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大肥貓的物理難題

　　創作科幻小說絕對是一件很過癮的事，作者所擁有的時空背景無窮無盡無極無限，可以天馬行空毫無約束地盡情發揮自己的想像力。尤其是在為故事人物取名字的時候，更可以不按常理跟讀者大開玩笑，像張系國《城》三部曲中的阿ㄔㄨˋ與阿由(註一)，倪匡小說中的年輕人、胡說、戈壁、沙漠(註二)，便都是這種異想天開的神來之筆。讀者除了拍案叫絕之外，還真是拿他們沒有辦法。

　　相形之下，科學性的論文簡直是枯燥之極──一字一句皆為邏輯推理，每個結論都要證據支持。而且愈是基礎的科學就愈刻板，像現在的邏輯與數學論文幾乎成了無字天書──用的全是自家發明的符號而已。不過物理學還比較好一點，因為有不少物理學家都是刁鑽古怪、童心未泯之流，硬是要在硬梆梆死板板的論文中，加上一點自己的匠心之作自娛娛人。既然一步步的過程絕不能隨心所欲胡亂吹牛，取幾個稀奇古怪的名字總不犯法吧！於是就出現了薛丁格之「貓」、馬克士威爾「幽靈」、夸克「風味」、「色」動力學、暴漲「劇情」(真過癮！)、「易」型模型、「鬼魂」粒子、「合群」與「不合群」粒子、「人擇」原理、「黑」洞、「白」洞、「蛀孔」等等等等。有這些五花八門、千奇百怪、望文不能生義的怪東西在物理文獻中橫衝直撞，物理學的形象總算變得比較活潑生動、親切可愛一點了。

　　這篇短文所要介紹的就是薛丁格之貓。不過在討論本題之前，還得先簡單談談量子力學的發展史。

　　量子力學與相對論同為二十世紀近代物理的兩大支柱。雖然牛頓的古典力學對於小至彈珠、大至銀河的物理系統全都勝任愉快，但是再小一點就出問題了。隨著實驗技術的進步，十九世紀末的物理學家發現小小世界妙妙妙，古典力學完蛋了──對於微觀世界裡的分子、原子與基本粒子，古典力學的預測與實驗數據間有著重大的差異。於是物理學家不得不閉門思過重新檢討，經過二、三十年的努力，終於在1925年發展出了嶄新的量子力學。這時大家才恍然大悟，原來古典力學的錯誤主要在於它的二分法──把物質與波動當作涇渭分明的兩種東西。量子力學的理論卻認為，宇宙間根本沒有真正的「物質」，也沒有純粹的「波動」，有的只是波動與物質的混合體，簡稱為波／粒混合體，就好像衛斯理傳奇《鬼混》中所提到的那種人鬼混合體一樣。所以說色不異空，空不異色，物即是波，波即是物，蓋朋蓋朋，大家蓋朋。從此波物一家，宇宙大同，物理學家終於像蓋文族一樣在矛盾中找到了統一(註三)。

　　不過，化ㄉㄨˊ為ㄨˋ，從ㄨˋ克ㄉㄨˊ的呼回哲學仍然有它的道理，在一片的統一聲中，矛盾卻也免不了隨之出現(註四)。

　　既然物質也有波動性，就好像每個人多少有點獸性一樣，那麼一個小小的粒子一旦「波動」起來，我們就無法確定它的位置或速度，頂多只能推測這個粒子身在何處或跑得多快的機率而已。這樣一來，套句愛因斯坦的話，所有的物質都跟上帝擲起骰子，宇宙成了一個最大的賭場，一切的一切全失去定論。愛因斯坦終其一生都在跟量子力學大唱反調，主要原因也就在此。

　　因為有這樣「測不準」的先天限制，量子力學只好完全摒棄古典力學的傳統而自立門戶。它從不試圖預測任何物理量的準確值，而只要計算它們出現的機率。所以各種物理系統平時並沒有絕對的狀態，而是一個所有可能狀態的混合體。唯一的例外是它在接受測量的時候，此時它會選擇某個特定的狀態顯現出來，這就是所謂的測量值。就好像女孩子在家時便是各種粧扮的混合體，她可以隨心所欲隨時改變自己的服飾與化粧。但如果男友打電話來約她去玩，她小姐即使有再多衣服也只能選一套穿出去，其他的，留到下次再說吧。

