惠勒是一位關注物理學基礎和實在本性的物理學家，他繼承了哥本哈根學派的傳統(tǒng)，并把哥本哈根學派的思想推到了極致。他一生提出了很多具有哲學意味的物理學命題，如延遲選擇試驗、參與的宇宙的。本文著重介紹他在量子力學和廣義相對論交叉處的一些物理命題，如黑洞、真子、量子泡沫等。
關鍵詞：惠勒、真子、量子泡沫、黑洞、實在

    約翰·惠勒（John Archibald Wheeler，1911－）是美國著名的理論物理學家，對于基礎物理做了重要的貢獻?；堇找簧P注物理學的基礎問題，并試圖從物理學的角度理解實在的本性，他說：

    我無法阻止自己去琢磨存在（existence）之謎。從我們稱之為科學實質的計算和實驗，到這個最宏大的哲學問題，其間連接著一個不間斷的鏈條。在這個鏈條上不會存在這樣一個特殊的點，一個真正有好奇心的物理學家會說：“我就到這兒了，不再往前走了?！保跘］

    惠勒繼承了量子力學哥本哈根學派的思想，并有突破性的發(fā)展。他的思考涉及到觀察者與實在、實在的結構、時間的起始與終結、觀測的本性、因果性、科學的本體等基本的哲學問題。結論大膽，富有沖擊力。
    惠勒最有哲學影響的物理學命題是1976年提出的延遲選擇實驗（2）及此后提出的參與的宇宙，由于篇幅所限，暫不做介紹。本文將重點介紹惠勒提出的另外幾個觸及到實在本性、具有哲學意味的物理概念。
    惠勒有關科學哲學問題的重要文章大多收錄在1994年出版的文集At Home in the Universe（《宇宙逍遙》（3））之中，1998年在Kenneth Ford的幫助下出版了自傳Geons，Black Holes，and Quantum Foam（《真子、黑洞和量子泡沫》），書名所涉及的三個概念均為其一生之得意命名，也是本文所介紹的對象。

1，奇點·黑洞

　　在很長一段時間里，量子力學和相對論被認為是20世紀兩個最偉大的物理學理論，但是這兩個理論并不協(xié)調。相對論繼承了經典物理的核心思想，除了絕對時空被取消之外，經典實在的其余內容大多得到了保留。量子理論則更富有革命性。決定論、還原論、因果論都遭到了挑戰(zhàn)，主客體兩分也遭到了懷疑。當然，不管是量子論還是相對論，都有各自的觀測證據給予支持，所以只有一種可能，即兩者都是對的。應該存在一種新的物理學，能夠包含兩者，使兩者成為它的近似。相對論和量子力學的結合點，是尋找新物理學的一個重要途徑?；堇帐峭瑫r在這兩個領域都有深入研究的不多的物理學家之一。吸引惠勒接觸廣義相對論的是該理論所允許的奇點。
  　1952年1月，惠勒研究了奧本海默及其合作者1939年的兩篇論文。那兩篇論文的核心是，根據相對論，存在一種由大質量物體坍縮而成的具有無窮大質量密度的幾何點——“奇點（singularity）”。1967年，惠勒將其命名為黑洞，并迅速為物理學界所接受。在此之前的兩個名字（坍縮星和凍星）很快便不再有人使用了。
　  對于一個電子或者質子、中子，物理學家都把它看成是點粒子，認為它們處在一個數(shù)學點上。但是，一個數(shù)學點在物理學上是不可能實現(xiàn)的。因為在距離數(shù)學點電荷無限小的地方，會有無窮大的電場強度，也會有無窮大的引力?；堇瞻哑纥c稱為物理學身體中惱人的刺（［1］，p.236），“亞里斯多德說大自然厭惡真空，我相信大自然厭惡奇點?！?（［1］，p.229）惠勒相信，如果對奇點內部的情況有更多的了解，奇點就有可能消除。

