反思“客观性”：科学戏剧对量子“测量问题”的探讨——以英国剧作家斯托帕德与弗莱恩为中心

陶家俊，武 静

(北京外国语大学 英语学院，北京 100089)

一、引言

在20世纪末至21世纪的人文社会科学中，当代科学戏剧对量子理论的探讨主要围绕“客观性”这一问题展开。科学对“客观性”的强调并非与生俱来，洛林·达斯顿与皮特·格里森的研究指出，“客观性”作为定义科学的标准是19世纪中叶才被科学界所接受，但它在极短的时间内便确立了作为科学规范的权威地位(1)Lorraine Daston and Peter Galison,Objectivity,Zone Books,2007,p27.。从此，“客观性”与“确定性”“真理”和“知识”相关联，继而科学知识被认为是对世界客观的、中立的描述。由于对“客观性”的追求，科学将“主观性”视为获取科学知识的阻碍，并不遗余力地消除主观因素，以求取得绝对客观的科学知识。然而，量子理论的出现将经典科学的世界观击得粉碎，首当其冲的便是对科学“客观性”的颠覆。正如保罗·戴维斯所说：“过去的历次科学革命前仆后继地将人类一步步从造物的中心位置驱逐，降级为宇宙大戏的纯粹观测者，而量子理论则不同于以往的任何一次科学革命，它将观测者重新置于舞台的中央。”(2)Paul Davies,Other Worlds: Space, Superspace,and the Quantum Universe,Penguin Books,1997,p9.与物理决定论的确定性不同，量子世界受纯粹概率的支配，观测者不再被动地观测和记录现实，而成为决定现实的关键因素。因此，正是观测者的观察行为，使无数的可能性坍缩为一个确定的结果，现实不再是某种客观的、外部的确定性真实，而成为充满不确定性的主观真实。

在对主观性和不确定性的探索中，现当代文学创作与量子理论存在惊人的相似性。二者几乎同时摒弃了所谓的客观真实，转而肯定了主观性和不确定性：现代主义文学抛弃了对外部现实的关注而转向对内心真实地刻画；后现代主义文学拒绝宏大叙事，代之以私人化和碎片化的叙述，拒斥确定性，拥抱不确定性。这一时期的戏剧也不例外，斯托帕德的《汉普古德》《阿卡迪亚》和弗莱恩的《哥本哈根》都是以量子理论为核心隐喻的戏剧，三部戏剧通过对量子“测量问题”的戏剧演绎，探讨了现实的“主观性”与“不确定性”。以往的科学观中，“测量”只是人们取得实验结果的手段，并不会影响被观测对象的属性，作为记录实验结果的观测者也不会对实验结果产生影响。而在量子理论中，测量的主体和测量方式等因素都会真实地影响到被观测对象的属性和实验结果。由此将“主观性”与“不确定性”引入科学，颠覆了一直以来标榜“客观性”的科学观，并迫使人们对知识本身进行重新审视。

二、《汉普古德》中的“主观”现实

《汉普古德》是斯托帕德第一部以量子理论的内涵为主题的戏剧。从文学隐喻的层面来讲，该剧借助量子理论中光的“波粒二象性”特质及“不确定原理”，类比冷战时期的国际间谍活动，探讨认知现实的“主观性”和“不确定性”，以及“观测者”对结果的决定性作用。以量子测量问题为隐喻，这部侦探悬疑剧的核心情节指向“谁是双面间谍”，整部剧的布局也遵从科学实验的步骤，是一部“舞台上的思维实验”，即“第一幕提出一个假设，第二幕检验假设，结局为观众揭晓答案”(3)Katherine Kelly,Tom Stoppard and the Craft of Comedy: Medium and Genre at Play,Michigan UP,1991, p155.。显然，通过实验找出答案的过程正是“测量”的过程，科学实验通过“测量”得出结论，本剧也通过“测量”找出潜伏在内部的双面间谍。

