现代物理学与佛教(上)
作者：杜大威 发布时间：2012-04-11 来源：网络 河北佛学院 杜大威 录音整理：刘东亮、余青峰、明淳同学们好，我叫杜大威。在河北佛学院工作，是河北禅学研究所的研究员。今天与同学们讲的课题是“现代物理学与佛教”。为什么要讲这个问题呢？因为佛教的特点是与时俱进，禅宗的特点也是讲究“当下”的，如果佛教不能和当代最优秀的文化相结合，那么，第一，不能显示出它的优越性，第二，容易形成所谓“边缘化”这个情况。也就是说，作为佛学那么博大精深，如果对现代最高科学成果和科学原理都不能够透彻地认识，那么它的优越性也就无从体现。这与佛陀“世间解”，全面渗入世间，并提升世间的教义是违悖的。所以说，有些不太理解佛学的人，就认为佛教是只能和落后的生产方式，以及与过时的古代意识形态相结合，一旦到了现在，似乎就有点落伍，看见佛教寺院里都是老太太呀，求神拜佛的人，都是没什么文化的人。宗教只能仅仅作为一个信仰系统，一个信仰的形式，只能起一个安慰的作用。我们认为，这种看法是比较偏面的，不太恰当的，严格的说起来佛教是与时俱进的，能够对现在的不管是物理也好、自然科学也好、社会科学也好，都能够作出非常透彻的认识，也能够对它们提出的最尖端的问题，作出清晰的回答。我这个说法，可能有些同学听起来觉得有意思，比较新鲜，那么我就和大家一起对这个问题进行比较深一些的讨论。让我们现在就开始讲正题。讲佛教与现代物理学，首先有两个概念要澄清一下：什么是现代物理学？就是指从廿世纪初叶起，发展到现代以“量子论”与“相对论”为主导的现代物理学，其中尤以量子论或称为“量子力学”更具革命性观念，引起了人们广泛而深入地关注。现代物理学最核心、最前卫，也就是最热点的话题，关键在哪里？这是饶有兴趣的课题——现代物理的实验事实，表现出了“人的思维选择”对物质的基本粒子有影响，即所谓“意识”介入了“存在”；另一个奇特的现象是，在人的主观因素介入前提下，同一粒子，表现出“波——粒”二象性。这意味着，一个东西可以拥有很大的空间，譬如“波”；但也可以只占据非常小的空间，譬如“粒子”；再就是，在量子原理下，在时间的先后观念上有突破，即有“逆动因果”的实验现象，即所谓先有结果而后确立原因。这些物理事实，包含着重大的观念革命；另外一个是，佛教贯穿大乘、小乘，当然还包括二乘、包括显密，整个贯穿一致的思想要点又在哪里？那么，我们通过比较佛教的贯穿大小乘的核心思想，例如《华严经》中的“法界缘起论”观点，和现代物理学的核心思想，两相比较，它们有何同，有何异，然后自然会得出结论。我们认为，佛教经典中有超越主客观界限；超越空间大小界限；超越时间先后界限的明确论述。所以，我们认为，佛教《华严经》中表述的思想与现代物理学的实验事实之间有非常强的、非常有机的、非常生动的、也非常精彩的联系，现在就此作一些基本观点的介绍。先说物理学，物理学通过19世纪的发展，已经达到了一个很高的高度，经牛顿力学对宏观世界的描述（三度空间）、运动学的建立，可以说似乎都非常完备了。对世界的真相好像都已经认识了，但是在本世纪初，随着放射现象的出现，这个物理理念框架的容纳性就受到了挑战。随着物理学的发展，大家都知道“质能”可以相互转换以后，对有些保守，持实实在在的物质不可改变观点的物理学家，是一个很大的冲击。而且，在爱因斯坦“相对论”出现以后，已引入了“四度空间”的概念，达到时空一体化，突破了三度空间及时空各异的旧观念。随着研究的深入，深入到分子层次、原子层次、乃至基本微粒的层次。现在说是基本粒子，包括电子以及光子都在基本粒子的大家族内。对原子和亚原子，特别是亚原子的层次，进行研究，发现了很多精彩的现象。首先，一个最精彩的现象，就是对物质观念上的一次革命。现在物理学有这么一个讲法，它引进了一个原理——测不准原理。这是德国物理学家海森堡在1927年提出来的，当然他这个思想的提出离不开量子力学的建立。