　　薛丁格(E. Schroedinger,1887-1961)是量子力學的開山祖師之一，量子力學的基本方程式就是以他命名的。可是滄海桑田，世事難料，十年河東，十年河西，當量子力學幾年之間鞏固了在物理學的地位之後，薛丁格卻亢龍有悔地對它的詮釋深表不滿。他也像愛因斯坦一樣，開始向自己手創的量子力學挑戰，雖然「前衛」的哥本哈根學派幾員大將死守陣地又主動出擊，雙方你來我往，卻也一直未分勝負。直到今天，物理學家們仍然籠罩在這場戰火的陰影下。

　　所謂以子之矛攻子之盾，打著紅旗反紅旗。薛丁格在1935年間，終於想到了一個讓前衛人士大傷腦筋的問題，那就是後人稱之為「薛丁格之貓」的想像實驗。

　　薛丁格說，讓我們來做一場白日夢，想像在實驗室中有一個黑箱子，箱子裡面放著一瓶毒氣，毒氣上頭吊一把鐵鎚，吊鐵鎚的繩子連到輻射偵測器上，偵測器旁邊再放一塊鈾礦。現在想辦法抓一隻貓來，最好是那隻欠揍的大肥貓加菲爾(不是牠也沒有關係，只要別抓一隻九命怪貓就好)，把牠扔進黑箱子去，然後趕快關起門來。

　　我們再假設一小時之內，鈾礦發生衰變的機率恰好是二分之一。那麼如果在一小時內有衰變發生，偵測器便會被觸發，鎚子馬上敲下去，毒氣外洩，大肥貓一命嗚呼，變成了大肥ㄙㄠ(死貓切音)。若是沒有衰變發生的話，那就算大肥貓逃過一劫，送牠幾罐沙丁魚罐頭壓壓驚。

　　現在薛丁格問道，一個小時之後，箱子裡面的「東西」到底是什麼？這個問題乍看之下似乎太簡單了，就像我們丟一個十元銅板一樣，朝上的一面不是正面的梅花就是反面的光頭，所以箱子裡的自然不是活貓便是死貓。但是且慢，要知道控制銅板在空中翻轉的是古典力學，可是衰變的過程卻屬於量子力學的範疇。所以此時我們必須以量子力學的眼光來研究這個問題，只能說一小時之後，鈾礦處於衰變與未衰變的均勻混合狀態，而大肥貓也就變成了半貓半ㄙㄠ的「貓ㄙㄠ混合體」──一種生死交疊，不生不死，有如涅盤的境界。這也正符合了眾生皆有佛性，畜牲亦能成佛的理論。薛丁格於是說，誰要是敢相信量子力學，也就必須接受這個荒謬絕倫的推論。當然我們不可以打開箱子，因為開箱的動作本身就是一種測量，而測量所得的結果只能有一種，那就沒什麼奇怪的了。

　　至今為止，已經有不少理論試圖解決這個矛盾，其中最有名的一個就是所謂的「多重世界詮釋論」，也有人借佛家語翻譯成「大千世界論」。根據這個理論，宇宙會因為我們的實驗，而不得不分裂成兩個相似但沒有交集的宇宙。在第一個宇宙中，我們打開箱子會看見一隻活貓，第二個宇宙中則會發現一隻死貓。雖然這是一個極為嚴謹且一本正經的理論，卻比一般的科幻小說還要更加「科幻小說」。張系國的小說《棋王》中也有非常接近的理論，到底是巧合還是誰受誰的影響，待考。

