通过借用、误用在物理学领域普遍理解的术语和概念,各种各样的神秘主义给自己换了一身新行头。
1892年,万能药水广告
伪科学在过去数十年里迅猛扩张。各种媒体江湖医生所宣传的食品强化剂和顺势疗法已经形成一个几十亿美元规模的产业。网络上充斥着自封的专家,他们聚拢成千上万的无知市民大军,随时准备通过请愿的方式把他们的反科学诉求强加给农业和食品业。
正如这张1892年的广告所示,在19世纪90年代,非常可疑的药水和万能药的销售很常见。21世纪,蛇油销售员换上了一副新面孔:通过借用、误用在物理学领域普遍理解的术语和概念,各种各样的神秘主义给自己换了一身新行头。
包括哈佛、耶鲁和斯坦福在内的一些重点大学,建立了综合性健康研究中心,提供有关针灸、灵气、气功和吠陀医学的课程,并且受到国家健康部门的资助。爱思唯尔――一家著名的科学出版机构,推出了《探索》,一份致力于推广替代性和整合性药物的伪科学杂志。2014年,该杂志发表了“后物质主义科学宣言”,把超心理学和濒死体验提升到与量子理论(QT)相提并论的地位。而有影响力的《赫芬顿邮报》盛赞该宣言的作者,把他们视作与尼古拉斯·哥白尼、约翰尼斯·开普勒和阿尔伯特·爱因斯坦比肩的独立思想者。
有许多因素促进了伪科学的迅速扩张,包括对现代物理学,特别是量子理论的歪曲。20世纪的某些著名物理学家发表了一些哲学观点,尽管这些观点可能是神秘和反科学的,却被错误地和现代物理学关联在一起。而公众极端缺乏有关科学内在原则的知识,再加上智能手机、全球定位系统、对希格斯玻色子和引力波的确认,就把那些哲学上的歪曲变成了宣传各种谬误的强力引擎。这些谬论包括量子疗伤、量子接触疗法以及其他一些在拥挤不堪的信息市场上出售的“量子”商品。
我提供两个重要的错误呈现现代物理学的例子:双缝实验(double-slit experiment)和质能方程式(E=mc2)。
有意识的光子?
整个非相对论量子理论建立在关于ψ――薛定谔方程的解――的两个预设之上。第一个预设是ψ的绝对值的平方是系统状态的概率。第二个预设是叠加原则:如果一个系统可以有多个路径,那么总的ψ就是每个路径的ψ的适当加权总和。
自量子理论奠基以来,这两个预设就是许多困惑和滥用的根源。不幸的是,点燃滥用之火的恰恰是某些建立这个理论的人。这一早期起源鼓励着后代的滥用者在20世纪60年代和70年代继续煽风点火。翻开声称在东方神秘主义和现代物理学之间建立相似关系的书的任何一页――例如菲杰弗·卡普拉(Fritjof Capra)的《物理学之道:对现代物理学和东方神秘主义相似性的探索》或加里·朱卡夫(Gary Zukav)的《物理大师的舞蹈:新物理学概论》――你都可能看到被维尔纳·海森堡,尼尔斯·玻尔或者J.罗伯特·奥本海默惺惺相惜地举证的说法。
神秘主义为之欣喜的来源之一是人们熟悉的光学中的双缝实验。在《跳舞的物理大师》一书中,朱卡夫想象先后做两次双缝实验,第一次关闭两条缝中的一条,第二次保持两条缝都开放。他好奇地问道:“第一次实验中的光子怎么知道第二条缝隙不是开放的?……当我们发射光子且光子穿过第一条缝隙后,它怎么‘知道’如果另一条缝隙开放的话它就必须移动到暗区域?关于这个问题没有明确的答案。一些物理学家……猜测光子可能是‘有意识’的!”
