一百年前,也就是十九世纪行将结束之时,全世界的科学家都深感欣慰,因为他们对物质世界有了比较准确的认识。正如物理学家阿拉斯泰尔雷所说:“看来,到十九世纪末,人们已经认识了支配物质世界运行的基本原理。”确实有许多科学家声称,物理学研究几乎已功德圆满:除了一些细微末节和补充,物理学上不会再有重大发现。
可是在十九世纪的最后十年,几个奇特的现象引起人们的关注。伦琴发现了可以穿透人体的光,由于无法解释,他就称之为x光。两个月后,在一次偶然的情况下,亨利贝克雷尔发现一小块铀矿石发出了使照相底版感光的物质。一八九七年发现了电流的载体——电子。
不过,整个物理学界波澜不兴,依然希望这些奇特现象最终能以当时的物理学理论来解释。谁也不会想到,在此后不到五年的时间内,他们对物质世界那种自鸣得意的看法就将被彻底推翻,取而代之的将是一种令人震惊的全新概念,以及一系列将改变二十世纪生活方式的不可思议的全新技术。
如果在一八九九年的时候,你对一位物理学家发表下述任何一种看法,他肯定会认为你是在痴人说梦:到一九九九年,也就是一百年之后,通过在天上的卫星,可以把活动图像传送到地球上的千家万户;一些威力无比的炸弹将对世界的物种构成威胁;抗菌素将消灭传染性疾病,可是疾病又会产生抗药性;妇女将获得选举权。而且会用药片来控制生育;每个小时都会有成千上万的人乘飞机飞上蓝天,而这些飞机却无需操纵便可自动起降;人们将以每小时两千英里的速度飞越大西洋;人类将登上月球,接着又会失去对它的兴趣;通过显微镜可以看见单个的原子;无论在世界上什么地方,只要手持几盎司重的手机就可以打电话;这些奇迹大多数靠的都是一些只有邮票大小的装置,而这些装置所利用的则是全新的量子力学理论。
上述的大多数科学发展在一八九九年是无法预言的,因为当时占主导地位的科学理论认为它们是不可能的。尽管当时也许会认为像出现飞机等少数科学发展并非不可能,但其最终的应用规模则是无法想像的。也许当时可以想像出一架飞机在蓝天翱翔的情景,但同时有一万架飞机在天上飞行的情景,在当时则是不可思议的。
在即将进入二十世纪的时候,即使那些知识最渊博的科学家,对于未来会发生什么也不甚了了。这一说法并非虚辞妄语。
在即将跨入二十一世纪门槛之际,我们所面临的情况又是何其相似!物理学家们再次认为物质世界已经得到了解释,今后不会再有惊天动地的发现。但是由于有前车之鉴,他们没有公开表明这样的观点,可是他们内心深处却是这样想的。有的评论家甚至提出,科学作为一门学科,已完成其使命,不会再有什么重大发现有待它去完成。
可是,就像十九世纪后期出现过一些预示未来的现象一样,二十世纪后期也出现了一些预示未来的迹象,其中最重要的就是人们对所谓量子技术的兴趣。量子技术是一项许多学科前沿都在努力开拓的新技术,它利用的是亚原子世界的基本特征,它将使我们对事物可能性的认识发生革命性的重大变化。
量子技术与我们通常对物质世界运行机制的认识格格不入。它所假定的是这样一个世界:电脑不必打开就能工作,东西不用去找就能发现。用一个原子就能制造出一台威力无穷的电脑。两点之间无需任何电缆和网络就可以进行信息交换。不必接触远方的物体就能对它进行检查。电脑可以在其他宇宙里运作。电子运输——“把我电运过去,司各特”——不仅很普通,而且方式多样。
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