， 原來 是 代表 宇宙 的 基本 性質 。 像 這樣 的 弔詭 ， 也 出現 在 原子 及 次 原子 微觀 世界 中 其他 的 地方 。 這些 矛盾 的 出現 ， 是 因為 我們 硬 要 把 日常 巨觀 現象 的 古典 概念 （ 例如 粒子 和 波 ） ， 套用到 原子 及 次原子 的 微觀 世界 。 「 粒子 」 和 「 波 」 都 是 我們 在 巨觀 世界 凝結 的 觀念 ， 不能 期望 它們 可以 直接 拿來 比喻 微觀 世界 的 觀察 現象 。 只要 我們 繼續 想 在 微觀 世界 中 使用 這些 古典 概念 ， 就 會 繼續 出現 這樣 的 矛盾 和 弔詭 。 量子 力學家 認為 我們 不要 把 這些 情形 看成 矛盾 ， 而 要 看成 是 這些 古典 概念 之間 的 「 互補性 」 ， 一同 來 描述 很 難 描述 的 微觀 現象 。 或者 說 ， 光 這 東西 既是 粒子 也 是 波 ； 或者 換過來說 ， 光 不 是 粒子 ， 也 不 是 波 。 追根究底 ， 我們 必須 接受 這 弔詭 ， 接受 我們 巨觀 觀念 和 邏輯 的 不足 。 我們 必須 重新 建立 一 個 嶄新 的 物理 原理 （ 量子 力學 ） 來 處理 這些 微觀 世界 的 研究 。 物理 大師 波耳 （ Niels Bohr ） 說 ： 「 乍看 之下 似乎 是 很 深 的 弔詭 ， 終於 導致 一 較 高層次 的 了解 。 」 這 是 量子 力學 的 哲學 教訓 。 海森堡 的 測 不 準 原理 1911年 ， 英國 劍橋 卡文迪什 實驗室 的 拉塞福 （ Ernest Rutherford ） 發現 原子核 ， 建立起 原子 模型 的 雛型 ， 亦即 負價 的 電子 繞 著 正價 的 核 。 兩 年 後 ， 丹麥哥本哈根 大學 的 波耳 將 量子 力學 帶入 原子 世界 。 他 提出 電子 圍繞 原子核 的 軌域 也 是 量子化 的 ， 也就是說 ， 電子 只 能 佔據 特定 軌域 之 一 ， 但 可 在 軌域 之間 躍遷 。 這 個 理論 讓 原子 模型 更 趨 完備 。 1926年 ， 薛丁格 更 進一步 把 德布洛依 的 「 波動 力學 」 理論 帶入 原子 的 世界 。 他 直接 把 電子 看做 圍繞 著 原子核 的 波， 每 個 波 的 性質 （ 「 函數 」 ） 都 不同 ， 並 發展出 「 薛丁格 方程式 」 描述 這些 函數 。 微觀 世界 中 的 粒子 的 量子 行為 描述 ， 就 漸 趨 完備 。 1927年 ， 在 哥本哈根 執教 的 德國人 海森堡 （ Werner Heisenberg ） 在 量子 世界 中 又 投下 一 個 反 直覺 的 「 測 不 準 原理 」 （ Uncertainty Principle ） 。 這 個 原理 說 ， 在 微觀 世界 中 測量 粒子 的 位置 和 動量 （ 移動 的 速度 和 方向 ） 的 時候 ， 會 有 一定 的 誤差 。 粒子 的 位置 測量出來 的 誤差 越 小 ， 它 的 動量 測量 的 誤差 就 越 大 ； 反之亦然 。 也就是說 ： 觀測 者 可以 精確 測出 粒子 的 位置 或者 動量 ， 但是 無法 同時 精確 測量出 二 者 。 一 個 屬性 越 精準 ， 另 一 個 屬性 就 越 模糊 。 這 就 是 海森堡 的 「 測 不 準 原理 」 。 這 個 原理 嚴格 限定 了 微觀 世界 測量 粒子 行為 的 精準度 ， 譬如說 ， 任何 時候 ， 我們 都 不能 確定 一 個 電子 在 軌域 上 的 位置 。 我們 只 能 描述 它 出現 在 某 個 位置 的 機率 。 