【禪與科學】量子力學理論 證實色即是空同時存在

文/黃金龍博士 iScim雲端計算中心執行長

「薛丁格貓」與「量子擦除實驗」的物理理論，可解釋「人心」與「物質界」互動的過程，這是人類世界運作的法則，也是讓人陷於煩惱痛苦的原因。若所有人都能經由正確的禪定進入正定，見證《心經》所謂「五蘊皆空」的能量態，無非是一條真正可以解脫的光明大道。

薛丁格是位大學物理系學生，他在家裡養了一隻可愛的貓咪。一天，他在實驗室裡好奇地想，此時家裡的貓咪不知是在房間睡覺？還是在客廳玩小球？於是他拿起實驗室裡最先進的量子生物儀，鎖定家的位置並掃瞄一遍，原本預期可以找出貓咪的正確位置，結果發現心愛的貓咪竟同時存在於房間和客廳！這是怎麼回事？是貓咪有好朋友來找牠？還是牠有了分身，可以一分為二？

為了解決這個問題，薛丁格的學弟維格納自告奮勇，願意親自跑一趟薛丁格的家，一探究竟。

不久，維格納來到了薛丁格的家，他一進屋便發現貓咪正在客廳開心地玩小球，而同一時間，薛丁格在實驗室的量子儀器，居然瞬間變成貓咪只在客廳玩小球，不是同時存在於房間和客廳。

歐文．薛丁格（Erwin Schrödinger，1887至1961 A.D.）是奧地利物理學家，他於1926年提出的薛丁格方程式，為量子理論奠定重要的基礎，幾年後，他得到諾貝爾物理學獎的肯定，此方程式更以他的名字命名。

薛丁格方程式最大的貢獻是成功地運用波函數描述物質體；簡單地說，就是一個物質體，可以用一個能量波的型態來表達。

實驗證明 人類意識會影響物質體狀態

「薛丁格貓」的弔詭（註1），是薛丁格於1935年提出的一個邏輯性思考，初期雖然遭到一代物理大師愛因斯坦的批評，但後來卻得到更多的討論與贊同。

1996年，Monroe等一群研究學者在美國國家標準暨技術研究院（NIST）完成了「薛丁格貓」的實驗，成功證實這個理論。而讓愛貓人士感到欣慰的是，學者使用的並非活生生的貓，而是帶正電的鈹。此後亦有數個研究團隊利用不同的方式，證實薛丁格貓的理論。
「薛丁格貓」的實驗說明了：當薛丁格的學弟維格納尚未進屋前，屋裡沒有任何人，因此貓咪是處於「能量波」的型態，此時「睡覺」與「玩小球」兩種能量波是同時存在的。

當維格納進屋後，貓咪因為受到人類的觀察，由兩個能量波退縮為物質型態；也就是睡覺或玩小球其中一個型態。

有趣的是，如果在實驗中，進屋觀察的不是人，而是其他生命體（比如是狗，或另一隻貓），就不會造成能量波的退縮。這個奇妙的理論，揭示了人類的觀察可以改變物質世界的狀態。

「薛丁格貓」的故事，其實還有續集。一天，薛丁格和維格納正討論著上次貓咪實驗的詭局，他們決定重覆上次的實驗。於是維格納再次回家觀察貓的位置，薛丁格則留在實驗室操作量子生物儀，這次他決定把貓的狀態全程錄影下來。

到了預定的時間點，維格納推門進屋，確認了貓咪的位置後，便回到實驗室。然而，當維格納坐在實驗室與薛丁格討論實驗時，維格納突然失憶症發作，腦中一片空白，把進屋後的事忘得一乾二淨。薛丁格趕緊檢查儀器記載的貓咪位置記錄，發現貓咪居然從頭至尾都呈現出「客廳與房間共同存在的能量波型態」。

這段續集故事描述的是量子力學有名的「量子擦除實驗（註2）」，這個實驗更進一步證實人類意識對物質體狀態的影響。

原本維格納在進門觀察貓咪時，應該會造成貓咪由能量波退縮為物質體型態，也就是維格納只能看到貓咪在睡覺或在玩小球其中一種型態。但當維格納的意識被抹除時，卻讓儀器中的貓咪記錄回到能量波型態。

到底「光」是「粒子」？還是「波」？這個問題曾在100年前的物理學界掀起滔天巨浪，經過數十年的研究、討論、推翻、實證，終於慢慢形成了量子理論，其中多位物理學家還因此得到諾貝爾物理學獎。

量子力學證明空色不二

然而相似的概念，在佛經中卻是說得斬釘截鐵，在諸多佛經中，幾乎沒有第二種說法。

譬如我們常聽到《心經》說的「色即是空、空即是色」，「色」是指有形有相的物質體，「空」可以解釋為無形無相的虛空。《心經》認為，「空」與「色」是一模一樣的；然而如此簡潔的文字，卻讓後人如墜入五里迷霧，無法明瞭佛法的真實義。

所幸這個千古大謎語在近代量子物理學中，藉由物質體「粒子態」與「波動態」的二重性，得到很好的解釋；「薛丁格貓」的理論，則進一步用科學方式闡述了佛家「萬法唯心造」的觀念。