与量子测量实验类似，《汉普古德》中的“实验”要观测和“测量”的对象是“一名双重间谍”，而“双重间谍”本身具有双重身份，这与亚原子层面的粒子有相似之处，都具有“不确定性”，其“测量”的结果也充满“不确定性”。在剧中，布莱尔想知道科勒到底为谁效力，他的认知属于经典认识论，即想要得到一个确切的答案，科勒却用“追踪一束光的轨迹”答复，以“一束光的轨迹”类比双重间谍身份的不确定性及观测者对结果的影响。但是布莱尔并不理解科勒的回答，因为在量子物理中，光同时存在波与粒子两种形态，而在观测条件下，“只能得到粒子的形态，是人们观测的这个动作本身，决定了客观结果”(4)Tom Stoppard,Plays 5: Arcadia; The Real Thing; Night and Day; Indian Ink; Hapgood,faber and faber, 1999, p501.。这使观测的结果成为观测者的一种主观选择。

在剧中，科勒向布莱尔描述了光的波粒二象性特征，这是量子物理中最基本的概念。但在经典科学认识论中，物质的存在和属性是客观的、确定的，并不会因为人类主观的行动有所改变，这完全不符合人们的常识和直觉。科勒告诉布莱尔在亚原子的世界中，同一物质会同时存在两种不相容的属性，并以不同的形态同时存在，而且这种异质并存状态会因为人的观测发生改变。通过量子理论中光的波粒二象性原理，科勒向布莱尔解释了发生在泳池的情报调包事件。如他所说，一个双重间谍与光在亚原子世界存在的形式和属性类似，因为他处于两个情报组织的监控之下，监控和观测行为本身会改变他的表现形态，不同的观测者会得到不同的“真相”。《汉普古德》中的双重间谍之谜与量子理论不谋而合，正如德克·范德贝克所说：“亚原子的属性是‘观测之下的属性’，它被实验的观测行为所决定，因为量子物体的概率波只有在实验观测时才坍缩成为其中的一种可能性。”(5)Dirk Vanderbeke,“Physics”,in Routledge Companion to Literature and Science,Bruce Clarke and Manuela Rossini eds,Routledge,2011,p194.而在这个过程中，“观测者”对结果起到了决定性的作用，因此一直被认为“绝对”客观的观测结果也只不过是一种主观的现实。

在量子“测量问题”中，“观测者”对观测结果有着决定性的影响，剧中“双面间谍”的双重身份与“不确定原则”不谋而合。在剧中，科勒再次利用量子物理中的“不确定原则”，来解释双重间谍的身份以及“观测者”对结果的影响：

量子物理的世界是情报工作者梦寐以求的世界，一个电子能同时存在于两个不同的地方。你可以选择并决定它的位置，它可以从一个地方到另一个地方，而且完全不用途经两点之间的距离。它能同时穿过两扇门......直到有人开始观测它，而观测这个动作本身便决定了它的轨迹，使它只能选择一个门通过(6)Tom Stoppard,Plays 5: Arcadia; The Real Thing; Night and Day; Indian Ink; Hapgood,faber and faber, 1999, p544.。

从剧中可见，在量子物理中，观测者对结果的影响与“不确定原则”密切相关，从理论上讲，亚原子世界中粒子的根本属性就是反测量的：一方面，因为测量本身就会影响和改变粒子的状态，这就使测量结果失去客观性；另一方面，即使测量得出了其中的一个局部结果，同时也说明还有其他部分的结果是无法被同时获知的。总之二者不可兼得。因此，“测量”永远只能窥见事物的一个侧面，对整体进行把握已成为不可能完成的任务。正如普罗特尼斯基所说，量子理论实际上让人们深刻地意识到“不可知”将成为人类知识中不能回避和不可排除的组成部分，这也是为什么量子理论之父波尔强调：“我们并不是要武断地放弃对原子现象的更细致分析，而是要认识到这样的分析在原则上是不可能实现的。”(7)Arkady Plotinitsky,The Knowable and the Unknowable: Modern Science, Nonclassical Thought, and the Two Cultures,Michigan UP,2002,pxiii.因此从某种程度上说，“不确定原则”不仅证实了知识的碎片性、局部性和不完整性，也强调了知识的主观性和“观测者”的决定性作用。量子世界作为“观测者观测之下的世界”(8)Dirk Vanderbeke,“Physics”, in Routledge Companion to Literature and Science, Bruce Clarke and Manuela Rossini eds,Routledge, 2011, p194.，决定了我们所知道的东西都是“观测者”在特定的选择下得出的结果，这个世界呈现怎样的模样取决于观测者的主观选择。

