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2025-01-01「遇事不決,量子力學」量子亂象是如何鍊成的? 661 期

Author 作者 廖英凱 | 非典型的不務正業者、興致使然地從事科普工作、科學教育與科技政策研究。對資訊與真相有詭異的渴望與執著,夢想能做出鋼鐵人或心理史學。

Take Home Message
• 量子科學從20 世紀初的理論發展,逐漸從學術領域擴散到商業、文化和大眾傳播,成為跨界的科技符號,影響了科技產品命名和文化想像。
• 隨著量子概念的普及,出現大量以量子為名的商業產品和娛樂作品,這些產品多數與實際量子科學無關,但反映了公眾對科技的想像和期待。
• 量子概念的泛濫也催生大量偽科學產品,例如健康產品和神祕主義療法,不僅會誤導公眾,也可能對科學傳播造成負面影響。


為了紀念量子力學最初發展的一個世紀,聯合國宣布將今(2025)年訂為國際量子科技年(International Year of Quantum Science and Technology, IYQST),期望以為期一年的世界性倡議,讓公眾更了解量子科學與量子力學應用的重要性。

「量子」一詞原是物理學中深奧的理論,但在過去100 年間,隨著當代量子科學的發展,這個詞彙開始出現在國家科技政策與科技產業中,並慢慢滲透到流行文化與神祕文化。與此同時,許多與量子科技毫無關聯的產品,也打著「量子」的名義廣為宣傳。以「原子筆」(atomic pen)的出現為例,它的命名緣由出自1950 年代的商人深受原子能的巨大影響,而將原子一詞作為命名方式。數十年後,雖然用原子當梗已退流行,但量子浪潮卻仍無處不在……。


從索爾維會議走到科技巨頭的百年量子

20 世紀上半葉,量子力學的理論問世。若是對科學史感興趣的讀者,多半看過1927 年最著名的第五次索爾維會議(Institut International de Physique Solvay)中, 愛因斯坦(Albert Einstein)、波耳(Niels Bohr)等知名物理學家在當時對量子力學的辯論,成為科學史上令人津津樂道的經典橋段。

1950 年代後,量子力學的理論不僅持續發展,也陸續得到實驗上的驗證。以量子力學為基礎的技術與初步應用開始出現,例如1957 年由日本物理學家江崎玲於奈開發的隧道二極體,就運用了量子穿隧效應,成為第一個運用量子原理的電子元件。1981 年問世的掃描穿隧式顯微鏡同樣運用了量子穿隧效應,時至今日仍是研究材料的重要儀器。

到了1980 年代,個人電腦才正要開始普及時,物理學家費曼(Richard Feynman) 提出量子計算的基本概念,此創舉讓量子電腦的演算法與實驗在往後的20 年間陸續成為現實。今日,Google、Amazon、IBM 等科技巨頭均將量子電腦視為開發重點,更推出量子計算服務和商業模式。量子科學已經不只是學術研究的重點,而是成為現代生活的科技基礎。


作為一種進步象徵的量子

1950 ~ 1980 年代,隨著量子力學的發展與重要獎項的表揚,許多知名的科學家也積極地投入對量子力學的科普傳播與公眾教育。例如費曼、薩根(Carl Sagan)、溫伯格(Steven Weinberg)等物理學家,都撰寫了針對公眾的量子力學通俗作品。這些作品與研究的成果雖然提升了公眾對量子的認識,卻也使「量子」從一個科學界的術語,開始被不同的領域運用,甚至被賦予了超出科學領域的意涵。

量子術語在商業上的運用, 初期最有名的案例, 莫過於知名金融投資者索羅斯(George Soros)於1970 年代創立的金融商品「量子基金」(Quantum Group of Funds)。有些研究認為索羅斯之所以將金融商品以量子為名,是因為他在觀察金融市場難以捉摸的變遷時,從海森堡(Werner Heisenberg)的不確定原理(uncertainty principle,又譯測不準原理)得到隱喻性的啟發。也有人認為量子一詞在這裡的運用,是借用了彼時量子科技發展時,例如掃描穿隧顯微鏡所帶來的高精確性、量子計算預示的高速運算,因此藉由量子形容成功金融投資的要訣。當然,這也可能如原子筆命名的緣由一般,只是選了一個具有未來感與科技感的新潮名詞。這項金融商品至今還在運作,也持續影響著社會的資源分配。

▲ 第一臺穿隧式顯微鏡由賓寧(Gerd Binnig)及羅雷爾(Heinrich Rohrer)在IBM 位於瑞士的蘇黎世實驗室發明,也因此獲得1986 年的諾貝爾物理學獎。
(Zarateman, Public Domain, Wikimedia Commons)