　　物理學家被這個詭論的問題困擾了六十多年，一直未能找到一個真正令人滿意的答案。這其中最大的問題，就是我們根本不能真的把實驗做一遍，不是因為不人道，而是實在無從做起(別忘了不准打開箱子)。所以解決問題的第一步，就是得找一個具有類似性質的真實物理系統，物理學家找來找去，終於在一種超導體元件中找到了。可惜這個實驗需要的準確度太高，因此至今尚未成功，不過總算已經出現一線曙光。等到這個實驗成功之後，我們就能知道貓ㄙㄠ混合體到底是否真正存在。如果不存在的話，就表示量子力學大有問題，那將會引發一場物理革命；然而萬一答案是肯定的，我們也不得不乖乖接受這個荒謬的事實，科幻小說家也就有題目可以大作文章、大顯身手了。

(註一)：ㄔㄨˋ是張系國先生自創的呼回文字，原意為強出頭。ㄔㄨˋ人則是五官全都長在頭頂上的變種畸形人。阿ㄔㄨˋ就是一名ㄔㄨˋ人，他學問淵博，足智多謀，是女主角戚姑娘的家庭教師。後來他收養了一個小蛇人，因為是從「銅田」裡頭迸出來的，便理所當然地取名為阿由。這兩個名字可算是象形指事的極致表現，倪匡先生曾說，中國人自倉頡之後，會再造新字的只有一個武小姐(則天)和一個張先生，這話真是太有道理了。

(註二)：年輕人，姓年名輕人，是倪匡早年創造的一位英俊的俠盜，最近他又有些新的故事，可惜已經名不符實。胡說(ㄩㄝˋ)，姓胡、名說、字習之(不是「八道」)，是衛斯理故事中年輕的一輩，不過因為溫寶裕總是搶盡了鋒頭，害得他只能做個跑龍套的角色。戈壁與沙漠則是武俠小說中巧手匠人的現代版，專門製造地球上最尖端的電子與機械裝置，做為業餘消遣！據說，兩人是因為發現彼此姓名的巧合才交上朋友。類似的配對姓名，在倪匡作品中還有李氏雙胞姐妹良辰、美景，謝家孿生兄弟謝天、謝地，及一對最佳拍檔遊俠和列傳(ㄔㄨㄢˊ)。

(註三)：蓋文人是一種由兩棲類進化而來的ET，因為一直戒不掉祖先傳下來的吃人習性，最後整個星球慘遭氣化的命運。劫後餘生的蓋文人只好永遠流浪星空，成為宇宙間的吉普賽人。蓋文語的特色是蓋字特多，蓋朋就是親熱友愛的意思，其他例如蓋佛是和平，蓋貿是貿易，蓋寶是妻子，蓋松是兒女……有趣的是蓋的原意竟然就是吃人。

　　蓋文人的哲學觀，認為所有的對立都可以想辦法統一起來。所以香即是臭，臭即是香，生即是死，死即是生，吃人是蓋，被吃也是蓋。既然一切的矛盾都可以統一，那當然就是蓋朋蓋朋，大家蓋朋了。

(註四)：呼回星族是地球人的後裔，文化繼承泰南(TERRA)文化而發揚光大，ㄉㄨˊㄨˋ 哲學則是呼回文明最偉大的成就。ㄉㄨˊㄨˋ哲學的四字真言是：

　　有心為ㄉㄨˊ
　　無心為ㄨˋ
　　化ㄉㄨˊ為ㄨˋ
　　從ㄨˋ克ㄉㄨˊ

　　因此根據呼回人的哲學，一切的統一都可以設法對立。可惜的是呼回人善於製造矛盾卻不能調和矛盾，只好聽任異化滋長，也就注定了他們悲觀憤世的個性，以及整個民族悲劇的命運。《城》三部曲，寫的就是呼回星族悲壯歷史的一個重要片斷。

　　這些看似眼熟的外星哲學，到底有沒有受到二十世紀泰南文化各種主義的影響，尚有待後世史家詳加考證。

參考資料：

1.張系國，《五玉碟》、《龍城飛將》、《一羽毛》，知識系統出版公司。
2.張系國，《星雲組曲》、《棋王》，洪範書店。
3.倪匡，《黑暗天使》、《廢墟》、《鬼混》，皇冠出版公司。
4.潘家寅譯，《物理新詮》、《神秘論與新物理學》，台灣中華書局。

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