8神秘量子丛林的奇遇

第二天早上汤普金斯先生正在床上打盹，这时他意识到有人在房间里。他环顾四周，发现他的老朋友教授正坐在扶手椅上，专心致志地研究摊在他膝盖上的一张地图。

“你要一起来吗？”教授抬起头问道。

“要去哪里？”汤普金斯先生问道，他仍然想知道教授如何进入他的房间的。

“当然是去看大象，还有量子丛林里的其他动物。我们最近去的那家台球室的主人告诉了我一个秘密——他打台球用的象牙球是从哪里来的。你看到我用红色铅笔在地图上标出的这个地区了吗？它里面的一切似乎都受量子定律的制约，而且量子常数很大。当地人都认为这个国家的这一地区都住着魔鬼，所以恐怕我们很难找到一个向导。但是如果你想一起来，你最好快点。一小时后船就要开了，我们还得去接理查德爵士。”

“谁是理查德爵士？”汤普金斯先生问。

“你没听说过他的大名吗？”教授显然很吃惊，“他是一个著名的猎虎者，当我答应他肯定会有非常有趣的狩猎活动时，他决定和我们一起去。”

他们按时到达码头，看到装满了长箱子的盒子，里面装有理查德爵士的来复枪和教授从量子丛林附近的铅矿获得的铅制成的特殊子弹。当汤普金斯先生将自己的行李放到客舱中时，船的持续震动告诉他，他们已经启航了。大海航行并无特别之处，汤普金斯先生几乎没有注意到时间的流逝，直到他们在一座迷人的东方城市停靠、上岸。这座东方城市是离神秘量子区域最近的、有人居住的地方。

“现在，”教授说，“我们必须为内陆旅行去买一头大象。因为我认为没有一个本地人会同意和我们一起去，所以我们将不得不自己驾驭大象，而你，我亲爱的汤普金斯，将不得不担负起这项工作。我将忙于我的科学观察，而理查德爵士必须得要摆弄这些武器。”

汤普金斯先生很不高兴，当他来到城市郊区的大象市场时，他看到了这些巨大的动物，他将要不得不驾驭其中的一头。理查德爵士对大象很了解，他挑选了一头很不错的大象，然后向主人询问这头大象的价格。

‘Hrup hanweck’o hobot hum.Hagori ho，haraham oh Hoho-hohi.’当地人回答，露出了他那闪亮的牙齿。

“他想要很多钱，”理查德爵士翻译道，“他说这是一头来自量子丛林的大象，因此更贵。我们接受吗？”

“当然可以，”教授解释道，“我在船上听说，有时会有来自量子丛林的大象被当地人捕获，它们比其他地区的大象要好得多，就我们的情况而言，这会带给我们很大的优势，因为这种动物会让我们在丛林中有宾至如归的感觉。”

汤普金斯先生从各个不同角度打量着大象。这是一种非常漂亮的大型动物，但它的行为与他在动物园里看到的大象的行为并没有什么明显的区别。他转向教授，说：“您说这是一头量子大象，但在我看来，它和普通的大象没什么两样，也不像某些同类的长牙做成的台球那样古怪。为什么它不向四面八方弥散呢？”

“你的理解能力特别差，”教授说，“这是因为它的质量非常大。我之前告诉过你，所有的位置和速度的测不准性都取决于质量；质量越大，测不准性越小。这就是为什么在普通的世界中，即使是像尘埃这样轻的物体，也观察不到量子定律的原因，而对比它们轻数十亿倍的电子来说，量子定律变得非常重要。现在，在量子丛林中，量子常数相当大，但仍然不足以对大象这样重的动物的行为产生惊人的影响。量子大象位置的测不准性只能通过仔细观察它的轮廓来发现。你可能已经注意到，它的皮肤表面不是很明确，似乎有点模糊。随着时间的流逝，这种测不准性会非常缓慢地增加，我认为这就是当地传说的起源——来自量子丛林的非常古老的大象拥有长长的毛。但我预计，所有较小的动物都会显示出非常显著的量子效应。”

“我们这次不是骑马远行，”汤普金斯先生心想，“这不是很好吗？如果真是这样，我可能永远也不会知道我的马是在我的膝盖之间，还是在下一个山谷里。”