三、《阿卡迪亚》中的片面现实

在《汉普古德》中，斯托帕德通过双重间谍的例子呈现了量子“测量问题”，并向观众展示了“观测者”的选择如何造就了“主观”的现实。在他的另一部科学戏剧《阿卡迪亚》中，斯托帕德则探讨了观测方法对观测结果的影响，即不同观测方法所得的结果只是现实的一个侧面，而这样的现实注定是片面的，甚至是失真的。《阿卡迪亚》是一部内涵复杂和结构精妙的戏剧，代表了当代科学戏剧的最高水准。该剧并没有像大多数科学戏剧那样围绕某位科学家的生平事迹展开，而是对科学研究本身的思考，更准确地说，该剧探讨的是在科学研究和人文研究中方法论的选择对研究结果的影响。《阿卡迪亚》同样是对量子“测量问题”的戏剧化呈现，斯托帕德将科学研究和人文研究的过程看作是一个“测量”的过程，采用任何方法进行“测量”，都无法避免“测量问题”的困境，即不同研究方法的选择将会影响、甚至决定最终得出的结果，而无论结果如何都只是现实的一个侧面而已。

《阿卡迪亚》通过1809年和1999年两条时间线索串联了发生在西德尼庄园中的故事情节，同时也勾勒出近两百年现代科学从经典科学向量子理论的演变和发展过程。在1809年的场景中，西德尼庄园的小姐托马西娜是一名数学天才，她在与家庭教师塞普蒂默斯的探讨中发现了诸如牛顿定律、欧几里得几何理论等经典科学的不完善之处，并预见了当时尚未诞生的热力学第二定律、混沌理论、分形几何学以及量子理论。遗憾的是托马西娜在她十六岁生日的前夜死于一场火灾，故未完成对这些科学理论的探索。在她死后，塞普蒂默斯变成了“西德尼庄园的隐士”(9)汤姆·斯托帕德：《戏谑：斯托帕德戏剧选》，杨晋译，南海出版公司，2005年，第209页。，终其一生继续研究托马西娜手稿中未解的科学难题。而在1999年的场景中，传记作家贾维斯、历史学家南丁格尔和数学博士瓦伦丁等人则围绕“西德尼庄园的隐士”和托马西娜的各种未解之谜展开研究和协作。在这个过程中，每个人都从自己的专业领域出发，用各自的方法试图还原1809年的真实情况，但是实际的情况是每个人都试图将所谓的“真实”裁剪并框进自己的方法论之中，因此每个人所见的“真实”都是透过自己的一套方法论得出的结论。这实际上与量子理论中的“测量问题”有着异曲同工之处，因为亚原子世界仅仅是我们“观测之下世界”一样，“它所呈现的样子，取决于我们实验所用的观察装置”(10)Dirk Vanderbeke,“Physics”, in Routledge Companion to Literature and Science, Bruce Clarke and Manuela Rossini eds,Routledge, 2011,p194.，因此不同的实验方法和观察装置所看到的“现实”也是不一样的。这也解释了为什么传记作者、历史学家和数学家对同样的事件得出各自不同的结论，虽然该剧涉及的科学理论众多，但是正如鲁迪克所说：“该剧实际上是对复杂的量子现实的戏剧隐喻和呈现。”(11)Nicholas Ruddick,The Search for Quantum Ethics: Michael Frayn’s Copenhagen and Other Recent British Science,Plays,Hungarian Journal of English and American Studies (HJEAS), 2014(6).

