现代物理学与佛教

现代物理学与佛教

2010-03-08 14:34

-----杜大威

同学们好，我叫杜大威。在河北佛学院工作，是河北禅学研究所的研究员。今天与同学们讲的课题是"现代物理学与佛教"。

为什么要讲这个问题呢？因为佛教的特点是与时俱进，禅宗的特点也是讲究"当下"的，如果佛教不能和当代最优秀的文化相结合，那么，第一，不能显示出他的优越性，第二，容易形成所谓"边缘化"这个情况。也就是说，作为佛学那么博大精深，如果对现代最高科学成果和科学原理都不能够透彻地认识，那么他的优越性也就无从体现。

这与佛陀"世间解"，全面渗入世间，并提升世间的教义是违悖的。所以说，有些不太理解佛学的人，就认为佛教是只能和落后的生产方式，以及与过时的古代意识形态相结合，一旦到了现在，似乎就有点落伍，看见佛教寺院里都是老太太呀，求神拜佛的人，都是没什么文化的人。宗教只能仅仅作为一个信仰系统，一个信仰的形式，只能起一个安慰的作用。

我们认为，这种看法是比较偏面的，不太恰当的，严格的说起来佛教是与时俱进的，能够对现在的不管是物理也好、自然科学也好、社会科学也好，都能够作出非常透彻的认识，也能够对他们提出的最尖端的问题，作出清晰的回答。我这个说法，可能有些同学听起来觉得有意思，比较新鲜，那么我就和大家一起对这个问题进行比较深一些的讨论。让我们现在就开始讲正题。

讲佛教与现代物理学，首先有两个概念要澄清一下：什么是现代物理学？就是指从廿世纪初叶起，发展到现代以"量子论"与"相对论"为主导的现代物理学，其中尤以量子论或称为"量子力学"更具革命性观念，引起了人们广泛而深入地关注。

现代物理学最核心、最前卫，也就是最热点的话题，关键在哪里？这是饶有兴趣的课题--现代物理的实验事实，表现出了"人的思维选择"对物质的基本粒子有影响，即所谓"意识"介入了"存在"；另一个奇特的现象是，在人的主观因素介入前提下，同一粒子，表现出"波--粒"二象性。这意味着，一个东西可以拥有很大的空间，譬如"波"；但也可以只占据非常小的空间，譬如"粒子"；再就是，在量子原理下，在时间的先后观念上有突破，即有"逆动因果"的实验现象，即所谓先有结果而后确立原因。

这些物理事实，包含着重大的观念革命；另外一个是，佛教贯穿大乘、小乘，当然还包括二乘、包括显密，整个贯穿一致的思想要点又在哪里？那么，我们通过比较佛教的贯穿大小乘的核心思想，例如《华严经》中的"法界缘起论"观点，和现代物理学的核心思想，两相比较，他们有何同，有何异，然后自然会得出结论。

我们认为，佛教经典中有超越主客观界限；超越空间大小界限；超越时间先后界限的明确论述。所以，我们认为，佛教《华严经》中表述的思想与现代物理学的实验事实之间有非常强的、非常有机的、非常生动的、也非常精彩的联系，现在就此作一些基本观点的介绍。

先说物理学，物理学通过19世纪的发展，已经达到了一个很高的高度，经牛顿力学对宏观世界的描述（三度空间）、运动学的建立，可以说似乎都非常完备了。对世界的真相好像都已经认识了，但是在本世纪初，随着放射现象的出现，这个物理理念框架的容纳性就受到了挑战。随着物理学的发展，大家都知道"质能"可以相互转换以后，对有些保守，持实实在在的物质不可改变观点的物理学家，是一个很大的冲击。

而且，在爱因思坦"相对论"出现以后，已引入了"四度空间"的概念，达到时空一体化，突破了三度空间及时空各异的旧观念。随着研究的深入，深入到分子层次、原子层次、乃至基本微粒的层次。现在说是基本粒子，包括电子以及光子都在基本粒子的大家族内。对原子

