作为一个理论学家，罗杰·彭罗斯（Roger Penrose，下图）在物理学、数学领域内所做的贡献颇多：证明了恒星可以形成黑洞；发明了扭量理论（一种全新的时空观），使我们对引力本质有了更深层次的理解；发现了名为“彭罗斯点阵”（Penrose Tile）的著名几何形式。此外，他还是一个脑科学研究者，认为意识产生于量子过程，并写了一系列通俗易读的科普畅销书。

 

　　不久前，在接受《发现》杂志特约编辑苏珊·科鲁林基斯（Susan Kruglinksi）的采访中，彭罗斯质疑现代物理中占中心位置的理论，包括弦论和量子力学。他认为物理学家永远不会了解宇宙的终极理论，除非他们能透过今天那些不成熟理论的表象，看到我们所生活的客观世界的最深层的实在。以下是这次采访的内容。

 

　　《发现》：您的家族中出了许多有成就的人，是不是？

 

　　彭罗斯：我父亲是一位人类遗传学家，因证明了大龄母亲分娩时其孩子更易得唐氏综合征而受到广泛的认可；祖父是一位传统的职业肖像画家，经常画一些宗教题材内容的画；哥哥是一位著名的理论物理学家，英国皇家学会会员；弟弟曾经获过10次英国象棋比赛冠军，这也创下了一个记录。我父亲兄弟4个，都是很优秀的艺术家。

 

　　《发现》：您父亲对您的思维方式有什么影响？

 

　　彭罗斯：工作和兴趣并不是分开的是父亲给我留下的深刻印象。他经常会给孩子们出些谜题或做些玩具。他有一个木工棚，记得有一次，他做了12块形状各异的木楔，然后给出了组合的规则，要我们以各种方式将它们组合起来。在他的后半生中，他花了大量的时间来制造一些可以不断复制的模型，这和现在所谓的人工生命有些类似。这些简单的模块很特别，当把它们组合后，若想拼贴一些新的模块上去就必须采用同样的模式。他在木工棚中做了大量的这类模块。

 

　　《发现》：可以这么说，是您父亲启发了您发现了“彭罗斯点阵”，并以五角对称形的形式不断重复几何形状来覆满整个表面的几何结构？

 

　　彭罗斯：这件事情说来有点傻。记得大约在我9岁时，我问父亲，你能不能用六边形组合成一个类似球面的闭合面？他说，“不，这是不可能的，但你可以用五边形来做。”他告诉我该如何构造多面体，所以我是从那个时候开始对点阵感兴趣的。

 

　　《发现》：“彭罗斯点阵”有什么实际作用，仅仅是一种美学价值吗？

 

　　彭罗斯：我对这种点阵的兴趣来自于我的一种信仰。我认为宇宙一定是由一些非常简单的力所支配的，即便我们看到的世界那么纷繁复杂。点阵遵循着一种固定的方式，并不断“衍生”最终形成一些非常复杂的模式。这只是一种尝试，透过它我们希望能了解一些极其简单的原理是如何构造我们所看到的这个复杂的世界的。

 

　　《发现》：画家M·C·埃舍尔（M.C.Escher，荷兰画家，图形艺术家）曾受到您独创的几何图形的影响。这是怎么一回事？

 

　　彭罗斯：在剑桥读研究生的第二年，我参加了在阿姆斯特丹召开的国际数学家大会。记得当时见到了一个我很熟悉的演讲者，他手里拿着一本封面印有埃舍尔的《昼夜》的目录册：鸟儿在朝着相反的方向飞行，一边是黑夜，另一边是白昼。我被它迷住了。他告诉我：“有个叫埃舍尔的画家在举办一个展览，也许你会感兴趣。”于是我去了那里，即刻被埃舍尔这些不同于我所见过的诡异而奇妙的画面深深地吸引住了。

 

　　当时我决定自己尝试着画一些不可能有的景致，结果就想出了这个被称作为三杆的东西。这是一个看似三维的物体，但事实上它不可能是三维的。我将它拿给父亲看，他也画出了一些不可能存在的建筑物和其他东西。后来我们就这些东西在《英国心理学杂志》上发表了一篇文章，并对埃舍尔表示了感谢。

 

　　《发现》：埃舍尔是否看过那篇文章，抑或从中汲取了灵感？

 

