物理現象中的謎
正如我們已經指出的，當代物理學家把基本粒子看作是嵌在力場中的物質能小包，這些小包不能小於普朗克最小長度，其存在時間也不能短於普朗克常數所規定的最短時間。這些長度和時間的確非常微小：普朗克長度是10-33m，比一般基本粒子的尺寸要小得多；普朗克時間是10-43s，大大地短於在原子尺度上大多數事件所存在的時間。這裏所說的小包就是量子，量子論顯示，它們確實是些稀奇古怪的玩意兒。
一、惠勒的龍
量子的怪異表現形式既包括非定域和非動力相互作用現象，也包括波粒二象性、海森堡的測不準原理等。所有這些都是不折不扣的佯謬，人們雖然經常求助於禁令處理它們，但終不能澄清它們。這些禁令就是，物理學家應該滿足於發現各種觀察結果之間的相互關係，而不是試圖去解釋這些觀察結果意味著什麼棗量子“本身”是什麼。
量子的怪異表現形式引起了科學史上可能是最著名、肯定是持續時間最長的關於實在的根本性質的深入討論。從1927年到1933年，愛因斯坦和玻爾就關於令人費解的量子現象的解釋進行了交談和通信。愛因斯坦不接受似乎是量子表現形式所固有的不確定性，他一次又一次地提出論據證明，現有的量子論在邏輯上必定是不完備的；而玻爾則拒絕任何超越物理學家實際能夠觀察到的現象的解釋。玻爾斷言，自然界已經為能被測量和觀察到的現象規定了一個絕對界限。實際上這種界限甚至具有更深層次的意義，因為它不讓科學以任何明確的方式談論量子和基本粒子的特性和屬性。
愛因斯坦願意同意這種看法：不可能同時測得一個基本粒子的位置和速度棗自然界似乎對這種知識設置了障礙。但他爭辯說，這並不意味著基本粒子實際上在任何時候都沒有確定的位置和確定的速度棗僅僅是我們看不見它的特性而已。玻爾不同意愛因斯坦的觀點，他認為必須拋棄那種認為粒子同時具有位置和速度的觀念。但是，如果粒子的位置和速度是不明確的，那麼談論量子粒子具有某種軌跡就沒有意義。
日常的實在開始分解為各種新的形態，而且在他們對話的最後階段，玻爾發現他自己不能用“現象”以外的任何術語來描述所觀察到的事件。物理學家惠勒指出，“現象”是一個非常有意義的詞，它意味著在談論量子時，我們不再是討論客觀的實在，我們也不再有權力對“基本量子現象”本身究竟是什麼提出疑問。E·魏格納（EugeneWigner）就指出，量子物理學討論“觀察到的結果”，而不討論“可以觀察到的結果”。這就意味著，量子物理學家是在愛麗絲的仙境裏工作，那裏隻存在事物的表象而不存在事物的實體棗是切希爾貓的嘻笑，但不是實際的切希爾貓。
存在脫離實際的實在總讓人痛苦，因而物理學家並不輕率地同意這種分離，他們不得不通過實驗來達到他們的現象學結論，這種結論徹底粉碎了人們關於真實世界中大量物質應如何起作用的所有期望。典型的例子當然是現在出了名的雙縫實驗。你可以把一塊屏幕放置在一束光的前麵，並在屏幕上開一條狹縫以便讓一部分光線能穿過去，然後在第一塊屏幕的後麵再放一塊屏幕來記錄穿過狹縫的光線。這樣，結果就好像你讓水流過一個小孔一樣，你會發現有一種衍射效應：光束呈扇形散開，並在後一塊屏幕上形成衍射圖樣。這就證明了光的波動性，而與光本身並不矛盾。但是，如果你在屏幕上再開一條狹縫，就會出現兩種衍射圖像的疊加，即使你每次隻發射一個光子也是如此。狹縫後投射的波形成一種獨特的幹涉圖像：當兩個波陣麵的相位差是180度時，它們相互抵消；當兩個波陣麵同相位時，它們相互加強，因此，看上去就好像單個光子同時通過了兩個小孔一樣。然而，這肯定不是每次隻發射一個的粒子實體在我們實驗中的表現形式（圖2）。
這種實驗有好幾個變種，一個比一個更令人費解。亞原子世界的某些最怪異的現象出現在“光束分裂實驗”中，這裏，光子也是以一定的時間間隔一個一個地發射的。當從發射槍發出的每個光子到達並撞擊探測器時，探測器就會發出哢噠聲或發亮。通常人們會預料，從發射槍發出後到達探測計數器的光子具有一定的軌跡，然而，這一預料沒有兌現。
在光束分裂實驗中，我們把一麵半鍍銀的平麵鏡插在光子通過的道路上，這就把由連續發射的光子所組成的光束分裂開來，產生了這樣的可能性：每兩個光子中有一個可以通過平麵鏡，而另一個則被其反射。為了證實這種可能性，我們可以在半鍍銀的平麵鏡後麵和與其成直角的位置上都放上計數器。人們預料，平均每兩個光子中有一個光子沿一條光路前進，而另一個光子沿第二條光路前進。這一預料確實獲得了實驗的證實：兩個計數器記錄的光子數大體相等。但後來情況就出現了反常。把第二麵半鍍銀的平麵鏡插在未受第一麵平麵鏡偏轉的光子的光路上，這麵平麵鏡放置成這樣的角度：使偏轉的和未偏轉的光子仍然必須到達兩個計數器中的一個。因此，人們預料會聽到兩個計數器發出數量相等的哢噠聲（或看到數量相等的光信號）：單個發射的光子將僅僅調換目標。但情況並非如此，兩個計數器中隻有一個有哢噠聲（或發光），而另一個則沒有，所有光子都到達了一個相同的目標。