1927年·比利時·布魯塞爾 布魯塞爾深藍(lán)的天空透徹?zé)o痕。時隔多年,愛因斯坦又來到了這里——參加第五次索爾維會議,本次的主題議程是“電子和光子”。但誰都知道,實(shí)際上,這是為了量子論準(zhǔn)備的論壇。 星期一的清晨,在勞倫斯·布拉格和康普頓分別做完關(guān)于X 射線的實(shí)驗(yàn)報告和康普頓實(shí)驗(yàn)以及其和經(jīng)典電磁理論的不一致的報告之后,各路物理界明星紛紛登場。 量子力學(xué)的怪杰德布羅意首先作了報告。他的題目是《量子的新力學(xué)》。 報告回顧了薛定諤關(guān)于波動力學(xué)的工作和玻恩的幾率詮釋,然后他提出了這樣一個問題:“我認(rèn)為目前波動力學(xué)中的首要問題,就是這個:粒子與波之間應(yīng)該有什么聯(lián)系呢?如果已知粒子的初始位置,那么用我的粒子速度導(dǎo)引公式可以得到粒子的運(yùn)動,如果初始位置未知,那么用波函數(shù)也可以得到粒子在空間給定位置的幾率。通過導(dǎo)引公式?jīng)Q定了粒子在空間的軌道,能給出粒子精確的位置和速度值。它不僅是個幾率波,也是導(dǎo)波?!钡虏剂_意強(qiáng)調(diào),這就是自己這些天來的思考結(jié)果——導(dǎo)波理論?!安⑶?,粒子實(shí)際上是受到波的控制和引導(dǎo)的?!?/p> 可是反應(yīng)平平。很少人表示支持,倒是一向直言快語的泡利尖銳的指出:“德布羅意先生,我不得不反駁一下,要按照統(tǒng)計結(jié)果來說,你的說法還有點(diǎn)靠譜,但是,如果考慮到彈性碰撞,這個理論就不堪一擊。實(shí)話講,這和量子理論根本就不相容。你想回到經(jīng)典理論的框架里,這是歷史車輪倒轉(zhuǎn)!” 德布羅意沒想到對方一上場就這么火藥味兒十足。他試圖舉個經(jīng)典光學(xué)的例子來說明自己的正確,但是就連他自己在說完這個例子后都有點(diǎn)懷疑,莫非把導(dǎo)波想象成一個真實(shí)的物理場,這種想法是錯誤的? 接下來,輪到玻恩和年輕的海森堡。 這時候,二人剛剛完善了矩陣?yán)碚?,他們在演講里詳細(xì)介紹了這個理論,還提到了測不準(zhǔn)關(guān)系。 結(jié)束語是很有挑釁性的。 “我們認(rèn)為量子力學(xué)是一個完備的理論,它的基本的物理和數(shù)學(xué)假設(shè)是不容許進(jìn)一步加以修改的?!?/p> 愛因斯坦聽到這里,忍不住皺起了眉,但他不發(fā)一言。 至此,討論會的氣氛已經(jīng)有些緊張了。薛定諤下一個上臺,他簡單的介紹了波動力學(xué),還為德布羅意說了幾句話,但翻來覆去還是那些舊的觀點(diǎn),就連德布羅意都不太同意。 泡利露出嘲諷的神情,悄聲說了一句:“幼稚?!焙It直接評論說:“但是薛定諤先生,你的計算可沒證明你的理論啊?!?/p> “只是計算不令人滿意,但這個理論比電子軌道那種胡扯要正確的多?!?/p> 年輕氣盛的海森堡正要反駁,玻恩則冷靜的微笑著回應(yīng):“可惜,那并不是胡扯?!?/p> 不和諧的味道越來越濃厚,德高望重的洛倫茲開始發(fā)言。 他承認(rèn)海森堡的理論有一定道理,“就我沒有談到過的基礎(chǔ)現(xiàn)象而言,我依然保持我對決定論的信仰,”老人的眼睛掃視眾人,“但是不是還有更深邃的精靈,足以描述那些粒子的運(yùn)動?非決定論在原則上是不可避免的嗎?” 他看向玻爾的座位:“玻爾先生,我邀請您來做發(fā)言?!?/p> 玻爾等這一時刻很久了。是的,上次的科莫會議,愛因斯坦沒來,這已經(jīng)給自己留下了遺憾,這次,一定要當(dāng)面將自己的互補(bǔ)原理講給他聽。 “我們都知道,經(jīng)典物理學(xué)中,是無需考慮觀察對象與儀器間的關(guān)系的,但在量子物理學(xué)中,這種相互作用卻形成現(xiàn)象的一個不可分割的部分。因此真正量子現(xiàn)象的無歧義的說明,必須包括對于實(shí)驗(yàn)裝置之一切有關(guān)特點(diǎn)的描述。根據(jù)量子理論,在同樣的安排和實(shí)驗(yàn)條件下,能夠發(fā)生各種不能預(yù)期的個體量子過程,因而在宏觀儀器上可以測到各種不同的現(xiàn)象。雖然這些現(xiàn)象之間存在統(tǒng)計的關(guān)系,但這和經(jīng)典的統(tǒng)計力學(xué)有根本的不同。在量子物理中,不管哪一種數(shù)學(xué)形式都存在人們關(guān)于微觀客體的知識隨時間演變的規(guī)律,但它不是通常所說的因果律。所以,人們必須放棄決定論,而把幾率看成是本質(zhì)的?!?/p> 他期待的看向愛因斯坦,這是他第一次聽到自己的互補(bǔ)理論。 “一些經(jīng)典概念的應(yīng)用不可避免的排除另一些經(jīng)典概念的應(yīng)用,而這‘另一些經(jīng)典概念’在另一條件下又是描述現(xiàn)象不可或缺的。必須而且只需將所有這些既互斥又互補(bǔ)的概念匯集在一起,才能而且定能形成對現(xiàn)象的詳盡無遺的描述?!?/p> 但是愛因斯坦只是露出沉思一般的神情。他依舊不發(fā)一言。 玻爾失望的走下講臺。 布里淵首先評論了這個理論,在他發(fā)言的時候,德布羅意忍不住向他點(diǎn)頭致意——正是布里淵的工作給了自己啟發(fā),令自己得出了物質(zhì)波理論。 比利時物理學(xué)家泰奧菲勒·德·頓德爾也對此做了發(fā)言,接下來,是玻恩上場了。 他早看出玻爾的期待,也將愛因斯坦的沉思盡收眼底,所以他第一句就提到了愛因斯坦,在成功的吸引了他的注意后,他問出了這個問題:“現(xiàn)象的粒子特性怎樣才能同用波動來表示這個現(xiàn)象調(diào)和起來呢?”然后,自問自答,他以“波包塌縮”概念來解釋。 拋磚引玉的工作已經(jīng)做完了,玻恩看著愛因斯坦:這下子,你必須得說點(diǎn)什么了吧。 “請?jiān)?,各位,”愛因斯坦終于發(fā)聲了,“我沒有深入研究過量子力學(xué),但我還想談?wù)勎业目捶?。我認(rèn)為物理體系的‘實(shí)在狀態(tài)’是切實(shí)存在的,它不依賴于觀察量或量度而客觀地存在,并且原則上是可以用物理表示方式來描述的。” “我想提一個實(shí)驗(yàn)。”愛因斯坦在黑板上畫了起來。 他設(shè)想了一個帶有小孔的屏,孔上有活門。由經(jīng)典力學(xué)關(guān)于兩體問題的能量一動量守恒定律,可以算出活門和穿過此孔射向屏右邊的粒子之間的動量轉(zhuǎn)移,進(jìn)而可能得到平行于屏的動量分量的精確值,因此粒子的位置亦可由孔徑任意精確地確定。 愛因斯坦認(rèn)為這個實(shí)驗(yàn)可以提供一個精確的時空坐標(biāo),同時又能提供對此過程中能量和動量交換平衡的詳細(xì)說明,這就能很好的反駁波函數(shù)的幾率解釋。 “目前,由于量子理論的應(yīng)用領(lǐng)域的不同,人們可以從兩種不同的觀點(diǎn)來看量子理論: 一種是德布羅意和薛定諤曾表述過的,這里沒有‘單個電子’,而是‘一團(tuán)電子云’,它是實(shí)際存在的。第二種如你們所說,” 愛因斯坦指指玻恩一行人,“的確有一個電子,但電子本身不擴(kuò)散到空中,擴(kuò)散的只是它的幾率波。