譬如《華嚴經》的「唯心所現，唯識所變」，以及《楞嚴經》的「一切因果，世界微塵，諸法所生，因心成體」，其中「唯識所變」和「因心成體」這兩句似乎說明了，當人類觀察到貓咪的狀況時，貓咪由能量波型態退縮成有形有相物質體的過程。

佛經有很多關於「心」、「意」、「識」與「五官」、「物質體」等關係的敘述，如《六祖壇經》即有「不是風動，不是幡動，仁者心動」的禪宗公案聞名於世（註3）。

大部分的佛教徒，將六祖這段對話解釋為禪宗祖師引人開悟的話頭，殊不知它也巧妙揭示了「人心」與「物質體」互動的奧秘。

風或幡，原本是自然界的能量波，因人類的參與，而退縮為具體的物質體。如果沒有人類意念的觀察，也就沒有風動或幡動的問題；所謂「聖人語不錯，迷人自不明」，正是如此。

世人因五官的覺受「觸境成識」，而外境又「因心成體」，形成人類與外界萬事萬物互動的型態。反觀聖人能超脫凡塵，不起分別心，隨時處於客觀的旁觀狀態，因此可以離世間相，進入真如實相。

讀者讀文至此，除了驚訝量子力學的奇妙理論，對於佛法的精妙意涵，應該也有一定程度的了解，這也是佛教之所以被稱為智慧宗教的原因。然而，我們在明白了這些宇宙最深奧的密意之後，又該如何達到佛經所敘述的境界呢？

這個修行人最關心的問題，早在2500年前，《心經》就已提出了解答。

化五蘊為能量態 可解脫一切苦厄

《心經》最關鍵的觀念，便是開頭的第一段經文：「觀自在菩薩，行深般若波羅密多時，照見五蘊皆空，度一切苦厄」，這段文字從後面兩句解釋過來是：如果一個人能照見五蘊皆空，便可滅度一切苦厄。五蘊為「色受想行識」，依照量子力學的概念來思考，若一位修行人能將這五蘊轉化為能量態，即可化解物質界的一切痛苦災難。那麼要如何做到呢？答案就在前面兩句。

悟覺妙天禪師在解釋《心經》時提到，所謂「行深般若波羅密多時」，就是禪定進入正定狀態；所以這整段文字，禪師的解釋是：「觀世音菩薩在禪定進入正定以後，來到一片光明的世界。在這個光明世界裡，觀世音菩薩發現五蘊都不見了，整個心無憂無慮，沒有煩惱和痛苦，因而得到了大自在。」

可見人生痛苦的解方就是正定，也就是「行深」到「般若波羅密多」的境界。難怪《心經》最後的經文不斷強調「般若波羅密多」的神奇力量，並言明所有佛菩薩都是經由禪定才能成就。

「薛丁格貓」與「量子擦除實驗」這兩個物理理論，恰恰正解釋了「人心」與「物質界」的互動過程，這樣的模式是人類世界運作的法則，也是讓人陷於煩惱痛苦的原因。

地球上信仰宗教的人，占總人口的80％以上，除了追求心靈寄託，無非也是希望自己能從娑婆世界的輪迴中解脫。六祖慧能大師說：「菩提本無樹，明鏡亦非台，本來無一物，何處惹塵埃」；若所有人都能經由正確的禪定進入正定，見證五蘊皆空的能量態，無非是一條真正可以解脫的光明大道。

註1：所謂薛丁格貓，是把一隻貓、一個裝有氰化氫氣體的玻璃燒瓶和放射性物質，放進封閉的盒子裡，當盒內的監控器偵測到衰變粒子時，就會打破燒瓶，殺死這隻貓。根據量子力學的哥本哈根詮釋，在實驗進行一段時間後，貓會處於又活又死的疊加態（能量波疊加型態）。但假若實驗者觀察盒子內部，會觀察到一隻活貓或一隻死貓，而不是同時處於活狀態與死狀態的貓。這結果引起一個謎題：到底量子疊加是在什麼時候終止，並且塌縮成兩種可能狀態中的其中一種狀態？（摘自維基百科）

註2：所謂量子擦除實驗，是量子力學的一種干涉儀實驗，它可以用來演示量子糾纏、量子互補等基本理論。實驗時，使用雙縫干涉儀製成干涉圖樣，這實驗有3個步驟：1.照射光子束於雙縫干涉儀，然後確認在探測屏出現干涉圖樣。2.觀察光子通過的是哪條狹縫，在觀察時，須小心翼翼地不過度攪擾光子的運動，然後證實顯示於探測屏的干涉圖樣已被消毀。這步驟演示出，干涉圖樣是因為「路徑資訊」的存在而被消毀。3.通過特別程序，可將路徑資訊擦除，但也可重新得到干涉圖樣。另外證實不論擦除過程的完成時間是在光子被探測之前或之後，都會被重新得到干涉圖樣。（參考維基百科）

註3：《六祖壇經》云：一日思惟，時當弘法，不可終遯。遂出至廣州法性寺。值印宗法師講涅槃經，時有風吹幡動。一僧云風動，一僧云幡動，議論不已。能進曰：不是風動，不是幡動，仁者心動。一眾駭然。