超導與頓悟(梁乃崇)

超導與頓悟

梁乃崇

人類第一次發現超導體，是將水銀浸泡在液態氦中，其溫度是絕對溫度4.2K等于攝氏負二百六十八點八度，感應出來的電流在水銀圈中流傳了五年，沒有絲毫減弱。後來因為沒有繼續添加液態氦，水銀溫度升高以後，電流才停止。這個現象告訴我們，在4.2K水銀的電阻沒有了。如果水銀有很小的電阻，流過其上的感應電流終究會停止；只有在電阻為零的情況下，電流才不會停止。因此稱電阻為零的水銀為「超導體」。 除了水銀之外，在4.2K附近，電阻會突然變成零，成為超導體的還有其他金屬元素，如有一種鈮合金在23K時會成為超導體，是溫度最高的金屬類超導體。 為什麼物體的電阻會變成零呢？依物理學家酷伯的理論，他認為：第一，溫度降低時，原子的振動變小了，由原子所組成的路面也變得平坦光滑，電子在上面運動，就象溜冰一樣沒有阻力，所以沒有電阻。第二，由兩個電子吸收一個聲子(原子的振動)，組成一個大輪子。因為對小輪子而言，稍有凹凸的路面是粗糙的；但是對大輪子而言，卻是光滑的，所以電阻沒有了。他用以上兩個理由解釋電阻為什麼變成零。 十年前，吳茂昆和周經武兩位教授發現90K的超導體，它是一種構造複雜的「釔鋇銅氧化合物」晶體，在高溫爐中燒結而成。當時的物理界萬眾歡騰。迎接這個高溫超導體。90K的高溫超導體可以用77K的液態氦來冷卻，大自然中氮氣非常充足，所以液態氮非常便宜，這樣在應用上就有了經濟價值。 不久以後，又有科學家研究出「陀鋇鈣銅氧化合物」超導體，臨界溫度在120K，打破90K的記錄，物理學界因此非常振奮。有人夢想找到常溫超導體，不過至今還沒成功。 酷伯的理論已經無法解釋高溫超導體，因此許多理論物理學家都在努力研究各種可能的原因，希望他們早一天找到答案。 禪宗求開悟，禪坐時將心念冷靜下來，冷靜至某一程度，心靈就忽然開悟了，這就是頓悟。這點跟水銀降低溫度至4.2K，忽然變成超導體的情形非常相似，所以我們甚至可以說頓悟是心靈的超導體。至于最近發現的高溫超導體，又可以類比成什麼意義呢？我想可以類比成禪坐的時候，心念不需要冷靜得象以前那麼「低」，或許只要冷靜一半，就頓悟了。

冷與靜

人類經過常年的努力，才知道固體物質的溫度是原子振動的動能。溫度高就是動能大，溫度低就是動能小。 原子組成的固體物質，可以比喻為一盒鋼珠，鋼珠與鋼珠之間連上彈簧。而溫度的物理圖象就是每一個鋼珠不停地振動。猛烈振動代表溫度比較高，微弱振動則溫度低。也可以說溫度高的時候，原子在紛擾不安的狀態，溫度低的時候則平靜無波。 我們可以想象所謂紛擾不安，就是吵鬧;平靜無波當然就是安靜，吵鬧變小了。物理學則用「雜音」來表示吵鬧的程度。這樣，溫度與「雜音」就連上關系了，溫度高「雜音」大；溫度低則「雜音」小。 所有儀器都要考慮「雜音」問題，因為「雜音」會掩蓋微弱的訊息，正如同處于鬧市，聽不清楚別人講話的聲音。所以「雜音」愈小，儀器的靈敏度也就愈高。 譬如收音機在高溫環境下「雜音」升高，音樂節目埋在「雜音」中，聽不清楚；或移到冷氣房，音樂就清晰了。 又譬如電腦的散熱風扇壞了，內部溫度必然上升，「雜音」跟著變大，電腦就死機了。 所以降低溫度，「雜音」也降，那麼溫度可以降到多少呢？理論上，最多降到-273℃，這是宇宙最低的溫度，又叫「絕對零度」。這時原子的振動完全停止，所以由溫度而生的「雜音」全部消失，儀器的靈敏度也達到最高點。 許多天文測量儀器都保持在液態氦的溫度，即－268.8℃度，只比絕對零度高出4.2度。這時儀器的靈敏度高，讓我們可以測到遠方的星星。 人們若是煩躁不安，就象儀器處于高溫狀態，只有強烈的信號才能感覺；若是心平氣和，則相當于低溫狀態，微弱的信號皆可感知，因為「靈敏度」提高了。 靜坐的時候，練習將心念放下，雜念減少了，我們對周遭的環境和健康狀況，漸漸能夠明察秋毫。為什麼呢？因為靜坐如同降低溫度，雜音(相當于「雜念」)，于是人就象儀器一樣變得靈敏了。

「無限」只在心中

古代曾有這麼一個想法：「一根直線，日取其半，萬世不竭」。意思就是一條線一半再一半地取下去，直線越來越短，但永遠不會是零。這樣的想法就產生了「無限」的觀念。 從物理測量的觀點來看，我們無法在現實世界中找到「無限」的蹤影。比如「日取其半，萬世不竭」。實際上，我們無法不停地取其半，當被取一半的直線小到到某一個程度，剪刀無法再把這一半的線剪成一半時，就算用高能物理加速器把它碎裂成基本粒子，以後我們仍然無法再分裂下去。 所以根本沒有「萬世不竭」這件事，在現實世界里並沒有「無限小」的存在。同樣的，「無限大」的觀念在現實中也是找不到的。 古代西方哲學家吉諾以為「無限」存在于現實世界中，他運用」無限」這個觀念，證明飛箭靜止不動，這就是後世所稱的「吉諾反論」，他們這個學派深信宇宙是靜止不動的。 「吉諾反論」如何論證呢？他是這樣說的：箭從A射到B，必須先通過AB中點B」，若只從A射到B，又必須先通過AB的中點B1 ……做到第N次，飛箭必須先通過的第N個中點B。此類推下去，N是「無限大」， B也不斷地趨近于A點，因此中點窮萬世不可得，箭歷經歷世尚無法起動，所以飛箭靜止不動。同理類推之下，整個宇宙都靜止不動。 這樣的推論有個先決條件，在于「無限大」有永世不能達到的性質，才有飛箭靜止不動的結果。如果N不是「無限大」。而早就飛射出去了。事實上，既會飛射出去的，所以「吉諾反論」反而證明了，「無限」並不存在于現實世界中。吉諾認定「無限」存在于現實中，顯然錯了，不過他的推論卻很精彩，發人深省。 既然「無限」不存在于現實世界中，那麼存在于何處呢？我認為存在于心靈世界中，我們可以在心中想象「無限小」和「無限大」。吉諾所相信的宇宙靜止不動，和佛教所說的不動明王、不動地菩薩，應該都在心靈世界中。 現在的科學必須接受數學，而「無限」是數學的基礎之一，接受了數學，就是接受了心靈的存在。可是主張唯物論的科學家卻不承認心靈的存在，這是自相矛盾的現象。我想是因為他們不了解「無限」只存在于心靈世界的緣故。

摘自《菩提心》2000年第4期