和亚原子，特别是亚原子的层次，进行研究，发现了很多精彩的现象。

首先，一个最精彩的现象，就是对物质观念上的一次革命。现在物理学有这么一个讲法，他引进了一个原理--测不准原理。这是德国物理学家海森堡在1927年提出来的，当然他这个思想的提出离不开量子力学的建立。量子力学以波尔为领头人建立了哥本哈顿学派，他们的基本观点是基于一些很特殊的物理试验，即发现在量子层次内，基本粒子，现在也叫亚原子的微粒，有一些非常奇特的行为规律，即发现了物质有一种测不准的情况，所谓"测不准原理"。

什么叫物质测不准确呢？就是追索到物质最小、最基本的存在，就称"基本粒子"吧。他的特点在物理试验里，有这么两种情况：就是"一个粒子"可以表现为波，即"弥散在很大的空间区域之内"，其大尺度可达光年，（一光年约九点四六乘以十的十二次方公里），即"一颗粒子"的波可在如此之大的范围内表现出来！另一种就表现为微粒，所谓"基本粒子"，即非常小体积的实体，其小尺度以"埃"为单位："埃"为十的负八次方厘米。而一个"夸克"的尺度又是十的负十九次方埃。大家觉得这个用普通的思想来考虑吧，并不矛盾呀，认为大量的微粒就可以形成波动呀，形成大面积后就可以形成波动，好象不矛盾。但这是非常粗浅的认识，基本粒子的二象性，即"一颗"微粒，所谓的"亚原子"，光子、电子之类，他都表现出两种特性，一个是波，一个是粒子。

"波"的涵义并不在于大量的微粒形成波，而是每一颗微粒都有波的特征。这个波，也有点类似场，如磁场，乃至电场，在物理学上也有个概念叫"势"。所谓电子势，就是说一种影响，在一个大面积里有一个影响。好象一个磁铁，他的体积有限，但在较大范围内有一定的影响力。那么大家可能也说，这也可以统一呀，包括一个质点，他也可能在一个较大的范围内具有场的效应呀，这也是可以统一的呀，问题就恰恰出在这里。

通过物理学成千上万次的测验，发现了一个非常奇怪的现像：当我们需要测量波的时候，他居然没有表现出微粒的性质！也就是没有质点存在的证据。这时候他好象表现得非常广阔，虽然我们仅就"一个"微粒而言，但其波的表现可以在一个很广袤的大尺度范围内展示，他甚至可以扩散到一个光年那么大的范围，这就有银河系那样大了。但却测不出他的质点，这就是测不准的一个方面；另外，当我们要设计测量他是质点的时候，他就没有波的性质！他扩散出来的影响力都没有了。"应该有"的波好像"突然塌缩"了。这就是"测不准"的基本情况。所谓测不准，即不能通过"一次"测试，同时了解基本粒子的所谓"波--粒"二像性。

科学家们通过大量的实验确定，这种测不准现像，决非是测量仪器不先进的问题，而是粒子"被人测试"后的基本特性。

而且，最有意思的是，波（场）也好，微粒也好，都可以在宏观的放大技术处理上显现出来。比如说这个波吧，如果我们仅就要测量"那个"我们想象中的基本粒子相应表现出的"波"，我们就设置仅仅测量波的实验选择，那么通过一个叫作"杨氏双缝实验"检测，它就会表现波的形式，甚至会出现波的干涉图，这个图可以放大的，人人都可以看到。

也就是说，他以明白无误的事实，确确实实说明这个所谓的基本粒子有"波"的特性，但是却"没有质点"！如果你要"同时"测那个质点的话，总是测不出来的。如果你强行要测质点，则可换成"测量质点的实验选择"，那个拟想中的"微粒"，也可以在测试中明确地显示出质点的性质。他一显"质点"，马上那个"波"的特性就消失了，那个干涉图也就消失了。仅表现出微粒的特点。

所以，如果我们物理学家，他要设计基本微粒测试，要测他的微粒性，也可以测量。例如，因"我们"选择测试微粒的某种特性，譬如"动量"、"位置"、"自旋"等特点的参数，可进行相应的检测，但是，也是只能测其一就不可能同时测得其二，即"微粒"在我们的选择中，仅顺"我们的选择"项目而表现出某一特点，却不能全面地"表现微粒自己的一切特性"。即--或可测其"动量"，或可测其"位置"，却不能综合地同时测试"微粒"的一切特征，这也是"测不