朱卡夫对“知道”这个单词的重复性使用已经暗示了有智力的光子的存在!尽管朱卡夫声称没有明确答案,但是针对他的问题是存在确定答案的。两个实验情境之所以不同,不是因为光子拥有某种神秘的知识,而是因为ψ是所有可能路径的叠加――如果只有一条缝隙开放,则只有一条路径;如果两条缝隙都开放,则有两条路径。取一条路径的ψ的绝对值的平方和取两条路径的ψ的绝对值的平方将导致不同的概率分布;后者导致带状明暗区域的出现。任何试图解释光子――或任何其他遵循基本概率规则的量子对象――的行为的尝试,都会导致朱卡夫所提出的荒谬疑问,下面这个更熟悉的例子将表明这一点。
如果你扔10个硬币,则六次(总数目的60%)正面朝上的概率大概是0.205。如果你扔10 000个硬币,则60%的硬币正面朝上的概率是0.00…029(89个零)!现在,把这10 000个硬币看成1 000个10硬币组。每个组单独来看有20.5%的概率出现60%的硬币正面朝上的情况,但是当其他组在场时,60%硬币朝上的情况就变得几乎不可能了!正如朱卡夫所声称的,每个硬币组怎么“知道”其他组是否在场?也许硬币都是有意识的!
精神= mc2
从物理学中借来并在一些伪科学(译注:原文为“woo”,被用来形容某一观点是非理性的、缺乏证据的或求助于某种神秘力量。现常被科学家或科普作家用做伪科学或骗术的同义词。巧合的是,该词与中文“巫”字音义都非常近似。)文献中被滥用的最高频词就是“能量”。正能量和负能量、治愈、业力和气是一些漂浮在神秘主义海洋中的“能量”的例子。这似乎有个很好的原因:能量是非物质的。但物理学中最著名的公式E=mc2把能量等同为质量,而质量是物质的。因此,神秘主义的核心,即把非物质的精神或灵魂等同于物质,也就只有一步之遥了。
但是能量真的是非物质的吗?能量是物质的一种属性。例如,动能是与对象的速度相关联的能量。询问动能是否是物质的就和询问速度是否是物质的一样荒谬。速度是运动物质的一种属性。一个红色的苹果是物质的,说红色这种属性是非物质的有意义吗?把物质和物质的多种属性中的一种――能量――相混淆,这是连受过训练的物理学家也可能陷入的常见陷阱,这种混淆也是江湖骗子科学家手中有效但危险的工具,被用来提升他们的吸引力。
最诱人的例子出现在当E=mc2被用于物质-反物质湮灭的时候。在湮灭中,物质完全转化为“纯能量”。然而,左边的“E”是某些物质粒子的属性,而这些粒子可以是没有质量的,例如光子。一个撞击电子并改变其状态的光子和做同样事情的一个入射电子同样是物质的。确实,尤金·魏格纳(Eugene Wigner)证明物质粒子由其质量和自旋而进行描述,而这两者中的任何一个都可以是零。而且这一事实是建立在和狭义相对论一样牢固的基础上的。
E=mc2中的“E”总是两个或更多粒子的能量,而这些粒子要么能通过彼此结合来形成右边的质量,要么可以在质量发生衰变时而产生。自然界不存在这样的情况:质量转化为能量(或反过来)却没有某些物质粒子承载该能量。在神秘主义的灵魂-物质等同说和现代物理学的能量-物质等同说之间没有联系。
对科学素养的影响
伪科学是一种社会精神疾病,它如此强大,以至于无法在公共领域与之对抗。媒体作为公众的主要信息来源,对流行的东西比对正确的东西更感兴趣。然而,在教室围墙的相对保护下,我们有机会接触到未来的公民,因此能够希望我们的孙子和他们的孩子不会屈服于困扰我们这一代人的非理性。
在中学或导论性质的大学物理或化学课程中,每周基于30到45分钟的阅读作业进行五分钟(额外学分)小测验,对于让学生意识到伪科学的荒谬及其对社会造成的危害大有帮助。我建议把百科全书资源http://rationalwiki.org作为起点。这种训练可能不如气候变化那么迫切,而许多教师令人敬佩地投入到后者中。但是伪科学的后果实在太险恶,以至于不能被忽略。而教室是唯一能有效挑战伪科学的地方。
资料来源Physics Today
责任编辑 朝 云
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本文作者萨德里·哈萨尼(Sadri Hassani),伊立诺伊州立大学物理学荣休教授,积极向公众传播科学精神,著有科学书籍《从原子到银河系》。