量子力学以波尔为领头人建立了哥本哈顿学派，他们的基本观点是基于一些很特殊的物理试验，即发现在量子层次内，基本粒子，现在也叫亚原子的微粒，有一些非常奇特的行为规律，即发现了物质有一种测不准的情况，所谓“测不准原理”。什么叫物质测不准确呢？就是追索到物质最小、最基本的存在，就称“基本粒子”吧。它的特点在物理试验里，有这么两种情况：就是“一个粒子”可以表现为波，即“弥散在很大的空间区域之内”，其大尺度可达光年，（一光年约九点四六乘以十的十二次方公里），即“一颗粒子”的波可在如此之大的范围内表现出来！另一种就表现为微粒，所谓“基本粒子”，即非常小体积的实体，其小尺度以“埃”为单位：“埃”为十的负八次方厘米。而一个“夸克”的尺度又是十的负十九次方埃。大家觉得这个用普通的思想来考虑吧，并不矛盾呀，认为大量的微粒就可以形成波动呀，形成大面积后就可以形成波动，好像不矛盾。但这是非常粗浅的认识，基本粒子的二像性，即“一颗”微粒，所谓的“亚原子”，光子、电子之类，它都表现出两种特性，一个是波，一个是粒子。“波”的涵义并不在于大量的微粒形成波，而是每一颗微粒都有波的特征。这个波，也有点类似场，如磁场，乃至电场，在物理学上也有个概念叫“势”。所谓电子势，就是说一种影响，在一个大面积里有一个影响。好像一个磁铁，它的体积有限，但在较大范围内有一定的影响力。那么大家可能也说，这也可以统一呀，包括一个质点，它也可能在一个较大的范围内具有场的效应呀，这也是可以统一的呀，问题就恰恰出在这里。通过物理学成千上万次的测验，发现了一个非常奇怪的现象：当我们需要测量波的时候，它居然没有表现出微粒的性质！也就是没有质点存在的证据。这时候它好像表现得非常广阔，虽然我们仅就“一个”微粒而言，但其波的表现可以在一个很广袤的大尺度范围内展示，它甚至可以扩散到一个光年那么大的范围，这就有银河系那样大了。但却测不出它的质点，这就是测不准的一个方面；另外，当我们要设计测量它是质点的时候，它就没有波的性质！它扩散出来的影响力都没有了。“应该有”的波好像“突然塌缩”了。这就是“测不准”的基本情况。所谓测不准，即不能通过“一次”测试，同时了解基本粒子的所谓“波——粒”二像性。科学家们通过大量的实验确定，这种测不准现象，决非是测量仪器不先进的问题，而是粒子“被人测试”后的基本特性。而且，最有意思的是，波（场）也好，微粒也好，都可以在宏观的放大技术处理上显现出来。比如说这个波吧，如果我们仅就要测量“那个”我们想象中的基本粒子相应表现出的“波”，我们就设置仅仅测量波的实验选择，那么通过一个叫作“杨氏双缝实验”检测，它就会表现波的形式，甚至会出现波的干涉图，这个图可以放大的，人人都可以看到。也就是说，它以明白无误的事实，确确实实说明这个所谓的基本粒子有“波”的特性，但是却“没有质点”！如果你要“同时”测那个质点的话，总是测不出来的。如果你强行要测质点，则可换成“测量质点的实验选择”，那个拟想中的“微粒”，也可以在测试中明确地显示出质点的性质。它一显“质点”，马上那个“波”的特性就消失了，那个干涉图也就消失了。仅表现出微粒的特点。所以，如果我们物理学家，他要设计基本微粒测试，要测它的微粒性，也可以测量。例如，因“我们”选择测试微粒的某种特性，譬如“动量”、“位置”、“自旋”等特点的参数，可进行相应的检测，但是，也是只能测其一就不可能同时测得其二，即“微粒”在我们的选择中，仅顺“我们的选择”项目而表现出某一特点，却不能全面地“表现微粒自己的一切特性”。即——或可测其“动量”，或可测其“位置”，却不能综合地同时测试“微粒”的一切特征，这也是“测不准原理”表现出的另一个方面。即不仅仅是不能同时测试“波——粒”二象性，还不能同时测试“基本粒子”的综合特征！而且，最重要的是，这决非技术不完备造成的，而是由于人与微粒互动的规律，即测不准完全的“物自体”。我们也可以通过回旋加速器，加速这个基本粒子，它就可在感光底片上显出那个好像慧星一样，唰的一下飞过去，当下那个质点的痕迹，那个一道一道的发亮的轨迹，在放大的图片也可以看到。