　　這是一個明顯的例子，表明一個奇點并不是真正的奇點。在質子附近，你越接近這個粒子，其電磁場就會變得越強。如果質子是一個真的點，當你接觸到這個質子的時候，其電磁場將變得無窮大。但是事實并非如此，質子有一個有限的尺度。它有結構。當然，在質子之外的任何地方，其電磁場的強度同質子真是一個點的時候是一樣的。但是當你進入質子內部，就發(fā)現(xiàn)其電磁場只是變得很大而已，并不是無窮大。質子的尺度和結構為場的強度加了一個限制。當整個恒星的質量都坍縮到非常小的尺度時，我想，這樣的事情還會發(fā)生的，盡管這個尺度只是針尖大小，甚至更小，如果把量子力學引入到這個過程中，我推斷，將會改變廣義相對論的預言，防止全面的坍縮。或許，坍縮的恒星會找到一種辦法，使其質量和能量輻射出去，直到變成非常微小而無法坍縮的灰燼。（［1］，p.229）

　　奇點處于物理世界和數(shù)學表述之間的交界點上，屬于符號實在（4），在感知實在中并沒有對應的元素。按照惠勒的觀點，處于理論的極限?；堇障嘈?，把一種理論推倒極限處，就能看到這種理論的裂痕，也能看到這種理論所對應的實在的裂痕。

　　通過把理論推向極端，我們也會發(fā)現(xiàn)，其結構的裂痕可能隱藏在哪里。在20世紀早期，例如，當在大尺度世界中完美無瑕的牛頓運動理論應用到單個原子內部這樣的小尺度世界時，它失敗了。終有一天，在廣義相對論不適用的地方也會找到該理論的界限。這個界限只有在我們把這個理論盡我們所能推到所有的極端時才會顯現(xiàn)出來。在我們這樣做的時候，在我們找到這個理論在哪里變得不正確的時候之前，我們很可能還會在這個理論仍然正確的地方，發(fā)現(xiàn)某些新的奇異景象。（［1］，p.232）

　　這種理論結構的裂痕正對應（符號）實在結構的裂痕?；堇胀ㄟ^把理論推向極端而去尋找實在的裂痕。而只有在實在的裂痕處，才能更真切地看到實在本身隱秘的性質。“你要找到證據表明組成晶體的物質實際上是不連續(xù)的，最好的辦法莫過于讓晶體裂開。你要看出一塊布并非連續(xù)的質料而是由線編織成的，最好的辦法莫過于去觀察布的邊緣。同樣，你若希望揭示空間和時間的內部結構，其極端條件就是大爆炸和大坍縮。總之，我們不認為宇宙是永恒地持續(xù)著的，它在某個時刻開始，而在另一個時候將歸于消失?！保跙 ］
　　在惠勒看來，把理論推到極端是物理學家的責任。“我們物理學家應該想的是，這些極端的行為可能在哪里出現(xiàn)，并去找到它?！保ǎ?］，p.232）

2，真子

　　真子（geon）是惠勒把物理學推倒極端的一個重要思想成果。這是惠勒自己造的詞，其中g代表gravity（引力），e代表electromagnetics（電磁），-on是表示粒子的詞根。根據其發(fā)音，姑譯為“真子”。惠勒對真子的提出有過如下描述：

