研究分子在不同環(huán)境中的群體行為,對我們了解物質(zhì)的本質(zhì)至關(guān)重要。所以,對想要展開發(fā)現(xiàn)之旅的我來說,羅森鮑姆的實驗室無疑是最適合不過的起點。在這里,在超低的溫度下,一切都以慢動作上演,宇宙最基本成分的真正本質(zhì)說不定會因而被披露。我想要找到證據(jù),證明物理宇宙的組成部分(我們認為已經(jīng)全部認識到的)是可以發(fā)生根本改變的。我也好奇,觀察者效應之類的量子行為會不會發(fā)生在次原子的世界之外,即發(fā)生在日常生活的世界。古典物理學認為,世界上的所有物體與生物都是不可逆轉(zhuǎn)的事實,最終化的集合,只有透過牛頓物理學的“蠻力”,才可加以改變。但羅森鮑姆在他制冷機里取得的發(fā)現(xiàn),說不定能提供重要線索,說明世界上所有的物體與生物如何由意念的能量所影響,甚至最終改變。
根據(jù)熱力學第二定律,宇宙中的任何物理過程,都是從較大的能量狀態(tài)漸減為較小的能量狀態(tài)。例如,投擲一塊石頭到河里會產(chǎn)生漣漪,但漣漪會逐漸變小,最終停止。一杯熱咖啡放久了必然變冷。任何事物都會不可避免地分崩離析,換言之,任何事物的旅程只有一個方向:從有序走向無序。
但羅森鮑姆相信,事情未必絕對如此。根據(jù)他近年對無序系統(tǒng)的研究,某些物質(zhì)在某些環(huán)境下會違背“無序狀態(tài)法則”,也就是變得緊密而不是分崩離析。物質(zhì)可以向相反的方向行進,即可以從無序走向有序嗎?
在十年的時間里,羅森鮑姆和他在詹姆斯·弗蘭克研究所的學生一直對一小塊氟化鋰鈥鹽進行研究。在他的制冷機里放著那樣一片完整的玫瑰色結(jié)晶,它比筆尖還要小,被包裹在兩層銅線圈里。羅森鮑姆對自旋玻璃做過多年實驗以后,被這些令人眼花繚亂的小標本所吸引,他們是地球上最自然的磁性物質(zhì)之一。當它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被改變得面目全非,變成一種無序物質(zhì)之后,這一特質(zhì)最適合用來研究無序狀態(tài)。
羅森鮑姆首先命令實驗室的工作人員,將鈥、氟和鋰(周期表里的第一種金屬元素)相結(jié)合,制出結(jié)晶。結(jié)合出來的氟化鋰鈥鹽協(xié)調(diào)一致、可以預見,是種高度有秩序的物質(zhì),每一個原子就像微型羅盤一樣,全都指向北方。羅森鮑姆蓄意破壞鹽塊的原始結(jié)構(gòu),交代實驗室一次一點,挖掉里面許多的鈥原子,改放入釔(一種不具天然磁力的銀色金屬元素),最后得出奇怪的合成物,一種稱為“四氟化釔鋰鈥”的鹽。
在除去合成物幾乎所有的磁性成分后,羅森鮑姆創(chuàng)造出一種自旋玻璃合成物,這里頭的原子全都指向各自喜歡的方向。他通過非計劃性的方式,漫不經(jīng)心地創(chuàng)造出詭異的新化合物,靈活地操作類似鈥這種元素所擁有的基本特性,這個過程有點類似最終以物質(zhì)來控制物質(zhì)本身??恐@種新的自旋玻璃合成物,羅森鮑姆幾乎可以全憑喜好改變合成物的特性:讓所有原子都指向同一個方向,或是以某種隨機模式冷凍它們。
然而,羅森鮑姆的無所不能卻碰到了限制,這種鈥混合物以某種方式自行運作,而不是按其他規(guī)則。有一件事情他無法做到,那就是使它們遵守基本的熱力法則。不管他把制冷機溫度降得多低,里面的原子就是拒絕按照指定的方向排列,它們就猶如一支不肯齊步走的軍隊。如果說羅森鮑姆對自旋玻璃來說是萬能的上帝,那合成物就是不聽話的亞當,倔強地拒絕遵守上帝設(shè)定的最根本的法律。