24 量子跃迁
哈佛大学物理学家，边缘计算科学奖获得者，著有《无穷的开始》（The Beginning of Infnity）。
“量子跃迁”这个专业术语已经进入了日常用语的词库，常用来比喻巨大且不连续的变化。这个词在大众中广为流传，但可悲的是，它已经一而再、再而三地沦为伪科学和神秘主义的幻象。这个词源于物理学，也的确是物理学家使用的（虽然很少在正规论文中发表）。这个词至少说明了一个事实：在量子物理系统中，相互之间可区分的状态总是离散的。然而，在量子物理学中却没有“量子跃迁”这样的现象。在量子理论法则下，变化在空间和时间上都是连续的。但是也许一些物理学家还会举出一个反例：当一个观察对象被一个有意识的观察者观察时，会发生所谓的“波函数的坍缩”。但是这并不是我主要想强调的，我真正想说的是对亚微观世界的误解，比如“当一个电子从一个较高的能量状态过渡到一个较低的能量状态时，会发射出一个光子，这个光子就从一个离散轨道直接量子跃迁到另一个轨道，而不通过任何中间状态”。
关于亚微观世界，更糟的误解是：当隧道二极管中电子接近屏障时，它没有足够的能量穿透这道屏障（所以，根据经典物理学理论，它会反弹），量子跃迁现象却允许电子神秘地出现在另一边，在这一区域电子具有了负动能。
而实际情况是：在这样的情况下，电子没有单一的能量或固定的位置，只有一个活动范围，而且范围本身也会随时间变化。如果一个隧道粒子的能量上限低于越过障碍所需的能量，它确实会反弹。但如果一个电子的能级真的是离散的，在没有任何外力干预的条件下，它就永远不会向任何其他能量转换。
“量子跃迁”通常被称为“超距作用”（action at a distance）：在某个地点有一个物体，它和另一个位置的物体的相互作用，不需要任何物理媒介传递。牛顿称：“这种观点在我看来是荒唐至极，所以我认为在哲学领域，只要是有足够思考能力的人都不会同意这种观点。”牛顿所说的“荒唐的错误”其实是经典物理学和量子物理学之间的认知差距。再例如，在政治学中，“量子跃迁”之类的变化被称为“革命”，“荒唐的错误”在于革命是通过暴力武装彻底清除现有的政治机构的，一切从零开始。在科学哲学中，托马斯·库恩（Thomas Kuhn）
的观点是：科学进步也是通过革命进行的，这种革命是一个理论派系对于另一个理论派系的胜利，而这两个派系都不能理性地改变各自的范式。在生物学上，“量子跃迁”这类的变化被称为突变，即代际之间新的性状适应性地出现。在这里，“荒唐的错误”被称为突变论。
牛顿错了，他以为人的认知差距是有限度的；牛顿也对了，他所遇到的认知差距的确非常巨大。上述所有现象都只有一个原因：要正确地理解它们，都需要有尚不知从何而来的先验信息。在现实中，屏障远处的空间并不能“知道”将有一个电子而不是一个质子或一头野牛一定会出现在那里，只有当某些物理变化发生后，也就是当这个电子到了它那里时，它才会“知道”。同样，只要存在信息的缺失，就算是非空间的差距也会导致同样的结果，这里的信息是指政治机构的信息、生物适应实例化的信息等，也就是知识。往更深层次说，它是一个复杂的系统如何更好地面对挑战的知识。而这方面的知识，只有通过零敲碎打、持续不断的变异和选择过程才能够获得。库恩的视野也很有限，他无法解释科学如何以爆炸般的加速度不断地提供有关现实的知识。
所有这些领域内的“量子跃迁”都代表了我们对无法解释的现象的妥协，所以只能求助于超自然的力量。这就像美国漫画家西德尼·哈里斯（Sidney Harris）画的那样，一个数学推导的过程中间留了一块空白，上面写着“奇迹发生了！”正如理查德·道金斯（Richard Dawkins）提出的“突变论即创世说”。在任何情况下，不管我们知不知道，真相都在那里。而任何对神秘力量的虔诚信仰，都比不上洞察物理的解释更让人感到愉悦。