從 「 海森堡 測 不 準 原理 」 推演 的 結論 就 是 ： 微觀 世界 中 的 粒子 只有 我們 觀察 的 時候 ， 才 知道 它 在 哪裡 ； 在 還 沒 觀察 之前 ， 它 可以 在 軌域 上 任意 一 個 地方 ， 而 它 的 真正 位置 只 能 用 機率 來 描述 。 「 測 不 準 原理 」 使 量子 力學 更 完備 ， 可以 說 是 量子 力學 不可或缺 的 支柱 。 但是 這些 革命性 的 量子 物理學 ， 完全 違背 了 牛頓 以來 的 古典 物理學 所 建立 的 因果 關係 。 古典 物理 的 因果 關係 是 確切 的 、 沒有 模糊 的 空間 。 嚴格 來 說 ， 量子 力學 只是 在 微觀 世界 中 顛覆 了 古典 力學 。 也就是說 量子 力學 所 描述 的 微觀 世界 物理學 ， 超乎 我們 在 日常 生活 巨觀 世界 的 經驗 所 能 直覺 地 理解 。 這樣 難以 相信 、 難以 理解 的 理論 ， 任何 清醒 的 物理學家 都 不可能 用 直覺 就 構想出來 。 量子 力學 的 出現 ， 是 因為 物理學家 在 微觀 世界 中 觀察到 無法 以 傳統 理論 解釋 的 現象 ， 被 逼到 死角 ， 只 能 提出 這些 怎麼 看 都 非常 詭異 的 假說 。 隨著 這些 詭異 假說 被 後來 的 實驗 一一 支持 ， 一 套 完整 的 新 學問 就 漸漸 構築 起來 ， 成為 新 的 典範 、 一 個 普通人 很 難 理解 的 典範 。 三 人 論文 德國 物理學家 戴爾布魯克 應該 沒有 想到 ， 他 會 在 這 條 路途 扮演 樞紐 的 角色 。 戴爾布魯克 在 哥丁根 大學 修習 論文 時 ， 從 天文 物理學 轉至 理論 物理學 領域 。 1930年 他 取得 博士 ， 接下來 的 三 年 ， 他 先後 旅居 英國 、 瑞士 及 丹麥 做 研究 。 他 在 丹麥 的 時候 師承 波耳 ， 波耳 預期 量子 力學 在 生物 學會 有 廣大 的 應用 及 作為 ， 啟發 了 戴爾布魯克 對 生物學 的 興趣 。 1930年代 初期 ， 在 納粹 德國 的 柏林 ， 公開 的 科學 演講 和 討論 變 得 無趣 又 局限 。 戴爾布魯克 號召 一 群 物理學家 、 遺傳學家 及 生物學家 們 私下 聚會 討論 這些 領域 之間 的 理論 關係 。 這 群 科學家 包括 來自 俄國 的 提摩非–雷索夫斯基 與 德國 的 齊默 ， 這 兩 人 在 繆勒 建議 下 合作 進行 用 X 射線 誘導 果蠅 突變 （ 見 第2 章 ） 。 提摩非–雷索夫斯基 是 族群 生物學家 和 遺傳學家 ， 他 做 遺傳 分析 ； 齊默 是 物理學家 ， 他 測量 輻射線 的 劑量 ， 觀察 幅射線 產生 的 物理 化學 變化 。 後來 ， 戴爾布魯克 加入 了 這 兩 人 的 研究 ， 他 沒有 動手 做 實驗 ， 只 出 腦袋 和 舌頭 。 1935年 ， 三 人 共同 發表 一 篇 論文 ， 題目 是 〈 論 基因 突變 與 基因 構造 〉 。 這 篇 論文 被 戴爾布魯克 戲稱為 「 三 人 論文 」 （ Three-Man 一 Paper ） 。 這 篇 論文 分成 三 個 部份 ， 三 位 作者 各 寫 一 部份 。 齊默 的 部份 討論 如何 利用 X 射線 照射 果蠅 產生 突變 ， 來 了 解 基因 的 性質 。 提摩非–雷索夫斯基 分析 X 射線 在 果蠅 中 造成 的 突變 。 戴爾布魯克 寫 的 是 理論 的 部份 ， 標題 是 〈 基因 突變 的 物理 原子 模型 〉 。 戴爾布魯克 嘗試用 物理學 解釋 基因 的 兩 個 特性 ： 它 極端 的 穩定性 以及 罕見 的 突變 。 基因 的確 很 穩定 ， 它 的 狀態 可以 在 生物體 中 一 代 一 代 流傳 下去 ， 不 發生 變化 。 譬如 ， 紅 眼睛 的 果蠅 遺傳 好多 好多