与《汉普古德》类似，本剧对量子“测量问题”的演绎同样以一个待解的谜题展开：剧中有传记作家汉娜、研究文学与历史的大学教授伯纳德，以及牛津的数学博士后瓦伦汀等一系列角色，他们都试图通过自己的方法还原“西德尼庄园的隐士”之谜。“西德尼庄园的隐士”所在的场景中，数学天才托马西娜和她的家庭教师塞普蒂默斯则是在科学理论发展更迭的背景下，用不同的理论视角去观测和解释世界，随着新理论的出现，旧理论中的世界观被不断质疑和颠覆。实际上，无论是1999年试图揭开“西德尼隐士”谜题的人，还是1809年那些用不同科学理论观察世界的人，都呼应了“测量问题”中关于测量方法对结果的影响。正如布罗德森所说：“托马西娜那个时代的先进科学家都认为过去与将来是遵守牛顿定律的，是不变的、可以相互转换的定量，一切都可以通过牛顿定律计算出来。”(12)Elizabeth Brodersen, “Chaos in Arcadia”, American Conservatory Theatre, 2013(19).因此，通过牛顿经典物理的视角和方法观测世界时，世界呈现在人们眼中的样子是按照特定的规律运行的机械宇宙，一切都充满了秩序和确定性，“所有物理运动都是可预知、机械性的，宇宙就像一个巨大的钟表”，整个世界都符合“物理决定论”(13)John Polkinghorne,Traffic in Truth: Exchanges between Science and Theology,Fortress Press, 2002, p33.。随着托马西娜越来越接近牛顿理论的边缘，她意识到牛顿理论的世界并非世界的全貌，它只解释了世界中的一个微小部分，还有很大一部分是牛顿理论解释不了的。在牛顿经典物理的视角下，人们观测到的宇宙“就像一个巨大的钟表”，然而，当新的理论和方法出现后，人们观测下的世界又换了另一副模样。在剧中，在热力学第二定律、迭代数学和混沌理论视角下，世界呈现出与牛顿物理决定论机械宇宙完全不同的形态：它既有规律和确定性，又充满混乱和不确定性。对此，安托指出：“《阿卡迪亚》所探讨的是从经典科学对规律、秩序、有限的线性目的论和存在完美结构化模式的确信，到对这些事物的后现代、后结构主义的怀疑，以及对不规律性、混沌、非线性、无限和非结构化和复杂性认知的过渡。”(14)Heinz Antor,The Arts, the Sciences, and the Making of Meaning: Stoppard’s Arcadia as a Post-Structuralist Play,Anglia,1998(3).事实上，这种过渡和转变的原因，不仅有科学理论的发展和变迁，更重要的是，在不同科学理论视角下的世界也呈现出不同的样子。正如瓦伦汀剧中所说：“不可预测的和预先决定的一起展现，造就一切事物的样子。”(15)汤姆·斯托帕德：《戏谑：斯托帕德戏剧选》，杨晋译，南海出版公司，2005年，第230页。但是即便人们认识到世界本来面目的复杂性，却仍然不可能获知世界的全貌，无论人们使用哪种理论和方法来观测这个世界，都不可避免地存在盲点，因为“不可知”本身就是人类知识中无法排除的组成部分，而这也是“测量问题”中无法回避的核心内涵之一。

同样，在1999年的场景中，伯纳德来到西德尼庄园考证自己的研究和推测，他想要找出拜伦勋爵离开英国的原因，并信心满满地期待揭开这一文学和历史上的谜题，他想要证明拜伦勋爵离开英国的原因是因为在一场爱情决斗中杀死了情敌，并坚信这一重大发现的发表一定会给自己带来成功与名誉。于是，他用预先推论的结果去研究西德尼庄园的隐士和拜伦勋爵，不可避免地将各种线索根据自己的设想错误地串联起来，得出了与实际情况完全不符的结论。“测量问题”让人们明白，我们所知的世界只不过是“观测之下”的世界，这个世界的样子不仅根据观察者的行为呈现出不同的样子，而且通过何种方法去观测，即观测的装置也同样影响着被观测对象。正如在《汉普古德》中，科勒对量子理论中著名的“双缝实验”(16)Tom Stoppard,Plays 5: Arcadia; The Real Thing; Night and Day; Indian Ink; Hapgood,faber and faber, 1999, p542.中，实验观测装置的改变使光的粒子呈现出完全不同的形态，这与剧中角色用不同的方法去试图解开“西德尼隐士”谜题非常相似。“观测方法”的差异使获取绝对客观的事实成为不可能，而伯纳德的例子也进一步证明不同观测者在特定观测方法下看到的结果也可能是片面的甚至是失真的。

四、《哥本哈根》中现实的“不确定性”