　　牛頓的第三定律在我關于廣義相對論的第一本書中扮演了一個角色。愛因斯坦理論的三個重大證據之一是光線被太陽偏折。當我在1953年春天開設相對論課程時，我開始想，如果光被引力作用，引力也一定被光所作用。也就是說，光不僅僅響應引力；而且也產生引力。這本身并不是一個新的想法。愛因斯坦已經闡明，所有的能量，而不僅僅是封閉在質量中的能量，都是引力源。既然光是能量，它就應該是引力源。我所作的不過是把這個思想推到一個極端。那么，需要多少光，我自問，才能產生這樣大的引力，使其自身都被束縛住呢？經過太陽的星光發(fā)生了小的偏轉。不難計算，如果太陽被代之以具有足夠質量的某種東西（但大小一樣），光線將會彎曲，就像衛(wèi)星環(huán)繞地球一樣，圍繞那個東西轉圈。那么，我推斷，我是否可能換掉那種超密質量的物體，把光囚禁起來，讓光的密度達到其自身能夠產生同樣引力場強度的程度呢？那樣，光將會不停地轉圈，被其自身產生的引力囚禁在軌道上。沒有必要存在一個中心的吸引物體。
　　這個假想的實體，一個完全由電磁場構成的引力體，我稱之為真子?，F(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)真子在自然中存在的證據，隨后我將說明真子是不穩(wěn)定的——如果它們曾經形成，也馬上被自己摧毀了。然而，我還是忍不住去想，自然應該有種辦法，使所有開放給它的可能性都獲得實現(xiàn)?；蛟S，真子在宇宙的早期曾經短暫地存在過；或許它們在今天的宇宙也能瞬生瞬滅；或許（如我和我的幾個學生最近設想的），它們?yōu)楹诙吹膭?chuàng)生提供了一個舞臺。（［1］，pp.235－236）

　　真子這個概念是令人震驚的，它使人感到思想本身給理論物理學家?guī)淼拇碳ず团d奮。
　　1954年，惠勒對經典真子進行了討論。所謂“經典的”，就是量子效應可以忽略的。經過計算，一個最小的純經典真子具有炸面圈的拓撲結構，其尺度相當于一個太陽，質量是一億個太陽的量級。而大真子，原則上可以大到宇宙的尺度，一個宇宙可能就是一個真子。
　　真子在感知實在中更加沒有任何對應，完全是理論按照自身的邏輯向極端方向推進的結果。然而，按照惠勒的觀點，如果廣義相對論是一個正確的理論，真子就應該在感知實在中獲得對應的元素?；堇照J為，真子之“大”不應該是我們思考它，討論它的障礙。

　　即使最小的經典真子，其巨大也不是停止思考這種事情的理由。從一方面，我感到，把廣義相對論這個漂亮的理論沿著它的可能推向無論怎樣的小巷、無論怎樣的灌木叢，都是一種責任——更何況興奮了。從另一方面，我相信，一旦量子效應被考慮進來，就可能有足夠小的真子。我怎么可能不被這樣一個像單個的基本粒子一樣的微型真子的前景所誘惑呢？（［1］，p.237）

　　真子的質量，實際上就是圍繞著炸面圈軌道的電磁能量的所等價的質量?；堇罩赋觯?br>
　　它是“沒有質量（物質）的質量（mass without mass）”，因為它不依賴于任何物質粒子。（［1］，p.237）

　　3，沒有質量的質量，沒有電荷的電荷

　　“沒有什么的什么”，這種說法頗有東方哲學的色彩?；堇赵?980年代來中國時，曾觀看京劇《鳳鳴岐山》，當陪同人員解說姜子牙揮舞的旗子上寫的“無”意味著nothing時，他非常興奮。他認為這與其質樸性原理有共通之處。
　　沒有質量（物質）的質量，這種說法就把質量（物質）這個物理學的基本概念推到了極限，從這個極限中，可以看到概念本身更深層的意義。同時，對于建立在這個概念體系上的理想實在，也找到了其裂痕之所在。沒有質量的質量，意味著在這種極限情況下，有可能使質量成為一個導出量，成為空時的一個性質。同時，給出一個解決奇點的思路。

　　除了把理論推到極限的一般樂趣之外，我還有另一個理由被真子吸引。它們給出了“沒有質量的質量”。所有物理學，無論是經典物理還是量子物理，在討論點粒子時都遇到了概念問題。我們認為電子、中子和夸克在一個數(shù)學的點上存在著；我們認為光子在一個數(shù)學的點上被創(chuàng)生和吸收。然而我們實在是無法處理點粒子和點相互作用中隱含的無窮大質量密度和無窮大電荷密度。這些點成了物理學身體中惱人的刺。我們不得不忍受它們，同時我們也希望有一天，我們能夠識別并理解今天看起來是點的東西的內部結構。真子的美，在我看來，就在于它展現(xiàn)了這樣的內部結構——當然，不是一個無窮小實體的結構，而是從很遠的距離看起來并表現(xiàn)得像一個引力的點源。（［1］，p.238）

