保罗 · 哈尔彭的作品告诉我们，卡尔 · 荣格和沃尔夫冈 · 泡利曾相互交换意见。

精神分析学家卡尔·荣格（左）和物理学家沃尔夫冈·泡利曾一道讨论过非因果关系原理

讲述现代物理学发展历程及现状的“说书人”始终在寻找新方法来表达广义相对论与量子力学因对立现状而产生的紧张关系。相对论认为，宇宙的运行规律应该是“因”产生“果”，且没有任何事物的传播速度能超过光速。量子力学描绘的世界则更加离奇。在量子世界中，事件似乎随机发生，且事件与事件之间的联系似乎是同时出现。这两种理论其实都挑战了我们的直觉。

为了探索因果关系的本质，理论物理学家保罗·哈尔彭（Pawl Harpen）在一段人际关系中找到了灵感。他在自己的最新作品《共时性》（Synchronicity）一书中，讲述了奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli）在1930年离婚后因精神失常、严重酗酒而向瑞士精神分析学家卡尔·荣格（Carl Jung）寻求治疗的故事。另一方面，荣格则在治疗泡利的过程中学习了量子物理学。他得知，测量某个粒子的状态似乎可以瞬时影响另一个粒子的状态，这两个粒子之间的这种特性叫作纠缠。

在见到泡利之前，荣格就已经创造了“共时性”这个术语来描述非因果关系。荣格认为，人类体验中的集体无意识会影响人的梦境、思想和行为。他当时正在为这个观点寻找解释。而泡利可以轻松且生动地记住自己的梦，这点对荣格大有帮助。

对荣格来说，“能够分析一位著名量子物理学家，而且他还正好能够轻松记住那些复杂的梦，是一个极其特别的发现。”哈尔彭写道。对泡利来说，他与荣格的互动为支持物质与思维统一理论的必要性提供了论据。（泡利早在20世纪20年代就在量子力学领域做过这类开创性工作，其中包括提出不相容原理，解释了为什么寻常物质能够保持稳定且必须占据一定空间。）

哈尔彭这部作品的核心是人类对宇宙深层联系的各种直觉之间的矛盾，以及这类联系的科学案例。他带领读者迅速浏览了从早期希腊科学到现代物理学的科学发展历程——也就是从柏拉图和恩培多克勒、开普勒、伽利略、牛顿、麦克斯韦等人的工作，一直到相对论和量子力学的到来——构建了一个没有因果关系的潜在关联案例。结尾部分则介绍了有关量子纠缠的最新实验，其中包括量子卫星，还提及了将纠缠与时空性质联系在一起的复杂理论工作。

这个故事其实已经谈者甚众，但哈尔彭努力讲出了新鲜感。举个例子，德国物理学家普朗克在1900年提出的假说“能量必须以量子为单位出现”（量子是能量的最小单位，不能进一步切分）解决了黑体辐射难题。哈尔彭用一个类比形象地解释了这一事件：一杯装在加盖漆黑茶杯中的茶水，在微波炉中加热到100℃。令人难以想象的是，量子力学之前的理论会预测，这类装置会成为一个危险的高频离子辐射源。普朗克则证明，量子现象的存在限制、甚至是消除了这类装置在高频波段释放的能量。他的这一系列想法将量子力学推向了历史舞台，并且解释了为什么我们品热茶的时候不会被辐射烫伤。不过，即便有这样有趣的例子存在，哈尔彭这部作品的部分内容对那些对相关概念毫不知悉的人来说，仍旧显得有些艰深、难解。

守恒律

理解非因果关系的一大关键是德国数学家阿玛丽·诺特（Amalie ‘Emmy’ Noether）的工作。诺特是《共时性》一书中的重要人物，但她的工作却常常被人们忽视。20世纪初，她证明了自然世界中的对称性与守恒律是同一枚硬币的两面。举个例子，转动的自行车车轮具有旋转对称性：绕着对称轴旋转不会改变车轮的样子。与旋转对称性对应的就是角动量守恒。反过来，守恒律会影响长程非因果现象。同一相互作用事件发射的两枚粒子角动量必然守恒，哪怕它们最后相距千米之遥。于是，这两枚粒子的测量属性之间就产生了相关性。

这部作品的闪光点不只是物理学，还有诸多人物的奇闻逸事。当你读到泡利与德国数学家帕斯库尔·约当（Pascual Jordan，量子力学诞生之初的一位贡献者）痴迷于通灵学时，想必也会大为震惊吧。当时，约当对美国植物学家约瑟夫·莱恩（Joseph Banks Rhine）的那些实验很是着迷——表面上看，这些实验证明了某些人能够读心，猜对扑克牌上图样的概率要比碰运气高。而泡利“本来就对数字命理学与超自然现象等内容持开放态度，与卡尔·荣格接触后，更是巩固了他的这番兴趣。”哈尔彭写道。这提醒我们，即便是那些极端理性的智慧人物，在面对有关自身的主观深层问题时，也难免会有欠考虑的地方。

同样令人震惊的是泡利和德国理论物理学家维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）平庸的另一面。他俩在青年时代精力充沛，魅力四射，也都获得了诺贝尔奖，但他们之后都没有延续这样的成就。泡利和海森堡在职业生涯末期提出了一种单一场的概念：“所有物质、能量和自然相互作用都会在这个场中合并为特殊案例”。1958年，泡利在美国物理学会一次会议上提出这个糟糕理论时，饱受嘲讽。

《共时性：理解量子因果关系本质的伟大探寻之旅》（Synchronicity: The Epic Quest to Understand the Quantum Nature of Cause and Effect） ，保罗·哈尔彭

令泡利吃惊的是，海森堡甚至已经开始在德国宣传这项工作。泡利在给学生的一封信中写道“海森堡在广播、报纸上大肆宣传，他是觉得自己地位超过了爱因斯坦、浮士德、所有人类？他对公众宣传的热情似乎永无止境。”相比之下，爱因斯坦在职业生涯末期试图调和相对论与量子力学，但即便是他的武断、固执也显出优雅。

在这本书的第二部分，那些看似无甚关联的元素和人物通过各种联系走到了一起，整个故事也因此余味无穷。例如，海森堡和泡利的理论尝试唤回了柏拉图的观点：在我们可以观察到的现实之下潜藏着一个形式完美的永恒王国。无论这些思想是否正确，宇宙的运作机制还有许多等待我们去发现，非因果关系的诱惑仍会继续。

资料来源 Nature

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本文作者阿尼尔·阿南塔斯瓦米（Anil Ananthaswamy）是美国麻省理工学院2019—2020奈特科学新闻研究生，作品有《一次穿过两道门》（Through Two Doors at Once）等。