相克能否相生

弗里曼·戴森（Freeman Dyson）

普林斯顿高级研究所物理学名誉教授，著有《多彩的玻璃：宇宙生存之地的反射》（A Many-Colored Glass: Reflections on the Place of Life in the Universe）。

大千世界，相克却又相生，此景比比皆是，我一直试图找出其原因所在。有两种可能，其一，在一个被万有引力所支配的世界里，我们所见所闻的事物和现象集合组成了这个世界的经典画面；其二，则是在一个被概率和不确定性所左右的世界中，原子和辐射以一种无法预知的方式运动，从而呈现出了量子世界的画面。这两个世界都是真实的，但二者之间的关系却如谜一般不可获知。

物理学中的传统派认为，我们务必要找到能够涵盖上述两个特例的统一理论，并且该统一理论必须包含量子引力理论，只有这样，才能证明同时受重力与量子不确定性这两种属性影响的引力子粒子是存在的。

为了这个谜一般的问题，我一直在努力找寻不同的答案。我提出，如果引力子真的存在，它能否被观测到？

这个问题的答案我本人也无从得知，但我有一个证据可以表明，这个答案或许是“不”。这个证据来自于激光干涉引力波天文台，目前已在路易斯安那州和华盛顿州投入使用。这个探测仪的工作原理是，借助光线在两面镜子之间来回折射，以此精准地测量这两面镜子之间的距离。当一束引力波经过时，两面镜子间的距离将会发生非常细微的变化。由于受到周围环境和仪器设备噪音的影响，此探测仪实际上只能探测到远强于一个单一引力子的引力波。即便处在一个完全静默的宇宙当中，关于一台理想的探测仪能否探测到一个单一引力子的问题，我也可以给出答案，这个答案就是“不能”。在安静状态下，距离测量的精准性受限于镜子位置的量子不确定性。为了达到较小的量子不确定性，镜子的质量必须非常大。基于已广为人知的引力定律和量子力学定律，运用一个简单的运算便可获知一个惊人的结果。使用一台激光干涉引力波天文台设备来探测一个单一引力子，镜子的重量必须够精准，只有这样，镜子与单一引力子才能够以不可抗拒的力量相互吸引并崩塌进入一个黑洞中。换句话说，大自然本身就禁止我们人类使用这样的设备来观测一个单一引力子。

基于以上单一的思想实验，我本人提出一条假设——任何可想象的仪器设备都无法观测到单一引力子。如果该条假设成立的话，那意味着量子引力理论是不可检验的，因而也失去了其科学意义。于是，经典世界和量子世界完全可以和平共处、相生共存，因为我们无法证明二者不兼容。宇宙中的经典画面与量子画面都可能是真实的，一味期待会出现某种统一理论，有可能到头来是虚幻一场。