我不得不說,從集合的觀點(diǎn)看,第二種觀點(diǎn)包含了第一種觀點(diǎn),但我反對第二種看法?!?/p> 會場內(nèi)變得極為寂靜。玻爾知道,正面交鋒的時刻到了。 “第二種看法過于強(qiáng)調(diào)了隨機(jī)性。許多人也把量子力學(xué)看成關(guān)于單個過程的完備理論。但請諸位想想,如果真如第二種看法所說,同樣的過程豈不會產(chǎn)生許多不同結(jié)果?再回到我剛才說的實(shí)驗(yàn),如此一來,感應(yīng)屏上的許多區(qū)域就要同時對電子的觀測瞬間做出反應(yīng),這似乎暗示了一種超距作用,可大家都知道,按照相對論的理論,沒有什么能超越光速。這是違背相對論的?!?/p> “但是愛因斯坦先生,”玻爾反應(yīng)迅速:“按照你的說法,對孔徑的進(jìn)一步考察可以自然地給出測不準(zhǔn)關(guān)系式。而且,你怎么避免電子與狹縫邊緣的相互作用?” “好,我承認(rèn)用確定位置坐標(biāo)的同一系統(tǒng)來精確測量動量是不可能的?!倍虝旱捏@訝后,愛因斯坦很快拿出了第二個方案。 “那讓我們用分開的裝置來進(jìn)行測量,一個測位置,一個測動量怎么樣?” 愛因斯坦又設(shè)計了一個電子通過雙狹縫干涉的理想實(shí)驗(yàn),如果入射粒子流非常微弱,以致于可以認(rèn)為某一時刻只有一個粒子穿過實(shí)驗(yàn)裝置,那么粒子的坐標(biāo)和動量就可以在超出測不準(zhǔn)關(guān)系范圍的精度上被測定,如此就可以確定電子的確切的位置。 玻爾皺起眉。會場里的每個人都注視著這兩個量子時代的偉大旗手。 他沉思了好一會兒,忽然,一絲笑意浮上臉頰:“但是愛因斯坦先生,如果你關(guān)上其中任何一個狹縫,實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)就完全改變了!當(dāng)雙狹縫開啟時,即便電子是一個一個發(fā)射的,但到了最后,屏上還是會形成干涉條紋。但假如輪流開啟狹縫,雖然可以得知電子究竟經(jīng)過了哪個狹縫,卻無法看到干涉條紋了。可以說,”玻爾的笑意更深了:“你的這個實(shí)驗(yàn),恰恰提供了一個關(guān)于波粒二象性互斥描述和互補(bǔ)概念運(yùn)用的典型?!?/p> 愛因斯坦目瞪口呆。 他心中一直覺得,量子物理學(xué)展示了非常復(fù)雜的過程,為了適應(yīng)這些過程,可以擴(kuò)大和改善我們的因果性概念。但是,未來同過去一樣,它的每一細(xì)節(jié)都是必然的和確定的。 甚至在給友人的書信中,他也有些哀傷的說:“我必須承認(rèn),在這里我對自己的信仰缺乏勇氣。但是,要放棄完全的因果性,我會很難過的。” 討論很快就變成了一場愛因斯坦和玻爾之間的決斗,雙方唇槍舌劍,你來我往,直至當(dāng)天的會議結(jié)束。 可是“戰(zhàn)火”沒有平息,在接下來的幾天里一直延伸。 愛因斯坦仍堅(jiān)持認(rèn)為,量子力學(xué)只能描述處于相同環(huán)境中為數(shù)眾多而又彼此獨(dú)立的粒子全體,而不能描寫單個粒子的運(yùn)動狀態(tài),因?yàn)閱蝹€粒子的運(yùn)動狀態(tài)必須是決定性的,而不能是統(tǒng)計幾率性的。因此,現(xiàn)有的量子力學(xué)理論是不完備的。 玻爾則堅(jiān)持實(shí)證論,他認(rèn)為量子世界是虛幻的、不真實(shí)的,只有對量子世界進(jìn)行了測量之后的結(jié)果才是真實(shí)的。所以玻爾認(rèn)為,現(xiàn)有的量子力學(xué)理論并沒有問題,它恰好可以計算這個復(fù)雜的量子世界,而且符合實(shí)際。 