的意見,對與模型無關的實在的隱含的信仰是科學哲學家們在對付量子力學和不確定原理時遭遇到困難的基本原因。有一個稱為薛定諤貓的著名理想實驗。一隻貓被置於一個密封的盒子中。有一杆槍瞄準著貓,如果一顆放射性核子衰變就開槍。發生此事的機率為百分之五十。(今天沒人敢提這樣的動議,哪怕僅僅是一個理想實驗,但是在薛定諤時代,人們沒聽說過什麼動物解放之類的話。)
如果人們開啟盒子,就會發現該貓非死即生。但是在此之前,貓的量子態應是死貓狀態和活貓狀態的混合。有些科學哲學家覺得這很難接受。貓不能一半被殺死另一半沒被殺死,他們斷言,正如沒人處於半懷孕狀態一樣。使他們為難的原因在於,他們隱含地利用了實在的一個經典概念,一個物件只能有一個單獨的確定歷史。量子力學的全部要點是,它對實在有不同的觀點。根據這種觀點,一個物件不僅有單獨的歷史,而且有所有可能的歷史。在大多數情形下,具有特定歷史的機率會和具有稍微不同歷史的機率相抵消;但是在一定情形下,鄰近歷史的機率會相互加強。我們正是從這些相互加強的歷史中的一個觀察到該物件的歷史。
在薛定諤貓的情形,存在兩種被加強的歷史。貓在一種歷史中被殺死,在另一種中存活。兩種可能性可在量子理論中共存。因為有些哲學家隱含地假定貓只能有一個歷史,所以他們就陷入這個死結而無法自拔。
時間的性質是我們物理理論確定我們實在概念的又一例子。不管發生了什麼,時間總是永往直前被認為是顯而易見的。但是相對論把時間和空間結合在一起,而且告知我們兩者都能被宇宙中的物質和能量所捲曲或畸變。這樣,我們對時間性質的認識就從與宇宙無關改變成由宇宙賦予形態。這樣,在某一點以前時間根本沒有意義就變成可以理解的了;當人們往過去回溯,就會遭遇到一個不可逾越的障礙,即奇點,他不能超越奇點。如果情形果真如此,去詢問何人或何物引起或創造大爆炸便毫無意義。談論歸因或創生即隱含地假設在大爆炸奇點之前存在時間。愛因斯坦的廣義相對論預言,時間在一百五十億年前的奇點處必須有個開端,我們知道這一點已經二十五年了。但是哲學家們還沒有掌握這個思想。他們仍然在為六十五年前發現的量子力學的基礎憂慮。他們沒有意識到物理學前沿已經前進了。
更糟糕的是虛時間的數學概念。詹姆·哈特爾和我提出,宇宙在虛時間裡既沒有開端又沒有終結。我因為談論虛時間受到一位科學哲學家的猛烈攻擊。他說:像虛時間這樣的一種數學技巧和實在宇宙有什麼相關呢?我以為,這位哲學家把專業數學術語實的以及虛的數和在日常語言中的實在的以及想象的使用方式弄混淆了。這剛好闡述了我的要點:如果某物與我們用以解釋它的理論或模型無關,何以知道它是實在的?
我用了相對論和量子力學中的例子來顯示,人們在試圖賦予宇宙意義時所面臨的問題。你是否理解相對論和量子力學,或者這些理論甚至是錯誤的,實際上都無關緊要。我所希望顯示的是,至少對於一名理論物理學家而言,把理論視作一種模型的實證主義的方法,是理解宇宙的僅有手段。我對我們找到描述宇宙中的萬物的一套協調模型滿懷信心。如果我們達到這個目標,那將是人類真正的勝利。
七、理論物理已經接近尾聲了嗎?'9'
我要在這幾頁討論在不太遠的將來,譬如講本世紀末實現理論物理學目標的可能性。我這裡是說,我們會擁有一套物理相互作用的完整的協調的統一理論,這一理論能描述所有可能的觀測。當然,人們在做這類預言之時必須十分謹慎。以前我們至少有過兩回以為自己瀕於最後的綜合。人們在本世紀初相信,任何東西都可以按照連續體力學來理解。所要做的一切只不過是測量一些諸如彈性係數、粘滯性和傳導性等等引數。原子結構和量子力學的發現粉碎了這一希望。又有一回,在本世紀二十年代末,馬克斯·玻恩對一群訪問哥廷根的科學家說:〃盡我們所知,物理學將在六個月內完結。〃這是在保羅·狄拉克發現狄拉克方程之後不久講的。狄拉克是盧卡遜教席的一位前任。以他命名的方程制約電子的行為。人們預料類似的方程會制約質子,質子是另一種當時僅知的假設為基本的粒子。然而。中子和核力的發現又使那些希望落空。現在我們已經知道,事實上不管是質子還是中子都不是基本的,它們是由更小的粒子構成的。儘管如此。我們近年來取得了大量的進步,而且正如我將要描述的,存在某些謹慎樂觀的根據,相信在某些閱讀這篇文章的讀者有生