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萬聖節科學

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兩年前，我寫過一篇文章討論鬼可不可能在已知物理定律下存在，引起了一點迴響。其中有人讚同我的看法，也有人說我不應以科學去解釋鬼。 鬼存在與否，對作為物理學家的我來說，就如同傳播光線的介質「以太」存在與否的問題。愛因斯坦獨力完成廣義相對論，時至百年後今天仍能以其重力波的預言使諾貝爾獎委員會頒出奬項，舉世無雙。光線的速度是馬克士威電磁波動方程的解——秒速三十萬公里，而相對論則說這個數字永不改變。光以這個速度跟隨與質量互動的時空行進，無需介質。 如果硬要往宇宙塞進一種看不見、與宇宙中所有粒子都沒有交互作用的介質，會違反物理嗎？不會。如果硬要往宇宙塞進一種看不見、與宇宙中所有粒子都沒有交互作用的叫做鬼的「東西」，會違反物理嗎？也不會。 （抱歉，鬼不可能是「能量」，因為質能等價，能量亦可被測量） 有把科學剃刀，專門剃走這種沒有作用、多此一舉的「理論」，而事實上這些「理論」連科學假設的程度也達不到。這就好比我說有種完全透明、不能被任何實驗探知的獨角獸存在，更要求把這種獨角獸加入生物學課本裡。這把剃刀的作用，就是幫助我們分別現實和幻想。 我經常強調科學家並非沒有感情的生物。相反，我認為科學家的感情非常豐富，否則怎麼可能會覺得數學公式很美麗、被邏輯推理結果感動到落淚？我相信大部分科學家與你我一樣，都會被牆上的蛇影嚇到，亦會不敢獨自在夜深裡看鬼片。 對未知事物的恐懼，並加以超越現有知識的解釋，是人類演化的結果。我們不難想像，恐懼黑暗中的幽靈，有助我們遠離可能的危險，有利於物種繁衍。而科學卻告訴我們，哪裡沒有鬼怪，不過卻可能有野獸。兩者分別在於，科學能幫助我們找出解決方法，而怪談則使人不敢前進。 科學，某種程度上來說是違反人性的。正因如此，我們才更應重視科學，因為科學使我們面對自己內心的恐懼。我們恐懼鬼怪、恐懼黑暗、恐懼無知。戰勝害怕鬼怪的心魔，可能只需要勇氣；而戰勝黑暗中的野獸，除了勇氣，你更需要一支火把。 當然，如果你真的發現有鬼，煩請把我的聯絡方法交給他，好讓我的臉書專頁多些來自不同次元的讚之外，也能拍部新人鬼情未了電影，寫篇跨越人鬼界線的論文，屆時獲得諾貝爾獎，一定邀請你來觀禮。 封面圖片：Fermilab/Anatoly Evdikomov