每天,當(dāng)大家在旅館的餐廳用早餐時,辯論就開始了。愛因斯坦一邊吃香腸一邊對玻爾說:“我昨天想到了新的實(shí)驗(yàn),”不容分說,拿起盤子碟子比量起來。玻爾通常沉默的傾聽,然后一行人又邊聊邊去會場。 海森堡和泡利走在后面,跟著玻爾和愛因斯坦。在他們眼中,這兩個神話般的物理學(xué)巨人的哲學(xué)態(tài)度是如此迥異,簡直就是一種鮮明對比。偶爾,兩個少年也會在數(shù)學(xué)表達(dá)結(jié)構(gòu)方面插幾句話。然后,大家就再次陷入沉思。這些來自玻爾的研究所的年輕人們會一起討論,于是到了傍晚的時候,玻爾就想到了方法,他就在晚餐時把它們分析給愛因斯坦聽。 愛因斯坦聽著,心里很不服氣。 但竟然無法反駁。 可這些人,真的要放棄因果律嗎?難道他們真的認(rèn)為世界的本質(zhì)就是隨機(jī)的?雖然眼下只能用概率來描述粒子的行為,但這不是因?yàn)槭澜绫旧砭蜔o法確定——只是因?yàn)榻忉屖澜绲睦碚撌遣煌晟频亩眩欢ㄓ幸粋€真正的理論,隱藏在這些表象之后。 終于在一次晚飯后,愛因斯坦憤怒的放下刀叉,忍無可忍的對著玻爾說了那句著名的格言:“上帝不擲骰子!” 玻爾:“但,不確定性也是自然的一部分?!?/p> 玻爾和愛因斯坦共同的好朋友埃倫費(fèi)斯特說了公道話:“愛因斯坦,你看起來就像那些當(dāng)年反對你相對論的人。你現(xiàn)在就用這樣的態(tài)度對待量子論。” “可我不會放棄連續(xù)性和因果性的?!?/p> 玻爾:“愛因斯坦,你在想什么?是你將革命性的光量子的概念帶到我們面前?!?/p> “玻爾,別說了。人家還以為我們本來是觀念一致的人呢??赡闱疲覀兊姆制邕@么大,簡直沒有任何共同語言?!睈垡蛩固共灰啦火垼骸傲孔永碚摰慕y(tǒng)計特征,發(fā)現(xiàn)物理實(shí)在的所有特征的不可能性,全都是因?yàn)槿藗兊臒o知造成的,隨著時間推移,人們總會認(rèn)識深入。物理學(xué)家們不但要預(yù)測一個事件發(fā)生的概率,還要發(fā)現(xiàn)它是否一定會發(fā)生?!?/p> “但你應(yīng)當(dāng)看清現(xiàn)實(shí),其實(shí)我和你一樣,我也認(rèn)為世界應(yīng)該是局域的、確定的,但測量是關(guān)鍵,測量中發(fā)生了波包塌縮,是波包塌縮讓‘不確定’變成了‘確定’,‘非局域性的變成了‘局域性的’?!?/p> “不,我絕不會接受這種觀念。量子力學(xué)是堂皇的,但有一種內(nèi)在的聲音告訴我,它還不是真正的東西。它說的再多,也不是真的,也沒有使我們接近那個惡魔的秘密,哪怕只接近一點(diǎn)點(diǎn)。”
會議從10 月24號開到了29 號,開了6 天。上帝造世界也只用了6天而已,物理學(xué)家們,討論的已經(jīng)夠多了。 1930年·比利時·布魯塞爾 轉(zhuǎn)眼,就到了1930年。還是同樣紅葉綴滿的秋天,還是風(fēng)光宜人的布魯塞爾。 這次,愛因斯坦有備而來。 會議開始沒多久,他就向眾人提出了一個思想實(shí)驗(yàn)——“光子盒”。 “這個實(shí)驗(yàn)將證實(shí),測不準(zhǔn)關(guān)系的核心公式是不成立的?!睈垡蛩固怪比胫黝}。 光子盒也是一個理想的實(shí)驗(yàn)裝置。這是一個一側(cè)有一個小洞的盒子,在洞口處有一塊擋板,里面放了一只能控制擋板開關(guān)的機(jī)械鐘。小盒里裝有一定數(shù)量的輻射物質(zhì)。這只鐘能在某一時刻將小洞打開,放出一個光子來。這樣,它跑出的時間Δt就可精確地測量出來了。 