平方反比定律，兩個物體之間必定有一道『力』牽引著。」（江國興，2019：006）這個概念就是「萬有引力」的根據。而愛因斯坦則將重力認知為時間與空間的扭曲現象的原因，從相對視野來解讀萬有引力，以致於廣義相對論出現一個奧妙的金鑰：「物質能改變時空的形狀，而時空的形狀又主導物質移動的方式。」（江國興，2019：006）這一理念的出現誘發後世物理學家們發展出量子力學更精闢的理論，包括提出電磁波理論的馬克士威（James Clerk Maxwell）、輻射能階釋放的普朗克（Max Planck）、發現粒子效應的德布羅依（Louis de Broglie）、第一位使用量子力學的波恩（Max Born）、提出側不準原理的海森堡（Werner Heisenberg）、首位剖析原子結構理論的波耳（Niels Henrik David Bohr）、提出波動方程式的薛丁格（Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger）等諸位大師以及相關物理學家們的努力，終於促使量子時代的成形。
姑且不論量子力學的許多數理方程式或是繁雜看不懂的符號模型，在此我們可以用量子理論所揭櫫的微觀視野來觀察蒼生眾相，就產生非常不同的結果，比如時間和空間的離散化（量子化）、把所有物體看成過程（動態物理）、所有物質的能量變化（負熵與熱寂）、真空並不空（微距能量與質量）、因果律（時空迴路）等概念以及內宇宙（意識世界），您不難發現我們所看到的並非如我們認知的那樣真實，事實上不管物裡或精神層面，還有一個非常微觀的世界等著我們去理解，這就是量子力學有趣的地方。
放眼我們生活周遭，您可以看到許多虛假的資本主義、民主主義所營造的都會眾生相，漂亮的櫥窗充滿著吸引人消費的商品；美輪美奐的媒體，妝點著深入肺腑的迷幻詞語；體面的政客包裝話術，全是騙取選票的謊言；當您揭開光輝燦爛的面紗時，才會發覺真實的動機原來竟是不勘目睹的醜陋人性。本期先就量子力學的淵源概念式的說明，下期針對量子力學所揭櫫的原理，顛覆我們看事情的角度來解讀「真實」究竟在何處；有一點可以確定，思想的正確性依靠探索與推導，決不是依靠「公式套入」。