也就是说，它确实有微粒性，但在有微粒性的时候，它绝对就没有“波”！也就是说没有大范围内“场”的表现形式。这就说明，微粒或亚原子很小很小，一埃就是一厘米的亿分之一，它是比埃还要小得很多很多倍，但可以通过物理学的试验，观察到它的踪迹。就是说，通过物理学试验，证明了它的存在。但是，同时，却测量不出它大范围“波”的性质。有一个实验模式很有意义，即在一个密闭的容器里，比如说有“一个”电子。在未测试它前，假设该电子先是以相应“波”的形式出现，那么这个波就充满了这个密闭容器，于是我们在容器中间安上一个插板，把这个密闭的容器分个两个腔室，A腔和B腔，它们是互不相通的。从常理推断，电子只能处在其中一室，或A或B，但最为奇怪的是：我们可以发现，A腔和B腔都有“波的显现”！而且，在理论上，如果我们给AB腔各自间开个缝，甚至还可以产生杨氏双缝实验中的那种波叠加的干涉图，确确实实说，“一个”电子在未被测试前，与它相应的“波”居然分在两个方面，两个部分。这两个部分如果我们在理论上再把它们拉开，拉得有多开呀？拉得有银河系那么开，相隔一光年那么远的地方，它们双方的“波”都还是存在的。但是这里边有一个非常奇特的现象，如果我们要确定电子（或光子）到底在A腔还是在B腔，那我们若打开A腔或B腔中一个腔时，通过“人的因素”一介入，一揭晓其“一个”电子的确切所在，如观察确定该电子波在A腔，最不可思义的是，B腔里的“波”就突然消失了。不管它的距离再远，那一边 “波存在”的情况马上就消失了。反之，如果我们要先察看B腔，那么A腔里的波也是突然消失。这种通过“人来确定”电子存在于A腔或B腔这种情况，在物理学上给它个名称，在测量中叫作“波函数的塌缩”。也就是说，本来两边有的波，一但通过“人”对某一方电子波观察的确认，突然一边就“实有”了电子波，就浓缩了。也就是说电子波浓缩在我们认可的那个腔室里了。AB腔室这么遥远，我们只观察其中一个，为什么那么遥远的另一个要受影响呢？科学家对这个事情百思不得其解，AB之间波的“存在”有什么神秘联系呢？这个测量事实被爱因斯坦讽刺地称为“神秘的超距作用”。而且，基本粒子都有很多特性，最基础是的“波——粒”二相性，但这两方面它们是不碰面的。我们如果测量它的波，就绝对不能同时测量出它的微粒性质；如果我们测量它微粒这个性质，我们就绝地不能测量它的波的性质；当然还有其它的一些性质。包括还有基本粒子的动量、位置、运动速度、还有自旋等因素。也就是说，我们的科学家，主要是通过“人的意愿”，来设计测量微粒的某一特性，就相应得到有关显现，但如果我们要同时综合地测量基本微粒的所有性质，是绝对办不到的。这个测不准确原理，表面涵义是：亚原子的确切 “综合客观”性质，不能“同时”得到准确测定，实际上的涵义是：人对亚原子测试的“预计”，就“产生”了与测试预计相应的某方面效果，“人的因素”介入，与测试效果是有机互动的，“存在”，在量子世界中表现为主客观的互动效果，而不仅仅表现为“客观存在”。你不可能同时准确地测量出微粒完全“客观存在”的所有性质。从某种“革命”的观念来说，是“人的因素”介入了最基本微粒的“存在”，简言之，“精神”参与了 “存在”，所以才称为对物质的“测不准原理”。也可以解读为：没有准确的，绝对自存的“纯客体”，它是“测不准”的。但我们要确定“它”到底是什么，却只有通过人来设计以后，人要“想有”什么特点，它就“相应表现”什么特点，但要综合这些特点或性质，同时作出准确测量，办不到。而且这不是技术问题，这恰恰就是亚原子或基本粒子的特征。哥本哈根学派，就是量子力学创始人波尔这个学派，其基本观点就是：测量不可能准确，即不能够同时测定基本粒子全面的特点。也就是说不能测定所谓“客观存在”的这些性质的特点。你每作一次测量，它就会发生一次“波函数的塌缩”。也就是说，你要设计测量波，它就是波，其它的因素就没有了；你要测量动量，它就是动量，其它因素就没有了；你要测量它在空间的位置，它就是位置，其它的因素就没有了。