與此同時,小盒懸掛在彈簧秤上,小盒所減少的質(zhì)量Δm,也即光子的質(zhì)量便可直接測得,然后利用質(zhì)能關(guān)系E=mc^2便可得到能量的損失。這樣,時間和能量都同時測準(zhǔn)了,ΔE Δt = h,由此可以說明測不準(zhǔn)關(guān)系ΔEΔt > h是不成立的。 描述完了他的光子盒實(shí)驗(yàn)后,現(xiàn)場一片寂靜。 玻爾顯然是驚呆了。那一整天,他都魂不守舍。 愛因斯坦得意洋洋,似乎終于報了三年前的“大仇”,晚飯后,就心滿意足的在房間拉起了提琴。 而玻爾獨(dú)自坐在旅館里思考著,他點(diǎn)燃自己的大煙斗。點(diǎn)了又滅,滅了又點(diǎn),火柴一根一根的散落,煙葉可還一點(diǎn)沒抽呢。忽然,一個念頭在火光明滅中越發(fā)閃亮起來,玻爾注視著火苗,興奮地站了起來。 第二天,當(dāng)愛因斯坦再次見到玻爾時,忍不住有點(diǎn)疑惑。 他這個人,平時總顯得那么呆滯,怎么這次,有了這么鮮活的神情? 莫非他想到了反駁我的辦法? “如果這個裝置真如愛因斯坦先生所說,那么我們可以做如下推想?!辈栆岔樖衷诤诎迳袭嬃似饋怼?/p> “光子跑出后,掛在彈簧秤上的小盒質(zhì)量變輕即會上移,根據(jù)愛因斯坦先生的廣義相對論,如果時鐘沿重力方向發(fā)生位移,它的快慢也會發(fā)生變化,這樣的話,那個小盒上機(jī)械鐘讀出的時間就會因?yàn)檫@個光子的跑出而有所改變。換言之,用這種裝置,如果要測定光子的能量,就不能夠精確控制光子逸出的時刻。如果一個光子跑出,箱子輕了Δm,用彈簧秤稱,再設(shè)置零點(diǎn),設(shè)位移為Δq,而根據(jù)廣義相對論的紅移效應(yīng),箱子在引力場移動Δq,Δt也相應(yīng)改變ΔT,由此我們可以計算:ΔT>h/Δmc^2,再代入E=mc^2得ΔEΔT > h,正好得到了測不準(zhǔn)關(guān)系式! 以彼之道還施彼身! 玻爾居然用愛因斯坦廣義相對論理論中的紅移公式,推出了能量和時間遵循的測不準(zhǔn)關(guān)系! 但是愛因斯坦仍沒有被輕易說服,雖則整個會議中,他看起來都有些魂不守舍。 “好,我承認(rèn),你們的量子力學(xué)的解釋不存在邏輯上的缺陷。它也許是自洽的,但是,”愛因斯坦話鋒一轉(zhuǎn):“它還不完備!完備的理論應(yīng)包含確定性,實(shí)在性,和局域性,所以我還無法完全認(rèn)同?!?/p> 玻爾卻知道,自己贏的有點(diǎn)驚險,而且,用廣義相對論來推出測不準(zhǔn)原理,這還有很多細(xì)節(jié)亟待說明。愛因斯坦說不定很快就會看出其中的破綻了。 他們都是樂觀的人,認(rèn)為一定有一個真相在前方等著,只待被揭開。因此他們的眼睛永遠(yuǎn)看向前方,他們所關(guān)注的,永遠(yuǎn)是那些尚未理解的知識。 1935年·美國·普林斯頓 1933年第七屆索爾維會議上,愛因斯坦沒能出席。戰(zhàn)爭破壞了物理學(xué)家的日常生活,他翻山跨海,到了大洋彼岸的美國去。 因而在那次會議上,當(dāng)玻爾宣讀完自己的理論,卻發(fā)現(xiàn)少了那個質(zhì)疑的人時,心中總有一份落寞。 愛因斯坦在普林斯頓仍沒有放棄自己的觀點(diǎn),他意識到目前為止無法駁倒測不準(zhǔn)關(guān)系,但能不能從更普遍、更原則的方面來論證現(xiàn)有形式下的量子力學(xué)對物理實(shí)在的描述是不完備的? 他找了兩個助手:鮑里斯·波多爾斯基(Boris Podolsky)和納森·羅森(Nathan Rosen),他們一起撰寫了一篇文章:《量子力學(xué)對于物理事實(shí)的描述是完備的嗎?》于1935年發(fā)表于《物理評論》雜志上,并選取三人名字的首字母,署名為EPR論文。 