　　彭罗斯：他用了文章里的两样东西。一样就是三杆，用在了他那幅名为《瀑布》的版画里；另一样是那个世上不可能有的楼梯，是我父亲构思并画成的。埃舍尔将它用在了《上与下》那幅画中，画中僧侣们绕着楼梯一圈一圈地转。我与埃舍尔见过一面，我给了他一些可以拼成一个重复图案的拼块，不过非要12块拼在一起才能成功。后来他来信问我怎么个拼法――基于什么原理？于是我给他看了已拼成重复图案的一种鸟的图形。他将它融入了我相信是他的最后一件作品――名为《幽灵》的一幅画中。

 

　　《发现》：您在小时候数学不太好，这是真的吗？

 

　　彭罗斯：我的反应很慢，慢到让人无法想象。我小时候在加拿大呆过大概6年时间，那时正是战争时期。当时我8岁，在课上我们必须很快地完成一些心算，这对我来说太难了。因此老师不太喜欢我，他把我换到了另一个稍差一些的班中，并决定不限定我的考试时间，允许在考试结束后的时间中继续答题。当其他同学走出教室开心地玩耍时，而我仍在继续答题。最终我完成得不错。如果可以慢慢考试的话，我就能得高分。

 

　　《发现》：您曾说从现实世界去了解量子物理是没有意义的。你所反对的是什么呢？

 

　　彭罗斯：量子力学是一个令人难以置信的理论，它可以用来解释各种以前不能解释的东西。但当你认为这种怪异的量子力学在宏观世界也适用的时候，你必须要放弃我们从爱因斯坦那里学到的时空观。最奇怪的地方就是它会失效（作者意指在宏观的经验世界中量子力学并不适用――译者注）。如果你遵循这些定律，你所得到的想法将是错误的。

 

　　《发现》：在量子力学中一个客体可以同时存在着许多状态，听起来这有点疯狂。这个世界的量子描述似乎与我们所经历的经验世界完全相反。

 

　　彭罗斯：它确实没什么道理，原因很简单。众所周知，量子力学的数学分为两个部分，一个是量子系统的演化，这可以用薛定谔方程精确描述。该方程可以告诉你：如果你知道一个系统现在的状态，你可以计算得出这个系统接下来10分钟内将发生的事情。然而，量子力学的数学还有另一个部分，即，你在做测量时发生的事情。你用方程得出的是某种特定结果的几率，而不是某一个单一结果。这种方式所得到的结果并没有说明“世界当时是怎样的”。相反，他们仅仅描述了这个系统在干其中任何一件事情的几率。方程应该以一种完全确定的方式描述这个世界，但是它没有。

 

　　《发现》：薛定谔发明了那个方程，他被认为是一个天才，是否他也意识到了那种冲突？

 

　　彭罗斯：薛定谔跟其他任何人一样，也意识到了这一点。他在谈论他那只假想的猫时说道：“好的，如果你相信我的方程，你必定相信那只猫在某一时刻既是死的又是活的。”他说：“这显然是荒谬的，因为事实不可能如此。因此我的方程在猫身上肯定不适用。所以一定有一些其他的因素我们没有考虑到。”

 

　　《发现》：所以薛定谔他自己也不相信这个猫的类比能反映现实世界的本质？

 

　　彭罗斯：是的，我想他自己已经说明了这点。从某种程度上来说，3位量子力学中的大人物薛定谔、爱因斯坦和保罗·狄拉克，他们都是量子论的怀疑者。狄拉克看似最不可能，因为量子力学的整个基础和框架都是他建立的。人们认为他是量子力学的坚定的支持者，但是他所持的态度却很谨慎。当他在回答“如何解决测量问题”时说：“量子力学只是一个暂时性的理论。我为什么要在量子力学中寻求答案呢？”他不相信那是正确的，但他不会对外界过多地谈论这个问题。

 

　　《发现》：至今，薛定谔的猫类比仍被认为是一种奇怪的实在，我们不得不去接受。这个概念是不是诱发了许多今天理论物理中的想法？

 

　　彭罗斯：是的。人们不想去改变薛定谔方程，这就导致了量子力学的“多世界”诠释。

 

　　《发现》：那种诠释认为，所有的概率分布在各个平行的宇宙中？

 