　　除了炸面圈形的真子和光子構成的真子，惠勒還談論了球形的真子和中微子構成的真子。他甚至還討論了一種“純”真子，這種真子僅僅由引力本身的能量構成，它具有密度非常高的引力波旋渦，由引力自身產生足夠的引力，而使其自身不能逃逸。（［1］，p.238）
　　這樣的真子已經完全是由概念所生成的概念?；堇粘撩杂诶碚摰目駳g，同時也試圖在感知實在中尋找某種對應。如他本人的信念，一個正確的理論所給出的所有推論都能獲得顯現(xiàn)的方式?；堇赵颜孀拥脑O想告訴愛因斯坦，愛因斯坦直覺地認為真子是不穩(wěn)定的，這一點被惠勒后來的計算所證明。真子是一種不穩(wěn)定平衡態(tài)。因而，惠勒把希望寄托在宇宙形成早期，希望在大爆炸時形成的巨大的引力和物質能夠聚集成真子。

　　除了“沒有質量的質量”，惠勒還考慮了“沒有電荷的電荷”。在經典物理學中，電荷與質量一樣，都是基本物理量。根據經典物理學，電荷與電場是密不可分的。電場可以用電力線來表示。電力線從正電荷發(fā)出，最后終止于負電荷。在這里，電力線和電荷是相互定義的。也可以反過來把正電荷定義為電力線的發(fā)出者，負電荷定義為電力線的終結者。因而，如果我們看到一個區(qū)域發(fā)出了電力線，就可以認為這個區(qū)域相當于一個正電荷。這也是一種相對性原理。只有我們臨近這個區(qū)域時才會發(fā)現(xiàn)，這里并沒有一個正電荷，而只是向外發(fā)出著電力線。那么，這個區(qū)域就是惠勒所說的“沒有電荷的電荷”。
　　在歐氏空間中，這樣的區(qū)域不會存在，但是在廣義相對論的非歐空間中，這樣區(qū)域則完全可能并且應該存在。
　　惠勒用浴缸做比喻。浴缸的底部基本上是平直空間，但是在排水口附近，空間開始彎曲，在排水口處，空間彎曲程度最高，這個空間中的電力線就像浴缸中的水，會流入排水口沿著管道流到另外一個地方。水從這個空間消失，進入另一個空間。兩個空間有一條細的管道相連。在一定的距離之外，我們會看到排水口處的電力線消失，那么這個地方就相當于一個負電荷，與我們所說的真正的負電荷，一個電子，在觀測上不可分辨。同樣，電力線涌出的地方就相當于一個正電荷。這樣的具有浴缸和排水口的空間在拓撲學中被稱為多連通空間，在這種多連通空間中，力線能夠從一個地方消失又從另一個地方出現(xiàn)，而沒有結尾和開頭。

　　在這里的圖示（圖2）中，二維的平面代表三維空間。在右邊的洞里，電力線消失；右邊的洞起到類似負電荷的作用。從左邊的洞里，電力線產生；左邊的洞起到類似正電荷的作用。平面下面連結兩個洞的“把手”為力線提供了一個連續(xù)的路徑。它們不是起點和終點。這個把手也使空間成為多連通的。在遙遠的觀察者看來，分別產生和吸收力線的兩個洞，與力線出發(fā)與終止的兩個粒子，沒有哪個實驗者能夠把兩者區(qū)分開來。同樣的想法三維中也適用。這個理論承認這樣一種可能性：力線從視野中消失于一個看起來像一個負電荷的地方，并在另一個地方——可能有幾萬億英里遠——從一個看起來像正電荷的地方出現(xiàn)。（［1］，p.240）