這篇論文中描述了一個佯謬,后人將其稱為“EPR佯謬”。 論文首先提出理論完備性的必要條件:物理實(shí)在的每個要素都必須在物理理論中有它的對應(yīng)。即,如果不對一個物理體系進(jìn)行干擾,我們就能確定地預(yù)測一個物理量的值。 在這篇論文里,他們又提出了一個理想試驗(yàn),并通過對一個特殊的物理體系的分析得出結(jié)論:在兩個曾經(jīng)發(fā)生但早已不再發(fā)生相互作用的體系中,通過觸動其中的一個體系,可以影響另一個體系,而這另一個體系是不再和第一個體系有什么關(guān)聯(lián)的。他們想象了這樣一種情況:一個不穩(wěn)定的大粒子衰變成兩個小粒子,之后兩個小粒子向相反的兩個方向分開。而我們知道粒子都是有自旋的性質(zhì)的。現(xiàn)在假設(shè)粒子有兩種可能的自旋,“左”和“右”,那么,如果粒子A的自旋為“左”,粒子B的自旋便一定是“右”,這樣才能使整體守恒。但詭異的地方出現(xiàn)了,它們分開的時候,假設(shè)粒子A立刻隨機(jī)地作出決定,選擇“左”旋。考慮到守恒理論,B粒子就必須是“右”旋。 但是,剛分隔的時候它們可以及時相互通信,使得B粒子得知A粒子的選擇,假若將他們分隔在宇宙兩端呢? 這種信息,又怎么才能瞬時傳遞過去?要是真的傳遞了,豈不是超越光速了?光速可是我們宇宙的極限,沒有什么能超過它。如果這種情況發(fā)生了,那可就太不可思議了,簡直是“幽靈式(spooky)的超距作用”(愛因斯坦語)。他胸有成竹:因此,玻爾和他的朋友弟子們對量子論的幾率解釋是不成立的。 薛定諤讀了這篇論文后,給了這種特殊量子行為一個形象的名字:糾纏。 玻爾初次看到這篇論文時,心中竟然有種喜悅——不管怎么說,這位老對手終于又出招了。深入思考之后,他先寫了名為《量子力學(xué)和物理實(shí)在》的文章,反駁EPR文章中判定何謂物理實(shí)在的判據(jù)。然后他接連出招,不到一個月,就給《物理評論》寄去了論文。 孩子氣的玻爾竟然取了和愛因斯坦一樣的題目:《量子力學(xué)對于物理事實(shí)的描述是完備的嗎?》。他更詳細(xì)的闡明了自己的“互補(bǔ)性觀點(diǎn)”,反駁EPR的物理實(shí)在觀,聲稱必須把復(fù)合體系看成單一的不可分離的整體,而且反駁了EPR佯謬的理想試驗(yàn):實(shí)驗(yàn)裝置工作的結(jié)果并不告訴我們關(guān)于想要觀察的體系的知識,而只告訴我們實(shí)驗(yàn)裝置本身的整個情況。他對著大洋彼岸的愛因斯坦隔空喊話:你說量子力學(xué)對物理實(shí)在的描述是不完備的,不,我恰恰認(rèn)定它是完備的。 在微觀的實(shí)在世界中,觀測是個非常重要的概念。而波函數(shù)描述的是一個互相關(guān)聯(lián)的整體,這兩個粒子雖然分隔開來,但他們還是一個物理體系整體,也根本不需要傳遞信息! 玻爾和愛因斯坦,孰對孰錯?怎么驗(yàn)證他們各自的理論? 之后的許多年里,人們猜測紛紛,玻爾和愛因斯坦也在各自的人生路上浮浮沉沉,他們恰似兩顆“糾纏”的粒子,也同樣保持著兩個相反的方向。 愛因斯坦仍沒有放棄自己的想法,雖然,他到了普林斯頓以后,漸漸的很少再涉獵量子力學(xué)了。 玻爾卻將這個理論發(fā)揚(yáng)光大。一代又一代新人們加入到這個潮流中來,量子力學(xué),為人類帶來了新的技術(shù)革命。 花落花開,花開花落,少年子弟江湖老,那些激烈的爭論已經(jīng)過去很久,卻猶在眼前。 那時已是1948年,愛因斯坦已經(jīng)快70歲了。世界發(fā)生了天翻地覆的變化,轉(zhuǎn)眼又是新人輩出的黃金時代,一如從前。 