惠勒论物理学的两大悖论

武夷山编译

物理学大师惠勒于今年4月3日去世。几天前，我贴出了当年阅读他的《物理学与质朴性》一书时在书边写下的批语 (http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=29100)。

今天再写一点与惠勒相关的东西,以示缅怀。

 

1979年5月2－5日，在德国Kronberg举行了第三届C. H. Boehringer Sohn 研讨会，会议文集以《科学与艺术中的结构》(Structure in Science and Art) 为题出版。许多著名学者，如物理学家惠勒、科学哲学家波普、艺术史家贡布里奇等，都参加了研讨。惠勒的一部分发言涉及物理学的当代悖论，摘译如下。

 

尼尔斯. 玻尔说, 分析人类的情形，时常需要两样东西：爱与公正。但是没法同时施行爱与公正。此存即彼亡。（笔者：这是一个悖论。）

爱因斯坦说，关于这个世界的最不可理解之事，即是世界是可理解的。（笔者：这是又一个悖论。）

古代物理学有一个原理：没有悖论就没有进步。

当代有两个悖论。第一个悖论是，物理学在时间大门前结束了。我们碰到了大爆炸、大坍缩、黑洞等概念。但是，对于我们大家来说，物理学指的是那永不止歇地前进中的事物，不管事物表面发生了什么变化。因此说，物理学在前进，但是物理学止步了。(Physics goes on, but physics stops.)

怎么解决这个悖论？我认为，时间不是物理学描述中的一个原始（primordial）范畴。

这第一个悖论是毁灭性的。

第二个悖论是建设性的。宇宙是外在的，不依赖于我们，但是根据量子理论，宇宙并非外在的，并非独立于我们。

由这些悖论得出的第一个教训，反映在三大隐秘短语（three cryptic phrases）中，即Must build! Do build! How build?

关于“必须构建”：“大爆炸”告诉我们，宇宙不是永远存在着，有个开端。

关于“确乎在构建”：我们每进行一次量子观测，都确实在微观层次上构建了一小点现实。

假如大自然已经以量子行为向我们显示出我们“确乎在创造”的一种方式，那我们为什么还需要更多的方式来遵从“必须构建”的命令呢？

关于第一点教训，我想阐明几点。

爱因斯坦的方程没能揭示宇宙的无限循环史的任何可能性。宇宙结束了，结束就是了。前无古宇宙，后无来者。我们还可以这么看，晶体小到一定时候，就不连续了。好比selvedge（一种织品）不是由连续介质织成的，而是由一根线织成的，这根线有两端。

斯宾诺莎对爱因斯坦有很深的影响，使他坚信自然之简洁、自然之美和自然之可理解性。但是，斯宾诺莎的影响也使他自1916年至1929年一直持静态宇宙观，并至死回避海森堡原理，而回归斯宾诺莎的决定论。

贝克莱大主教的“存在就是被感知”这句名言，在量子意义上可以重新加以理解。

如果我们不采用一种超越时间的世界观, 就无法理解创世学说（笔者：当指宇宙发生学说）。

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