　　通過這種方式，惠勒獲得了“沒有電荷的電荷”。

　　后來我把這個把手命名為“蟲洞（wormhole）”。就是多連通空間中力線得以悄悄消失的通道。蟲洞口的尺度可以想象為任意小，這樣洞口就可以盡可能地近似于一個點粒子。想象一下，這該是怎樣一種奇異的景象！一個有著億復十億蟲洞的空間，有無數(shù)的與點電荷無法區(qū)分的洞口。真正的沒有電荷的電荷。（［1］，p.241）

　　蟲洞（5）理論為電荷提供了一種解釋。把一種具體的物質性的荷解釋為非物質性的場，在歷史上也曾發(fā)生過。最初對磁的解釋與電相似，認為存在物質性的“磁荷”，如電荷之有正負，“磁荷”也分為南北兩性。后來把磁解釋為電流的附屬現(xiàn)象，把磁場的微觀機制解釋為環(huán)行電流。在這種解釋下，“磁荷”總是成對出現(xiàn)，不存在磁單極。在蟲洞理論中，正負電荷也是成對出現(xiàn)的?；堇瞻l(fā)現(xiàn)，如果所有的電荷都用蟲洞理論來解釋，則宇宙中的每一種類型的正負電荷數(shù)目都必定是相同的。有一個電子，就有一個正電子；有一個質子，就有一個反質子。而這與我們目前的觀測不符合。在我們目前這個宇宙中，前者明顯多于后者。
　　蟲洞的穩(wěn)定性也是個問題。1962年，玻爾在去世前曾有此疑問，當時惠勒和他的研究生Robert Fuller正在考慮這個問題。結果，“玻爾的擔心得到了證實。蟲洞的直徑會迅速收縮，以至于在它合攏之前，甚至連一個光子也不能從一個洞口射出到另一個洞口?！保ǎ?］，p.241）
　　如果事情僅僅到此為止，那么關于蟲洞的理論就毫無意義了。但是，惠勒必然要為這種理論的狂歡尋找現(xiàn)實的依據。盡管在蟲洞合攏之前連一個光子都不能通過，但是，在相對論的世界中，時間本身也是隨參照系而變的。在蟲洞之外的觀察者看來，蟲洞的合攏可能具有無窮長的時間。無窮長的時間能發(fā)生什么事情？惠勒提出一種設想，“在某些情況下，正是陷入蟲洞中的力線的存在，能夠防止蟲洞的坍縮。所以，蟲洞作為理論上的實體，這種由魔法幻現(xiàn)出來的景象有著非常的活力?！?（［1］，p.241）

　　對于理論，或者說對于符號實在，惠勒這種頑強的信念還有一種表述：凡可能是者，皆是。這也是許多物理學家的共同信念。有時，惠勒還采用一種更強的說法：凡可能是者，必是。有些物理學家開玩笑地說，自然是個暴君，凡是它沒有禁止的，就必須出現(xiàn)。
　　這種信念——也僅僅是信念——使我愿意相信，自然會找到一種途徑，去窮盡所有正確的理論的所有性質。所有的信念，包括這一個，都有某種邊界。這一個的邊界是宇宙的有限性所設置的。宇宙中粒子的數(shù)目是有限的，質量是有限的，持續(xù)的時間是有限的——宇宙有一個開始并很可能有一個結束。因而，并不是任何理論所制造的無數(shù)預言中的每一個都可能實現(xiàn)。然而，我仍然堅持這樣的信念，即所有的重大性質都會實現(xiàn)。如果相對論是正確的，如果它允許蟲洞，那么，必然在有那樣一個地方，那樣一個時刻，蟲洞存在——或者說，我愿意這樣相信。（［1］，p.241）

4，量子泡沫

　　在相對論無法奏效的時候，量子理論就會出現(xiàn)。
　　惠勒本人是從量子理論進入廣義相對論的，使用量子理論更加得心應手。在討論真子時，他就想到，如果考慮到量子效應，則會有很小的真子。同樣，他相信，量子力學可能支持蟲洞的存在。