当教授和理查德爵士拿着来复枪爬进绑在大象背上的篮子里之后，汤普金斯先生一只手抓着棍子，以新的驯象员的身份骑在大象的脖子上，他们开始向神秘的丛林进发。

城里的人告诉他们到达那里大约需要一个小时，汤普金斯先生正努力在大象的两只耳朵之间保持平衡，他决定利用这个时间向教授学习更多关于量子现象的知识。

“请您告诉我，”他转向教授，问道，“为什么小质量的物体会表现得如此古怪？而您一直在谈论的这个量子常数的意义是什么呢？”

“哦，这并不难理解，”教授说，“你在量子世界中观察到的所有物体的有趣行为仅仅是因为你正在观察它们。”

“它们这么害羞吗？”汤普金斯先生笑了。

“‘害羞’这个词不合适，”教授忧郁地说，“关键是，无论如何，在对运动做任何观察时，你必然会干扰这个运动。事实上，如果你对一个物体的运动有所了解，这就意味着这个运动的物体对你的感官或你正在使用的设备产生了某种作用。由于作用和反作用是相等的，我们必须得出这样的结论：你的测量仪器也作用在了物体上，也就是说，‘破坏’了它的运动，给它的位置和速度带来了测不准性。”

“好吧，”汤普金斯先生说，“如果我在台球室里用手指碰了碰那个台球，我肯定会打扰它的运动。但我只是看着它，这会打扰它吗？”

“当然会。你无法在黑暗中看到球，但如果你打开灯，球反射的光线就会使它能够被看见，并且作用在球上。我们称其为光压，这会‘破坏’球的运动。”

“可是，假如我用的是非常精密而灵敏的仪器，难道我不能使仪器对运动物体的作用小到可以忽略不计吗？”

“这正是我们在量子效应被发现之前，在古典物理学中所认为的。在20世纪初，很明显，对任何物体的作用都不能低于一个叫作量子常数的极限，它通常用符号“h”表示。在普通的世界里，量子效应是非常小的。在惯常单位中，它是用小数点后27个0的数字来表示的，它只对像电子这样轻的粒子很重要，因为它们的质量很小，它们会受到极小作用的影响。但在我们正在接近的量子丛林中，量子效应是非常大的。这是一个粗暴的世界，不可能采取任何温和的行动。在这样一个世界里，如果有人想要抚摸一只小猫，它要么什么也感觉不到，要么它的脖子就会被第一次的爱抚折断。”(www.xing528.com)

“这很好，”汤普金斯先生若有所思地说，“但当没人看的时候，这些物体会不会按照我们习惯的思维方式正常运转呢？”

“当没有人在看的时候，”教授说，“没有人能知道它们的行为，所以你的问题没有物理意义。”

“好啦，好啦，”汤普金斯先生叫道，“在我看来，这确实是像哲学！”

“如果你喜欢的话，可以把它称为‘哲学’，”教授显然被冒犯了，“但事实上，这是现代物理学的基本原则——永远不要谈论你不知道的事情。所有现代物理理论都是基于这一原理，而哲学家们却常常忽视这一原理。例如，著名的德国哲学家康德花了很多时间来思考物体的属性，不是它们‘在我们看来’的属性，而是它们‘本身’的属性。对于现代物理学家来说，只有所谓的‘可观测的’（主要是可观测的性质）才有意义，而所有的现代物理学都是建立在它们的相互关系之上的。那些不能被观察到的事物只对无聊的思考有好处，你能不受限制地发明它们，没有检查它们存在的可能性，也没有利用它们的可能性。我得说……”

这时，一声可怕的吼声响彻空中，他们的大象猛烈地抽动着，汤普金斯先生差点儿摔了下来。一大群老虎正在攻击他们的大象，它们同时从四面八方跳出来。理查德爵士抓起他的来复枪，扣动了扳机，瞄准了离他最近的老虎的两眼之间。过了一会儿，汤普金斯先生听到了理查德爵士的喃喃自语，这种咒骂在猎人中很常见。他正好射中了老虎的头部，却没有对它造成任何伤害。

“赶快射击！”教授喊道，“把你的火力分散到四周，不要介意瞄准得是否精确！那里只有一只老虎，但它散布在我们的大象周围，我们唯一的希望是提高哈密顿算符。”

教授抓起另一支来复枪，枪声和量子虎的吼叫声混合在一起。在汤普金斯先生看来，一切还没有结束，就已经过去了一段漫长的时间。其中一颗子弹击中了目标，令他大为吃惊的是，所有的老虎突然变成一只老虎被狠狠地甩了出去，它的尸体在空中划出一道弧线，落在了远处的棕榈树丛后面。