　　彭罗斯：从某种程度上来说，那只猫是既死又活的。观测那只猫，你必定是一个两种状态的叠加态（同时存在着两种状态），一种状态是你看到了一只活的猫，一种是你看到了一只死的猫。当然，我们似乎没有经历过这些，所以物理学家们不得不说，好吧。不知什么原因，你感觉不到你的意识是选择了哪条路（这里说的选择就是选择进入哪种状态，或者说进入哪种世界。一种世界中你看到的猫是活的，另一种则是死的――译者注）。你被导向了一个完全疯狂的观点，你被导向了“多世界”这类东西，而它与我们真正感知的东西没任何关系。

 

　　《发现》：平行宇宙――多世界――是一个以人为中心的想法，就像所有东西我们都可以用我们的五种感官所体会到的观点去理解？

 

　　彭罗斯：问题在于，对此你能做什么？什么都不行。你需要一个物理理论来描述我们周围的这个世界。物理学一直以来都是：解释我们所看到的是怎样的这个世界，为什么会这样，它是如何运作的。多世界量子力学并不是这样的一个理论。

 

　　要么你接受这种观点并试着了解它，就像很多人做的那样，或者像我一样，对此持否定态度――它已经超过了量子力学能告诉我们的极限了。那是一种极不常规的假设。我个人认为，量子力学并不是完全正确的，而且一定有很多证据可以证明这一点。只不过在现在的实验能力下我们无法给出直接的证据。

 

　　《发现》：总的来说，理论物理中的想法听起来是越来越玄乎了。弦论就是个例子。所有那些关于11维时空或者我们宇宙嵌在一个巨型膜上的讨论听起来都非常荒诞。

 

　　彭罗斯：你说的完全正确。从某种意义上来说，我认为量子力学是“罪魁祸首”。因为人们说，“量子力学在直觉上是完全不可理解的，但是如果你相信它是对的，你便能接受任何‘不可理喻’的事情。”但是，量子力学有大量的实验可以做验证，所以你必须能符合这些实验。而弦论没有任何的实验支持。

 

　　《发现》：我知道您在您的新书中阐述了对量子力学的评价。

 

　　彭罗斯：这本书的名字是《新物理学中的时尚、信仰和幻想》。其中每一个词都代表了一种主要的理论物理学观点。时尚代表着弦论；幻想代表着各种宇宙图景，主要指的是暴涨宇宙（假设在大爆炸之后很短的时间内宇宙经历了一次指数式的膨胀）。这些东西在现代理论物理中都占有极重要的地位，攻击它们几乎都成了大不敬的事情。而另一个更加夸张的则是量子力学，它在各个方面都不容侵犯，已经成了一种信仰。不知何故，人们认为它是不能受到质疑的。

 

　　《发现》：几年前您说是引力分离了经典世界和量子世界。有没有人对量子力学做过这类检验？

 

　　彭罗斯：虽然这个想法听起来挺令人振奋的，似乎应该有很多人会着手研究它，但事实上没有。它被认为是一个不切实际的想法，是人们在老了退休后考虑的另类的想法。好吧，我现在老了，退休了！但是这个想法没能成为物理学的主流，占据中心地位，我感到挺遗憾的。

 

　　《发现》：在牛顿和爱因斯坦之后，人们思考宇宙的方式发生了改变。当人们解决量子力学谜团之时，会不会带来一场新的思维上的革命？

 

　　彭罗斯：这个很难说。恩斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）当时还说他的原子模型不会有什么作用（后来导致了核物理和原子弹）。但是，我很肯定，解决量子力学谜题将会对许多科学产生巨大的影响，诸如量子力学是如何应用在生物学中这些问题。最终，它很可能以各种我们想象不到的方式，导致一个完全不同的理论。

 

　　《发现》：在您写的《皇帝的新脑》中，您认为意识是大脑细胞内部的量子行为。20年过去了，您现在还是那么认为吗？

 

　　彭罗斯：我认为有意识的大脑活动并不遵循经典物理，甚至不依照传统的量子力学活动。描述大脑活动方式的理论我们现在仍不知道。这话听起来口气有点大，但是我觉得这与威廉·哈维（William Harvey）发现血液循环系统时的情况有点相像。他通过计算发现血液必须循环的，但是静脉和动脉在其末端越变越细，渐渐消失，那么血液是如何从动脉流向静脉的呢？哈维说，“好的，一定有一些极小的血管。我们无法发现它们，但它们一定存在。”那时并没有人相信。所以我仍然希望能发现一些结构自洽的东西，因为我相信它应该存在。

 

　　《发现》：当最终物理学家了解量子物理核心的时候，您认为这个理论应该是什么样的？

 

　　彭罗斯：我想这个理论应该很美。