　　1928年，狄拉克提出的相對論性電子運動方程預言了正電子及反粒子的存在，這導致真空的意義發(fā)生了變化。真空不再是虛無的空間，而是負能態(tài)恰好被填滿的狀態(tài)，或者說，是正反粒子恰好平衡的狀態(tài)。真空既然并非空無一物，必然不是穩(wěn)定的。只要外界存在微擾，就會產生漲落。漲落一旦產生，就會繼續(xù)漲落。真空的漲落表現(xiàn)為正反粒子不斷產生和湮滅。根據測不準關系，區(qū)域越小，漲落越大。時間和能量是一對滿足測不準關系的共軛量，因而能量守恒定律會在短時間中被違背。時間越短，偏離守恒的能量越大，就會產生質量更大的正反粒子；這些正反粒子的壽命也就越短。

　　所以，一個平靜于虛空中的電子根本不是平靜的。如果我們使用一個很高很高能量的假想的顯微鏡放大它，我們會看到這個電子的周圍環(huán)繞著很多很多活躍的鄰居。其余的電子和正電子正在肇生和湮滅。光子正在誕生和死亡。重粒子也加入這個不停的創(chuàng)生與湮滅之舞。我們離它越近，這些活動就越激烈。這個“孤立的”電子是沸騰的火山中的結點（nub）。就在這整個宇宙的小小微宇宙中，在粒子范圍能夠發(fā)生的一切事情都在發(fā)生著。
　　然后，當我們退回到大尺度空間，用低能量的顯微鏡來觀察，一切變得簡單而有秩序。遠遠地看，那兒有一個孤單的電子，具有一個單位的負電荷，有特定的質量和自旋，看起來處身于偉大的孤獨之中。然而，如果我測量它的磁矩（由于其自旋電荷產生的磁場強度），我們發(fā)現(xiàn)，這不是由原始狄拉克孤立電子理論所預言的那個值，而是那個值的1.001159652倍。蜂擁而來的虛幻粒子成了電子的隨員，盡管看不見，但是我們知道它們在那兒。甚至在遠離電子的地方，也在電子的磁場上留下了不容否認的痕跡，使它高出了千分之一。（［1］，p.242）

　　這種建立在粒子描述上的可視模型當然只存在于符號實在之中，事實上，我們永遠也不可能對這樣的尺度有真正的視覺經驗。這個描述給出了我們想象極微觀世界的一種方式。這個想象我們可以在另一種場景找到對應。當我們在飛機上俯瞰大海，海面看起來平坦如鏡。隨著高度的降低，如鏡的海面逐漸有了細節(jié)，有了漣漪。再向下，會出現(xiàn)波浪。等到臨近水面時，又會出現(xiàn)急流、旋渦、水的泡沫。從不同的尺度觀察，就會有不同的景象。當我們深入實在的深處，發(fā)現(xiàn)實在呈現(xiàn)出遠距離觀測所無法想象的情景。但是，這種完全由理論所推斷的結果是否真的是實在本身？當我們這樣問的時候，仍然假設了一種預先存在的感知實在或者本體實在。

　　惠勒在深入廣義相對論之初，就在考慮廣義相對論與量子理論之間的聯(lián)系?！叭绻孔永碚摽刂齐妶?、磁場和中微子場，難道它不應該同時也控制引力場，即空時自身嗎？” （［1］，p.246）惠勒發(fā)現(xiàn)，在考慮了量子現(xiàn)象之后，空間和時間都在小區(qū)域內變得紊亂不定。

　　甚至紊亂還不足以形容?？諘r在足夠小的區(qū)域中應該不僅僅是“崎嶇坎坷”，不僅僅是曲率飄忽游蕩；它應該碎化成動蕩不停的多連通幾何。在非常小的區(qū)域非常短的瞬間，蟲洞應該是這個場景中非常多的一個成分，就像使電子能量和磁場發(fā)生微小偏移的跳動的虛擬粒子一樣多。（［1］，p.246）
　　讓我們再次拿起假想的顯微鏡，透視到某些物質粒子附近，比如質子，盯住空時自身，我們會看到什么？當我們注視一個極微小的空間，10-16米，在單個質子尺度內；一個極微小的瞬間，10-24秒，光不足以從質子的一邊跑到另一邊，我們看到了預期的凝固的粒子之舞，量子漲落賦予極微小世界以如此豐富的生命活力。但是，作用于時間和空間的這種效應我們卻什么也看不到。在稍大一點的尺度，空時如玻璃一樣平滑。（［1］，pp.246－247）