“这个哈密顿是谁？”事情平息下来后，汤普金斯先生问道，“他是什么有名的猎人吗？您想让他从坟墓里出来帮助我们？”

一大群看上去模模糊糊的老虎正在攻击他们的大象

“啊！”教授说，“我很抱歉。在战斗的兴奋中，我开始使用你无法理解的科学语言！哈密顿量是描述两个物体之间量子相互作用的数学表达式。它是以爱尔兰数学家哈密尔顿的名字来命名的，他是第一个使用这种数学形式的人。我只是想说，通过发射更多的量子子弹，我们增加了子弹和老虎身体之间相互作用的可能性。你会发现，在量子世界里，一个人不可能精确地瞄准并确保击中目标。由于子弹以及目标本身都会弥散，所以总是只有有限的命中机会，从来都不是确定的。就我们目前的情况来看，我们至少发射了30发子弹才击中老虎；然后子弹猛烈地打在老虎身上，把它的身体打得远远的。在我们的世界中，同样的事情正在发生，但规模要小得多。正如我已经提到的，在普通的世界里，人们必须研究诸如电子之类的小粒子的行为才能注意到一些现象。你可能已经听说过，每个原子由一个相对较重的原子核和一些绕原子核旋转的电子组成。最初，人们曾经认为，电子绕原子核的运动与行星绕太阳的运动十分相似，但更深入的分析表明，对于原子这样的微型系统来说，关于运动的普通概念过于粗糙了。在原子内部起重要影响的作用与基本的量子效应在数量级上是相同的，因此整个图景在很大程度上弥散开来。电子围绕原子核的运动在许多方面与我们老虎的运动相似，老虎似乎围绕着大象。

“有人会像我们对付老虎那样攻击电子吗？”汤普金斯先生问。

“哦，是的，当然，原子核本身有时会发出非常高能的光量子或光的基本作用单位。你也可以用来自原子外部的一束光来照射电子。这样会发生的一切就如我们这里的老虎一样：许多光量子通过电子的位置而不对它有任何影响，直到其中一个作用于电子，并把它扔出原子。量子系统不会受到轻微影响：它要么完全不受影响，要么变化极大。”

汤普金斯先生总结道：“就像那只可怜的小猫一样，如果不杀死它，就无法在量子世界中抚摸它。”

“看！瞪羚，还有很多！”理查德爵士喊道，举起了他的来复枪。事实上，一大群瞪羚正从竹林里涌出来。

“训练有素的瞪羚，”汤普金斯先生想，“它们排成整齐的队形，就像阅兵仪式上的士兵一样。我想知道这是不是也是某种量子效应。”

那群瞪羚正在向他们的大象逼近，它们移动得很快，理查德爵士准备开枪射击，这时教授拦住了他。

“不要浪费弹药，”他说，“当一个动物以衍射图样运动时，射中它的可能性极其小。”

“你说的一个‘动物’是什么意思？”理查德爵士叫道，“这儿至少有好几十个！”

“哦，不！只有一只小瞪羚，它因为害怕什么东西，正在竹林里奔跑。现在，所有物体的‘散布’都具有类似于普通光线的特性；并且，通过一系列规则的开口，例如在小树林中分开的竹子树干之间，它显示了衍射现象，你可能曾经在学校里学过。因此，我们现在谈论的是物质的波动特征。”

理查德爵士准备开枪射击时，教授拦住了他

但是，理查德爵士和汤普金斯先生都不知道“衍射”这个神秘的词是什么意思，所以他们的谈话到此为止。

在量子大陆的更远处，我们的旅行者遇到了许多其他有趣的现象，比如量子蚊子，由于它们的质量很小，几乎无法定位它们的位置，还有一些非常有趣的量子猴子。现在他们正逐步深入探索。

“我不知道，”教授说，“这些地区居然有人类。从噪音判断，我想他们正在举行某种庆祝活动。听听这不断的铃声。”

他们正围着篝火跳着狂野的舞蹈，很难把他们的身影单独分辨出来。人群中不断突现举着各种各样铃铛的棕色的手。当他们越走越近时，所有的东西，包括棚屋和周围的大树，都开始散开，钟声传到汤普金斯先生的耳朵里，使他无法忍受。他伸出手，抓起什么东西，然后把它扔掉了。闹钟打中了他放在床头柜上的水杯，冰冷的水流使他清醒过来。他跳了起来，开始迅速穿上衣服。半小时内他必须到达银行。