第一篇 念力的科學(xué)

一個(gè)人是我們稱為“宇宙”的整體的一部分，是一個(gè)被限制在時(shí)間和空間中的部分。他體驗(yàn)到自己，自己的思想與感情，體驗(yàn)到自己的存在與宇宙的其余部分不同——但這只是他意識(shí)的一種錯(cuò)覺(jué)。──阿爾貝特·愛(ài)因斯坦

第一章 變動(dòng)不居的物質(zhì)

銀河系中很少有地方比湯姆·羅森鮑姆實(shí)驗(yàn)室里的那個(gè)氦稀釋制冷機(jī)更冷。那是一個(gè)房間大小的圓形裝置，有許多圓柱形管子，溫度可以降低到只比絕對(duì)零度（即近乎華氏零下459度）高幾千分之一度。換言之，比外層空間的最遠(yuǎn)處還要冷上3?000倍。要達(dá)到這個(gè)溫度，需要讓液態(tài)氮和液態(tài)氦先繞著制冷機(jī)流轉(zhuǎn)兩天，再用三個(gè)泵不停地向外噴射出氣態(tài)氦，使溫度降到最低點(diǎn)。由于幾乎沒(méi)有一絲熱度，原子在物質(zhì)里的前進(jìn)速度慢如烏龜爬行。在這么冷的環(huán)境下，宇宙的運(yùn)動(dòng)趨于停擺，與科學(xué)上的極冷地獄相同。

絕對(duì)零度是羅森鮑姆這一類物理學(xué)家最愛(ài)的溫度。羅森鮑姆47歲便是芝加哥大學(xué)物理系的杰出教授，并擔(dān)任過(guò)詹姆斯·弗蘭克研究所所長(zhǎng)。他是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家中的尖兵，喜歡探索凝聚態(tài)物理學(xué)中無(wú)序現(xiàn)象的極限，透過(guò)打亂液體和固體的潛在秩序，研究它們的內(nèi)在運(yùn)作。在物理學(xué)中，你若是想知道某物的行為模式，最好的方法就是讓它不自在，看看會(huì)有什么事發(fā)生。打亂它的秩序的一般方法是加熱或通過(guò)磁場(chǎng)施加影響，這決定它被打亂后是怎么反應(yīng)，以及原子會(huì)選擇哪一個(gè)自旋方位（又稱磁定向）。

他在凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域的大部分同事都喜歡研究對(duì)稱的系統(tǒng)，比方說(shuō)結(jié)晶固體，因?yàn)樗鼈兊脑优帕械谜R齊，就像雞蛋盒里的雞蛋。羅森鮑姆卻偏偏喜歡內(nèi)在無(wú)序的奇怪系統(tǒng)（傳統(tǒng)的量子物理學(xué)家貶稱這種系統(tǒng)為“臟污”）。羅森鮑姆相信，透過(guò)研究“臟污”，我們可以揭開(kāi)量子宇宙未知的秘密。他樂(lè)于在未知的地域航行。正因?yàn)檫@樣，他喜歡接受自旋玻璃的挑戰(zhàn)。自旋玻璃是一種帶有磁性的奇怪結(jié)晶體，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是一種流動(dòng)緩慢的液體。與一般結(jié)晶體不同（一般結(jié)晶體的原子都是朝同一方向完美地排列），自旋玻璃的原子皆難以控制，極端混亂無(wú)序。

羅森鮑姆使用極低溫去減緩這種奇怪結(jié)晶體的原子的運(yùn)動(dòng)速度，從而把它們看個(gè)仔細(xì)，探討出它們的量子力學(xué)本質(zhì)。當(dāng)溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，自旋玻璃的原子會(huì)近乎靜止不動(dòng)，開(kāi)始表現(xiàn)出一些新的集體特質(zhì)。羅森鮑姆因最近的發(fā)現(xiàn)所著迷，他發(fā)現(xiàn)，一旦冷下來(lái)，原本在室溫中無(wú)序的系統(tǒng)會(huì)表現(xiàn)得循規(guī)蹈矩，原子不會(huì)再各行其是，而是變得協(xié)調(diào)一致。