　　沿著這種思想繼續(xù)下去，惠勒深入到更微小的尺度，深入到普朗克長度的量級。
　　所謂普朗克長度（6）是普朗克用一些基本物理常數(shù)，包括引力常數(shù)G、電磁理論中的光速c、還有以他自己的名字命名的量子常數(shù)h湊出來的一個具有長度量綱的量?！八恢肋@個長度代表什么，但是他相信這是一個‘自然的’長度，比任何建立在我們日常世界中所見的客體的長度（比如，米最初的定義是從赤道到極點距離的一千億分之一）更有意義?！?（［1］，p.247）
　　這個常數(shù)的意義在惠勒與Misner的討論中浮現(xiàn)出來，他們認為：“正是這個‘普朗克長度’設定了空時的量子起伏的尺度?！?br>　　普朗克長度小得令人不可思議：

　　想象一串小球，每一個小球的直徑都是普朗克長度。如果讓這樣一串小球連起來橫跨質子的直徑，球的數(shù)目就會和連起來橫跨新澤西的質子數(shù)目一樣多。把100,000個質子排列起來，是一個原子的尺度；把一百萬個原子排列起來，可以從這個句子末端那個句號的一端到另一端。不需要告訴你要用多少個句號橫跨新澤西。相對于普朗克長度來說，甚至我們稱之為基本粒子的那樣微小的實體，都是一片廣袤巨大的不動產。把這個比方從距離轉到錢上，一便士之于美國年度財政預算是一個普朗克長度之于質子線度的一百萬倍。（［1］，p.247）

  　對應于“普朗克長度”，還有一個“普朗克時間”。這是光走過普朗克長度所需要的時間。“如果鐘表在每一個普朗克時間單位咔噠一聲，一秒鐘咔噠的數(shù)目比我們手表中的石英晶體在宇宙壽命期間振動的數(shù)目還要多幾十億倍。普朗克時間短得無法看到——但是并沒有短得無法思考！如果在普朗克長度內發(fā)生某些有趣的事情，就會在普朗克時間內發(fā)生。”（［1］，p.247）

　　讓我們的想象力向下旅行進入一個前所未小的區(qū)域，在抵達單個質子的尺度后，我們還要走10的二十次冪才能到達普朗克長度。只有在那時，原子和粒子世界光滑如鏡的空時才會讓位給離奇的空時幾何的沸騰的混沌。蟲洞無非是這種畸變的一個簡單表現(xiàn)。這種起伏是如此巨大，以至于無法就字面的意義談左和右，前和后。長度的通常意義消失了，時間的通常意義也揮發(fā)了。對于這種狀態(tài)，我找不出比量子泡沫更好的詞來命名它。（［1］，pp.247－248）

　　普朗克長度是目前物理學所能描述的最小尺度。在這個尺度以下，物理學給不出任何有意義的結論。因而，普朗克長度也就是符號實在的最小尺度。如果我們從還原論的角度看，量子泡沫應該是實在的最小基元，但我們卻很難想象這個基元能夠支撐起經典實在。就如我們無法想象一個大廈的每一塊磚石都是迷離變幻的肥皂泡。在量子泡沫中，時間和空間都失去意義，因果規(guī)律不再有意義，物理學定律也不再有意義。
　　幾十年前，物質是否無限可分在中國曾引起很大的哲學爭論［C ］，很顯然，即使不把夸克作為物質分割的終點，也必須把普朗克長度作為終點。根據現(xiàn)在的物理學，在這一尺度之下已經不可能再有任何結構。
　　實在于理論的極限處呈現(xiàn)出它的裂痕。