其他與量子力學毫無關連的商業運用在1970 ~1990 年代陸續出現,例如1980 年在美國加州成立的科技公司「Quantum」。該公司主要生產硬碟、磁帶等資料儲存設備,但彼時的資料儲存技術與量子力學還遠遠扯不上邊,之所以取Quantum 一詞為公司名,只是單純用來明示或暗示該公司的高科技特色。1983 年,德國福斯汽車(Volkswagen)出了一款名為「QuamtumGL5」的轎車,同時期還有許多量子作為名稱的商品,例如量子音響、量子手錶、量子運動衣、量子釣竿等,或將量子加入公司名稱中。它們也都與量子力學無關,只是作為一種新潮、科技感營造的用詞方式,時至今日這些以量子為名的公司與產品也都還在運作,還可以輕易地在二手、古物拍賣的管道中買到。

▲ 德國福斯汽車 1983 年生產的 Quamtum GL5 轎車。(Alfacevedoa, CC BY-SA 2.0, Wikimedia Commons)

因此,我們可以說今天市面上以量子為名的產品,其實不再是什麼新穎的商業洞見,而是反應出「量子」一詞在公眾文化中,已經出現了超越原本科學本質的象徵意義。


作為一種文化的量子

當「量子」一詞開始出現了公眾所需要或期待的意涵時,娛樂影視作品更將量子一詞用出各種把戲。最為無趣的,大概是2008 年的007 系列電影《007量子危機》(Quantum of Solace),量子一詞在電影中僅作為反派組織的名稱,完全沒有涉及量子力學相關的科學意義。高明一點的運用則有2009年的電影《倒帶人生》(Mr. Nobody),作品將量子力學中的不確定原理、多重宇宙論、因果關係作為科學與哲學思辯探討的元素,成為非主流電影中的經典之作。或是漫威(Marvel)復仇者聯盟系列的《蟻人與黃蜂女》(Ant-Man and the Wasp),不但使用量子穿隧的概念解釋主角穿透物體能力的科學基礎,還幻想把量子科技與時空穿越結合。

若是要再「硬科幻」一點,最經典的案例,莫過於1960 年代開始推出,至今仍累積龐大影迷的《星艦奇航記》(Star Trek)系列。在該系列作品中誕生一種「量子傳送器」,使星艦上的人和裝備可以傳送到任一位置。但有趣的是,這個已逾半世紀的科幻想像,似乎正在慢慢接近可實行的科技。2023 年由塞弗頓(Bereneice Sephton)等人發表在《自然通訊》(Nature Communication)的研究實踐了基於量子糾纏的多維度資訊傳輸,且發送者和接收者之間不需要額外傳輸任何實體物體或電磁波。當然這離科幻想像中的瞬間移動還很遙遠,不過或許可以說科學家正在實踐「量子傳送器」的路上。

臺灣的影視娛樂作品也跟上量子科幻的風潮,去(2024)年上映的科幻電視劇《Q18 量子預言》背景建立在量子計算與AI 科技普及的不遠未來,探討未來臺灣可能面臨的挑戰。由此可見,量子作為一種文化,既有高科技與神祕的象徵,也是思索未來世界變遷與挑戰的方向。


作為帶有詐騙性質的量子

量子的科技與未來特徵也常促成商人對量子一詞的誤用,進而催生出各種偽科學的產品。特別是各種標榜健康成效的量子產品頻繁出現,例如量子手環、項鍊、貼片、鞋墊等穿戴型的量子產品,或是美容用的保養品、保養器材、飲用水、營養食品等產品。這類量子產品往往聲稱會釋放特定能量、特定震動頻率,在東亞文化圈中,還會刻意運用經絡穴位、脈輪等傳統醫療概念以提昇產品吸引力。這類標榜量子的商品,論述脈絡大抵屬於「能量療法」這個「替代療法」(又稱另類療法)的領域,它們幾乎沒有任何科學實證的支持,缺乏透明完整、可信可驗證的方法論,並不被主流學界所接受,是偽科學範疇的經典事例。

另一種誤用量子產品的方向,是將量子與精神、心理與心靈現象結合。例如2020年間在北京、深圳、廣州等中國重點城市中,曾經盛行一時的「量子波動速讀法」補習班,標榜透過量子糾纏,達到每分鐘數萬字的閱讀速度與過目不忘;同時「量子觸療」也開始出現,標榜透過徒手接觸治療、呼吸技巧與思維練習,即可運用來自宇宙天地的高頻能量。更具爭議的案例還有運用量子力學來支持「順勢療法」,以及坊間原本就已相當具爭議的各種催眠流派,更試圖利用量子力學,推出像是「量子催眠」的概念,形塑成一個看似具有嚴謹科學基礎的領域,但其實只是一個更荒謬的騙局罷了。

這類量子產品與服務可稱作「量子神祕主義」。這種概念源於20世紀後期的科技快速發展,借鏡了科學詞彙而興起的量子療法與能量療法等概念,又取徑了東亞傳統醫學等能量與精神觀點,而在替代療法的領域中開始盛行。