在《汉普古德》与《阿卡迪亚》中，斯托帕德就“测量问题”中观测者和观测方法对被观测对象的影响作了非常精彩的戏剧呈现与诠释。在“测量问题”中，观测者、观测装置和观测方法对观测结果的影响，表明不存在绝对、客观、中立的发现。而在另一部以量子理论为核心隐喻的戏剧《哥本哈根》中，迈克尔·弗莱恩通过“测量问题”探讨了被观测对象本身的“不确定性”，并以此呈现追求“客观”真实的徒劳。

与《汉普古德》和《阿卡迪亚》相同，《哥本哈根》同样围绕一个谜题展开：海森堡为什么来到哥本哈根？在剧中，丹麦物理学家尼尔斯·波尔，他的妻子玛格丽特·波尔以及德国物理学家维尔纳·海森堡三个历史人物的灵魂再次聚首，他们想要回溯1941年改变他们命运和历史进程的那次会面的真实情况。该剧以海森堡提出的“不确定原则”为核心隐喻来探讨“测量问题”中的“主观性”和“不确定性”，剧中角色不仅通过科学语言向观众解释“不确定原则”，也通过戏剧演绎“不确定原则”，剧中的三个角色探索真相的过程也与科学“测量”的过程类似。“不确定原则”是量子理论的基础，它表明人们不可能同时获知一个粒子的准确位置和动量，二者只能知其一。波尔在《原子物理与人类知识》中指出，“在量子力学中，我们并不是要武断地放弃对原子现象进行更详尽的分析，而要深刻地认识到这样的分析在原则上是不可能的”(17)Neils Bohr,Atomic Physics and Human Knowledge,Interscience Publisher, 1961, p62.，这种“不可能性”的根源就是被观测对象本身的“不确定性”，也正是这种“不可能性”使“不可知”成为人类知识结构中不可忽视的组成部分和不能回避的现实，即人类的知识存在原则上无法超越的限度，因此也永远无法获得对自然的客观和全面的知识。对此，海森堡在《物理与哲学》中明确指出：“我们必须记住，我们所观察的自然并非自然本身，而只是展现在我们实验装置下的自然……在生存的大戏中，我们自己既是演员，又是观众。”(18)Werner Heisenberg,Physics and Philosophy: the Revolution in Modern Science,Harper & Brothers, 1958, p58.换言之，“自然到底是什么样子”取决于人们的观察方式，不同的观察方式取得的结果也各不相同，而这从根本上讲也是由于被观测对象的不确定性所决定，著名的双缝干涉实验就是对这一论点的证实。所以，剧中三人在重建那次会面的过程中无法还原事实真相，他们的多次回忆得出了不同的答案。在整个过程中，事实的真相并没有趋于清晰，相反却是越来越模糊和复杂。迈克尔·弗莱恩通过“不确定原则”向人们揭示的是，由于被观测对象本身的“不确定性”，任何寻找确定答案的希望都将落空，取而代之的将是无数的可能性。因此即便是亲自经历了那次会面的当事人海森堡和波尔，也无法完全还原当时的场景，因为在这个过程中，被观测对象的不确定性决定了观测的结果也将是不确定的。

在本剧中，“不确定原则”决定了三人寻找真相的努力终将是徒劳的，三人都基于自己的信息和观察得出了迥然不同的答案，因为被观测对象本身的不确定性，使得“观察者”的观察和选择成为结果产生过程中不可忽视的因素。这也是为什么“不确定原则”也时常与量子“测量问题”相关联，甚至海森堡本人有时也将“不确定原则”解释为测量问题。不管是测量者身上的不确定因素，还是被测量对象本身的不确定性，海森堡在剧中对“测量问题”的阐释揭示了“被观测对象的不确定性使观测者对结果的影响成为必然”这样一个真象：

海森堡：我向他展示了自人类发现相对论以来宇宙最奇特、最陌生的真相，那就是你永远也不可能知道一个粒子的全部信息，或者其他任何信息……因为我们在观测它的时候不可避免地引入了新的要素。不管是用来被撞击的水分子，还是一束光，这些新要素本身就具有能量，因此也必将对它所撞击的目标产生影响，尽管是很小的影响(19)Michael Frayn,Copenhagen,Methuen Drama, 1998, p67.。