5，尾聲

　　真子、蟲洞和量子泡沫這幾個物理學概念都深刻地觸及到關于實在的基本問題，它們即使物理的，又是哲學的。按照惠勒的觀點，這幾個概念都發(fā)生在理論的極限，也處于實在的邊緣。在進一步的工作中，惠勒還提出了另外幾個物理學的極限。物理學開始于宇宙的起點——大爆炸，而在宇宙的終點——大坍縮時，全部物理學定律都將失去意義。惠勒認為，實在是由觀測的鐵柱和其間填充的理論和想象構成的（7）。我們所能夠認知的實在，是理論所描述的實在。而在理論的極限處，實在表現(xiàn)出了它的裂痕。
　
　　惠勒今年93歲，正在普林斯頓安度晚年。他過去的學生，美國American Institute of Physics的退休主任Kenneth Ford有時會幫助他照料工作上的事情，惠勒的自傳就是在他的幫助下完成的。據Ford給我發(fā)來的電子郵件說，惠勒每周還堅持去辦公室一次。雖然年邁，仍然沒有停止思想，仍然從物理學的角度關注實在問題。
　　2000年是量子理論問世一百周年，惠勒也寫了一篇文章《量子何為？——量子物理的榮耀與恥辱》［D ］表示紀念。文中他再次談到他思索半生的存在之謎，他說：
　　這就是普朗克之后一百年的量子物理，全部化學、生物學、計算機技術、天文學和宇宙學的理論基礎。然而，如此值得自豪的基礎，卻仍不能知道其自身的基礎。我們可以相信，我確實相信，對于“量子何為”這個問題的回答也將被證明是對“存在何為”這個問題的回答。
　　2001年初，惠勒在給筆者的電子郵件中又一次談到他對量子理論的評價：“未來的物理學應該來自于我們對量子理論更深入的理解，而不是來自對量子理論的評判?！?br>　　惠勒的工作使我們更深刻地觸及實在的奧秘，或者說，賦予實在以更豐富的性質。

　?。ū疚氖亲髡卟┦亢蠊ぷ鞯囊徊糠?，是作者哲學博士學位論文工作的延續(xù)。在論文的寫作和答辯中，除劉吉、金吾倫兩位導師外，還得到了張志林、林夏水、王維、董光璧、胡新和、朱葆偉、戈革、吳國盛、劉華杰、方在慶、袁江洋等先生的建議和批評，特此致謝。另外，此項研究得到了惠勒本人及Kenneth Ford的支持和幫助，亦在此遙致謝意。）

(1) 田松（1965— ），哲學博士，理學（科學史）博士，現(xiàn)為北京師范大學哲學與社會學學院副教授，研究方向為科學哲學、科學傳播、科學人類學和科學思想史。
(2) 本文作者對此有系統(tǒng)的介紹。參見：田松，延遲選擇實驗及其引發(fā)的實在問題，自然辯證法研究，2004年第5期。
(3) 書名為戈革先生的譯法，中譯本將由北京理工大學出版社出版。
(4) 本體實在、感知實在和符號實在是筆者出于實用目的模仿波普爾三個世界概念提出的，這里只作簡單的說明，不作詳細論述。本體實在是一個假設的實在的本體，相當于康德的物自體；感知實在是人類感知元素的集合；符號實在是包括語言在內的各種符號體系的集合。
(5) 蟲洞不一定與電荷有關。從廣義相對論出發(fā)，也可以得到超空間中的蟲洞。關于這個問題，惠勒的學生基普·索恩在《黑洞與時間彎曲》中有過很多討論。參見：基普·索恩. 黑洞與時間彎曲. 李泳譯. 長沙：湖南科學技術出版社，2000。此外，蟲洞是目前物理上唯一允許時間旅行的通道。參見：加來道雄. 超越時空——通過平行宇宙、時間卷曲和第十維度的科學之旅. 上海：上海科技教育出版社，1999，第284頁。
(6) 由于惠勒對普朗克長度的重新闡釋，基普·索恩將這一長度稱為普朗克—惠勒長度。其平方為普朗克—惠勒面積。
(7) 參見：田松，所見即所能見，哲學研究，2004年第二期