我們以目前在臺灣社會蔚有聲量的「花精」與「芳療」為例即可窺見,替代醫學在當代臺灣社會如何「典範轉移」成量子神祕主義的一部分。花精,或更精確地指稱「巴哈花精療法」,在20世紀初期被提出,被視為一種能作為情緒治療或改善情緒的替代療法。常被敘述成將花卉、太陽等自然的「能量」,儲存在水或酒之中,在使用時能帶來情緒上的舒緩或治療。芳療,或稱芳香療法、精油芳療,被愛好者強調起源於各古文明,今日則盛行於歐美的替代療法領域,主要將植物的芳香化合物,溶於油脂或有機溶劑,而能帶來疾病治療或改善等功效。

此類型的商品、服務與課程也早以在臺灣社會盛行數十年,主流醫學界、科學界多對此類療效宣稱不屑一顧。以花精或巴哈花精為例,在重要學術文獻資料庫「Web of Science」之中,截至去年底,僅有32篇研究文獻跟這個主題相關,而其中僅有一篇研究發現花精可能對大鼠心血管疾病有益,一篇發現可能對大鼠有抗焦慮作用,其餘的研究均對花精持負面評價,認為縱使有正面效益,也僅是安慰劑效應。

然而,2009年起芳香療法推廣者皮埃爾(Daniel Pénoël)提出了量子芳療一詞,他宣稱這樣的精油具有量子力學中的波粒二象性,而能夠進入人的意識之中達到療效。當然,這樣的論述經不起科學的驗證,在前述的學術文獻資料庫中,也完全搜尋不到任何研究文獻,顯見量子花精或量子芳療所宣稱的效益,毫無任何科學根據。

然而,2010年代,量子力學詞彙開始大量進入臺灣社會,在暢銷書榜單與圖書館中,從來不乏宣稱從量子力學得到生命之謎啟發的書籍。更須警覺與留意的是,許多標榜揉合量子與草藥的替代療法,其中知識的本質是把已具有爭議的花精與芳療,用東亞傳統文化的詞彙包裝,再以極其深奧的量子力學詞彙來解釋能量醫學或超自然的現象。為了增加說服力,這些領域的從業者,甚至會創造出看似國際性的學術研究機構、偽造出看似有審查機制的期刊與證照培訓制度,還甚至有租借醫學大學的會議室召開記者會,以對民眾營造出正式學術機構的假象。最後形成的量子亂象,是從傳統中醫的原理,到花精、精油等自然療法,甚至是寵物溝通或與民間信仰等超自然現象,都蹭上「遇事不決,量子力學」的胡言亂語。


量子科學的下一個世紀

量子神祕主義的亂象自然引發科學界的不滿,科學家聽到此類商品時,往往不屑一顧。但需留意的是,誤用量子的概念很可能在社會中對科學領域造成負面的影響。科學哲學家麥金泰爾(Alasdair MacIntyre)在他的著作《科學態度》(The scientific attitude: defending science from denial, fraud, and pseudoscience)中,提到順勢療法這樣的偽科學造成了巨額花費與延誤治療。它既不是科學,也並非傳統文化中的醫療,反而使得誤信偽科學者,同時失去了參與科學和傳統文化的機會。更重要的是,這類偽科學常將科學概念與文化概念夾雜使用以提升說服效果,卻嚴重欠缺邏輯、實證、否證、再現性、科學證據力界定等構成科學方法的核心原則,而使盲從者學到了錯誤的科學態度,甚至以這種錯誤的態度認識著世界,並影響著自己與社會的每一個決策。

雖然量子神祕主義這樣的偽科學,因標榜健康與治療而在市場占有一席之地。但事實上從量子力學的科學觀點來研究生物學,也是個正在發展的研究方向。近期「量子生物學」領域的研究發現在光合作用、鳥類的磁覺和嗅覺等主題,需要透過量子力學才能更理解其中的機制。因此,在可預期的未來,量子計算與各種運用量子力學的科技產品,勢必成為人類生活非常關鍵的科技基礎。此外,量子力學也將跨足其他學科,探究自然世界的未解之謎。

若說量子力學的前100年,開創了物理學的新領域與改變世界的嶄新科技,那麼等待量子力學的下個100年,大概是要一邊建構的未來生活的科技基石,一邊掃盲除魅讓公眾不再被量子亂象詐騙。

▲ 近年坊間出現宣稱源自量子力學的寵物溝通示意圖,量子寵物溝通課程兩天要價萬元以上。
(Adobe Stock)

延伸閱讀
1. Sephton, B. et al. (2023). Quantum transport of high-dimensional spatial information with a nonlinear detector. Nature communications, 14(1), 8243.
2. 林梵謹。幕後|《Q18量子預言》導演周美玲:科幻影集要基於科學事實,人性和量子一樣難以預測 ,劇夠。https://dramago.ptsplus.tv/articles/18609/
3. Lambert, N. et al. (2013). Quantum biology. Nature Physics, 9(1), 10–18.