正如海森堡所言，人在实验观测的过程中不可避免地掺杂了其他因素，而被观测对象的不确定性使这些因素也不可避免地对结果产生影响，因此人们所认为“客观”的结果一开始就是在其他因素的影响下得出的。而这又回到海森堡的结论：“我们必须记住，我们所观察的自然并非自然本身，而只是展现在我们实验装置下的自然。”(20)Werner Heisenberg,Physics and Philosophy: the Revolution in Modern Science, Harper & Brothers, 1958, p58.从某种程度上说，对象本身的不确定性使观测者的选择成为结果的决定性因素，因此不管是被观测对象本身的不确定性，还是观测者的主观因素，都决定了观测和测量结果中的主观因素是不能被排除的。

总的来说，弗莱恩在《哥本哈根》中对量子“测量问题”的探讨比斯托帕德走得更远，通过对被观测对象本身不确定性的探讨，他不仅在剧中呈现了观测者、观测方法带有的“主观性”色彩，进而否定了科学标榜的“客观性”，而且他热情拥抱和赞扬科学的“主观性”。在剧中，波尔便代表了剧作家的态度：

我们将“人”重新放回了宇宙的中心。整个人类的历史上我们一直都被取代，我们一直将我们自身流放到边缘。最初我们将自己变成上帝未知目的的附属品，跪在造物主宏伟的教堂前的渺小生物。后来，我们在文艺复杂中站了起来，不久人类有变成了“万物的尺度”，正如毕达哥拉斯所宣称的那样，然后，我们又被自己的理性重新推向了边缘！我们再次被矮化成修建那些供人膜拜上帝造物神奇的宏伟教堂的物理学家，那些永恒之初到时间尽头都一直存在，即便人类不存在了，它也将一直存在的经典物理的理论。直到我们来到二十世纪初，突然间我们被迫从长跪中重新站了起来(21)Michael Frayn,Copenhagen,Methuen Drama, 1998, p71.。

毫无疑问，“测量问题”将主观性引入科学，波尔不仅肯定和赞赏这种“主观性”，而且还将“主观性”视为科学本身得以存在的前提，如他所说：“爱因斯坦证明，科学依靠测量得以存在，而测量并非是客观世界的客观的事件。它是人的行为，是一个观测者在特定的视角、特定的空间和时间中的行为……不存在绝对客观的世界。”(22)Michael Frayn,Copenhagen,Methuen Drama, 1998,p71-72.正因如此，三人也不可能找到确切的答案，因为根据“不确定原则”，人们无法获知事物的全部真相，而又由于量子“测量问题”使主观因素成为观测结果中无法去除的组成部分，因为测量必将干扰和改变被测量物，所以即使获得了部分真相，也掺杂了主观的因素。从这个角度上说，不确定原则和观测者否定了绝对的客观性，而将主观性因素引入到科学和我们对知识的认知中。

结语

《汉普古德》《阿卡迪亚》和《哥本哈根》三部剧有很多相似之处，首先，三部剧都是以量子理论为核心的隐喻，并围绕量子“测量问题”展开的。其次，三部剧不仅从内涵上对量子理论进行了戏剧演绎，而且从形式上来说也与科学实验有很多相似之处，戏剧的推进遵从了科学实验的步骤，成为名副其实的“舞台上的思维实验”。每一部剧都以一个待解的谜题展开，而揭开谜题的过程则是模拟了科学实验的步骤，在这个过程中来探讨科学“测量问题”中的深层内涵。《汉普古德》中的双重间谍之谜，《阿卡迪亚》中的西德尼隐士之谜，以及《哥本哈根》中海森堡和波尔的哥本哈根会面之谜，揭开谜题的过程则是完全模仿了科学实验和测量的过程。在这个过程中，斯托帕德和弗莱恩通过对量子“测量问题”的戏剧演绎，将现实的主观性、片面性和不确定性展示出来，颠覆了科学一直以来标榜的“客观性”，将“主观性”引入科学，迫使人们重新审视一直以来所谓的外部“客观真实”是否真的存在，也许那只不过是人们主观的选择、甚至创造的概念。