就是发生了所谓的塌缩、浓缩，落实在一个具体的测试现象上。同学们请注意，这里面反映出的物理学测量，是真实不虚的试验，这里出现了一个重要的因素，就是“人的因素”。人如果要设计测量这个微粒的某个特征，可以显现，通过技术处理，甚至有大尺度的照片来显示作证，以表现其“存在”。于是物理学家绞尽脑汁考虑这个问题，不得不作出这么个结论：物质最基本的微粒，或说物质最基本的存在，它存在的实质，已经被迫介入了“人的因素”。所以说，现代物理学，产生了一次观念性的革命，对物理世界、和对物质本质的认识，产生一个很大的理论框架上的变革，纯粹观客存在的物质，它的存在本身已经介入了精神的因素。波尔的名言是：“你若对量子力学不感到震惊，你就还没有真正懂得量子力学。”但是，这样一场革命，并不是所有的理物学家，即持唯物主义观点者，在感情上所能接受的。但是，没有办法，通过成千上万次的试验，所谓哥本哈根的经典解释即集中表现在测不准原理上，测不准原理就必须要涉及到人对基本微粒测验的“预计”，并决定了基本存在的“显现”，用一句客气的话来讲，就叫测不准。测不准什么，就是不能完全准确地确定，不介入人的因素之“客观存在”，或曰“客观物质”。它就是这样测不准。拿物理学家的话来说，就是不能同时测量波粒两项情况，如上所述，那个波的干扰图，若一但转测粒子，就只显示粒子，波存在的那个图就消失了，它就闭幕，一切不显现，拒绝合作。你以为那个波是客观存在，它却什么也没有，它不给你提供任何信息。所以说，对这种人的因素，人的介入，人对“基本存在”带来的根本性影响，是持传统物理学理念的人，在感情上很难接受的，包括爱因斯坦在内。当时爱因斯坦和波尔发生了长时间的争论。可以说，爱因斯坦发现广义的相对论以后，在很长的时间里，就想对测不准原理进行突破，想通过一个巧妙的科学试验，打破人的意识对测试结果的介入，打破测不准原理，打破在微观世界里有所谓的“超距离神秘作用”。但在以后30年里，爱因斯坦的试验全部失败了。虽然爱因斯坦设计了很多天才的科学试验，所谓“EPR”实验，也运了很高超计谋，企图否定粒子相互之间有“神秘的超距离影响”，但都没有实现可以证明它那所谓“纯客观存在”的事实，它都没有成功。在物理学里，很多持“纯客观存在”理念的物理学家，它们在感情上也不能接受这个观点，它们想了很多很多的方法，建立了很多很多的理论，但到现在，都没有科学试验的例子，来支持它们的理论。一直到近代，科学家还在做这方面的试验。在1982年的时候，著名的试验物理学家，法国的阿斯派克特，也做了这方面的第一流的试验。试验的结果，毫无疑问的说明，波尔的理论是正确的，也就是测不准原理是正确的，人介入了物质的客观存在这个事实是正确的。即所谓“一对”光子之间有“超距离影响”，（即类似前文所述，在人的因素介入下，二腔室之波可相互影响，乃同一原理。）当年，爱因斯坦就曾发牢骚，它就对波尔说，作为一个严肃的自然科学家，总得有一个前提，什么前提呢？我们作为一个研究客观世界的物理学家，总要先“设立”有一个纯粹的在我们之外这么一个物理世界，或者是客观的存在，或者是基本微粒，然后再被我们研究吧，这应该是一个无条件的前提。但是，你们的这个测不准原理，就挑战了这个在人之外的“客观存在”原理。因为这个客观存在，在测不准原理里，已经介入了人的主观因素。这是个非常有趣的现象，波尔坚持它的观点，因为这就是基本物理实验“咄咄逼人”的事实。我们其它的不说，反正，在实验上肯定是测不准的。所谓测不准，就是不能把“波——粒”二象性通过物理测试“同时”验证出来，就是办不到的。而恰恰“在人的选择”前提下，有波就没有粒，有粒就没有波，恰恰就像东方道家思想的理念：阳阴互根互补，即二者相互排斥，又互为弥补。当然它不好说，还有一个更大的互补，就是主观和客观的互补。（待续）南无阿弥陀佛！ 南无阿弥陀佛
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