世上有鬼嗎？科學看超自然

世上有鬼嗎？如果你問我，我會說：「沒有比較合理。」你可能會說，我這樣答簡直是回避問題。沒錯，我是在回避問題。因為問題本身根本就不成立。 究竟甚麼是「鬼」？ 正如問某人「你信有『貓』嗎？」如果被問的人對「貓」的特徵沒有任何頭緒，再討論下去也只是浪費時間。 所以，讓我們定義在我們討論中的「鬼」究竟指甚麼。世界上各地各個年代都有不少關於「鬼」、「鬼魂」、「靈體」等等的傳說、故事，甚至每間中小學都總會有一兩個大同小異的傳聞，在大學裡更是多不勝數，只要去問問一些活躍於校內各種組織或團體的學生，隨口就可問到十個八個恐怖故事。所以，我假設「鬼」在大多數人心目中應該有以下的特徵： 能夠漂浮半空，不用腳走路，或根本無腳； 能夠穿越牆壁，不用開門，穿牆後「鬼」本身與牆壁都絲毫無損； 可能殺人，可以從不知哪兒拿出來的武器殺人，或徒手掐死人，而且人根本無法還擊。總之「鬼」能觸摸到人類，但人類卻不能觸摸到它們。 大約是如此吧，不再提出那麼多假設了。少些假設的科學理論比較能解釋更多。如果你說，你是不信科學的人，你覺得不能夠用科學去解釋「鬼」。很可惜，科學是經過觀察自然現象歸納出來的事實，信不信科學是輪不到人類去選擇的，因為科學描述的就是自然法則。 第一點，「鬼」可以漂浮。世上所有物體都會受到重力的影響而互相吸引，連沒有質量的光線也不例外。甚麼？你沒有聽過光線也會被重力所吸引？你有的，你聽過「黑洞」。只因地球的重力場比起黑洞的弱得可憐，我們才會感受不到光線被重力彎曲這個事實，否則也不必等愛因斯坦去發現相對論了。 根據廣義相對論，質量會使時空變得「彎曲」，我們會說時空被物質「扭曲」了。放一個保齡球在彈床上，彈床表面就會變得彎曲。向著彎曲的地方滾一顆小波子，波子的路線就會向著保齡球偏移過去，看上去就好像被保齡球「吸引」過去了。光線的情況也一樣，所以我們看上去就會覺得光線被物質所「吸引」了。光線實際上是沿著彎曲時空的最「短」距離以「直線」行進的，這條「彎曲的直線」叫做「測地線」(geodesic)。所以，只要是存在於這個宇宙中的一切東西，都必然受到重力影響，因為重力根本就不是一種力，重力本身就是這個宇宙、這個時空。為了方便我們的討論，以下我把重力繼續當成一種力。 而唯一可以抵抗一個力的，就只有施加另一個反作用力，而且這兩個力的方向相反，大小相同。飛機能飛是因為空氣提供的昇力抵消了重力、輪船不會向下沉是因為水提供的浮力抵消了重力、我們可以站在地面上是因為腳底的電子和地板的電子互相排斥的電磁力抵消了重力。不論反作用力是甚麼，總之一定要有力才行。所以既然「鬼」可以漂浮，一定是「鬼」也能靠著某種力與重力抗衡。有哪些可能性呢？自然界有四種基本力，分別為強核力、電磁力、弱核力和重力。其他的所有力都來自這四種基本力。理論上，這四種力都可以說成是兩個粒子在交換玻色子。或者簡單地說，粒子與粒子之間有著某種「交互作用」(interaction)。力一定是成對出現的，正如你打我一拳，你的手也會覺得痛。「鬼」也一定要靠這些基本力來支撐自己。總之，結論是若乎合上述假設 (一) 的「鬼」存在的話，它們 ( 他們 ) 與物質之間一定有交互作用。 問題來了，根據上述「鬼」的第二個假設，「鬼」能穿牆。而且穿牆後能保特原狀，毫髮未傷。換句話說，即是「鬼」與牆壁之間沒有「接觸」；或精確地說，「鬼」與牆壁沒有任何交互作用。但若「鬼」要擁乎合第一個假設，即能夠漂浮，一定要與物質有某些交互作用。牆壁是物質，所以牆壁也應該與「鬼」有交互作用才對啊。這豈不是自相矛盾？ 至於第三個假設更令人無法理解。為甚麼「鬼」可以觸摸到人類而人類卻不可以觸摸到「鬼」？這等於「你被我打中了，但你的身體沒有接觸到我的手」。明顯這是自相矛盾，不合理。所以根本對於我們假設中的「鬼」的所有討論都是廢話，是在侮辱人類的智慧。當然你可以說，那些「鬼」可以自由選擇與物質作用與否。但這就是開外掛，是違反所有物理法則的不負責任的言論。根據同樣邏輯，我也可以說「我是神，我在上一秒鐘創造了宇宙，人類的所有記憶都是我在上一秒鐘偽造的」。你沒有辦法推翻我的話，就算你殺死我，也證明不了我是否在說謊。 我並沒有說世界上不可能有某種「鬼」，而這種「鬼」的特徵與所有物理法則均沒有抵觸。我們可以說真的有一種「鬼」，它們 (「他」們？) 是看不見、摸不到，並且用任何方法也探測不到的。但這就變成了：有一種東西叫做「貢嘰」，他們是看不見、摸不到，並且用任何方法也探測不到的。你覺得這是有意義的說話嗎？以往科學家們認為宇宙中有種物質叫做「以太」，它是負責傳遞電磁波的媒介，但是看不見、摸不到，並且用任何方法也探測不到的。唯一有望證明它存在的方法是著名的「邁克爾遜 – 莫雷實驗」 (Michelson-Morley experiment)。結果，實驗本身證明了「以太」並不存在，或根本「不需要存在」。而且，如果「鬼」真的是看不見、摸不到，並且用任何方法也探測不到的，那你怕甚麼鬼啊？ 我寫這篇文章，雖然可能會觸怒某些人，但我只是想帶出，科學的思維方法，是以合理的邏輯去理解這個世界。注意我從沒有說過「世上一定沒有鬼」，我只是說「沒有比較合理」罷了。若有一天，人類能夠證明真的有一些與物理法則均沒有抵觸的「鬼」的存在，到時再問我「你信有鬼嗎？」我就會答「有鬼比較合理」。 當然，這些討論也影響不了我喜歡看《人鬼情未了》的感覺。