那時候,是年輕的費(fèi)曼最春風(fēng)得意的時期,他開創(chuàng)了用路徑積分來表述量子力學(xué)的方法,他的老師惠勒非常欣賞,禁不住有點(diǎn)得意的拿著論文去問愛因斯坦: “他做的怎么樣?我想現(xiàn)在,你總該相信量子力學(xué)的正確性了吧!” 等待他的只有沉默?;堇湛吹綈垡蛩固沟难凵癜档艘幌?,臉色昏沉。 過了很久,他得到了這樣一句: “沒錯,也許我的確弄錯了一些事情,可是,”愛因斯坦的神情依然像二十多年前一樣堅(jiān)定。 “我仍不相信,上帝會擲骰子!” 而玻爾則度過了波瀾壯闊的一生。他經(jīng)歷了事業(yè)的輝煌,喪子的巨痛,戰(zhàn)爭陰云的裹挾,愛徒海森堡的背叛。如今,歷盡千帆,他只是一個安詳?shù)睦先恕?/p> 那是1962年的11月17日,他像往常一樣,長久的,凝視著他房間黑板上畫的一個盒子。 那是當(dāng)年愛因斯坦畫過的,用來解釋自己的光子盒理論——那是他們爭辯的產(chǎn)物,是他們曾向著心智征服的明證。 念念不忘,必有回響。 第二天,玻爾在自己的家中去世。他活了77歲,幾乎見證了量子力學(xué)的整個發(fā)展進(jìn)程??伤詻]能知道,如何以實(shí)驗(yàn)來證實(shí)量子力學(xué)的完備性。 直到三十年后,36歲的約翰·貝爾想到了一個辦法。他決定用一個不等式來判定。如果它成立,就意味著現(xiàn)有的量子力學(xué)不完備。反之,如果它不成立,那么量子力學(xué)很可能就是完備的理論。于是,各種實(shí)驗(yàn)如火如荼的展開了,人們紛紛在各種基本粒子上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果,不等式不成立的占多數(shù)。可在所有這些實(shí)驗(yàn)中,都有各種各樣的漏洞,只要這些漏洞存在,就無法完全斷定量子糾纏現(xiàn)象是否真的存在。 而在最近﹐荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的科學(xué)家采用貝爾實(shí)驗(yàn)方法,證實(shí)相距1.3公里的成對電子之間存在“量子糾纏”。他們補(bǔ)全了貝爾實(shí)驗(yàn)中的兩個最重要的漏洞,將一組糾纏電子對分別禁錮于代爾夫特大學(xué)校園兩端相距1.3公里的兩個勢阱中﹐確保這兩個粒子之間沒有機(jī)會建立起“秘密”的聯(lián)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了量子糾纏現(xiàn)象。 玻爾和愛因斯坦這兩個人橫跨百年的爭論塵埃落定了嗎? 在五十年后,我們終于向著真相前進(jìn)了一大步。 “我們終將知道,我們必將知道?!?/p> ② 曹則賢:什么實(shí)驗(yàn)觀察逼出了量子力學(xué)? ③ 愛因斯坦與玻爾有關(guān)量子理論的曠世爭論宣告終結(jié) 本文原載微信公眾號“苔原”,獲作者王江山授權(quán)轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)載時有少量修訂。 投稿、提供新聞線索、轉(zhuǎn)載授權(quán)請聯(lián)系:iscientists@126.com 商務(wù)合作事宜請聯(lián)系:dll2004@163.com 更多精彩文章:您可以通過回復(fù)'年份+月份'的形式接收精彩往期文章,比如回復(fù)'201410'即可接收2014年10月份的所有文章。您也可以返回主頁點(diǎn)擊屏幕下方子菜單獲取最新文章、往期文章或直達(dá)賽先生微博。謝謝! 微信號:iscientists
|
|