Saturday, December 24, 2011

宇宙的精灵 #12.2



意大利的科莫市坐落在阿尔卑斯山脚,市里有欧洲第三大湖、也是意大利最美丽的湖泊——科莫湖,旖旎的湖光山色使这座城市成为一个旅游胜地。这个美丽的城市曾诞生了意大利伟大的物理学家伏打(Alessandro Volta),他发明了人类的第一个电池,因此他的名字成了我们今天的电压单位。19279月,为纪念这位伟人逝世100周年,在科莫市召开一次世界物理学峰会,让物理学的巨星们到这里聚光,增加这座城市的荣耀,昭示新世纪的物理学的新的辉煌,也让我们的物理大师们有个机会在灵山秀水之间来一次精神聚餐,当然也不排除作一次公费旅游。

波尔和海森堡当然是被邀嘉宾。五月中旬,他们之间已经达成表面的和解。波尔承认海森堡的不确定关系式是量子力学的一个基本公式,而海森堡同意波尔关于伽马射线显微镜实验的解释,并同意在即将发表的论文《论量子理论的运动学和力学的直观内容》后加个附注:“波尔一直关注几个被我忽视的要点,其中最主要的是认识到,观察中的不确定性同时与波粒二相性有关,而不是或者只起源于不连续的粒子,或者只起源于连续的波。”

但是显然双方暗地里还在较着劲。海森堡不满意波尔在波粒之间和稀泥的态度,在5月份给泡利的信中,海森堡说“有人”兼容波粒的观点,“他就能毫不惧怕矛盾地做任何事。”这个“有人”明显指的波尔,可见对承认波粒二相性还心有不甘。6月份,在海森堡的再三请求下,波尔把海森堡的不确定性论文副本寄给爱因斯坦,但在附信中声明,他对这个问题另有看法,将见诸专门的论文。这当然是指互补原理,这个从挪威滑雪时就形成的观点,到现在还不能形成文字。题目确实太大了,而且现在没有合适的谈话对象,海森堡顶着牛,其他人水平又不到。

科莫会议就成了互补原理的催生剂。波尔那性格活泼的弟弟哈拉德显得比哥哥还积极,撺掇哥哥无论如何把互补原理在会议上拿出去。在他的催促下,波尔勉为其难地在会前写了一篇短文,打算寄给英文的《自然》杂志。写完文章,波尔连夜携玛格丽特赶火车去科莫,把稿子留在研究所让同事于第二天寄出。不想忙中出错,到了火车站才发现护照落在所里。只好打道回府,取上护照再赶第二天清晨的班次。这回可好,该拿的护照倒是拿了,不该拿的稿子也顺手牵羊给带走了——第二天克莱因(波—海之争的战友)要寄稿子却找不到了。不过后来证明,这是坏事变成了好事——这篇稿子似乎离成熟还很遥远。

科莫会议群星荟萃,出席的有洛伦兹,普朗克,索末菲,玻尔,玻恩,泡利,海森伯,德布罗意,康普顿,费米,冯·诺依曼,除了后面二位都是熟悉的名字(不要心急,这二位马上就会熟悉了),但也有两个熟悉的名字没有出现——爱因斯坦、薛定谔,这二位当然是被邀请之列,但都因故不能前来。而这二位的缺席,就注定了科莫会议是一个团结的大会,胜利的大会,风和日丽,波澜不兴,如美丽的科莫湖一样。此话怎讲?自从薛定谔和泡利的波动力学和矩阵力学的等价性证明以及狄拉克—约尔当变换出来以后,波动和矩阵的对峙已经变得不那么重要,矛盾正深层化发展。经典情结对哥本哈根派的怪招迭出越来越不能忍受,这些家伙就像可恶的“拆迁办”一样,一处接一处地捣毁古老的圣殿,现在已是满目疮痍,该是挺身而出,断喝“STOP”的时候了。如果一定要分个派别,就权且叫作现代派和经典派吧。而这二员大将,正是经典派的首领。科莫会议经典派群龙无首,现代派一言堂,能不“团结胜利”吗?

波尔在会上发表了题为《量子公设和原子理论的新近发展》的演讲(史称“科莫演讲”),首次公布了互补原理思想。波尔尽管有强烈地表达欲,却难说是个优秀的演说家,分贝太低,还口音不准,加上思想深邃,其效果只能是以其昭昭,使人昏昏。波尔演讲进入投入状态,就只知道自己想什么,不知道讲了什么,听上去就经常只有状语而没有主句——“因为……所以……”。那空缺的地方,恐怕只有他肚子里的蛔虫才听得到。于是“科莫演讲”无香无臭,既没有引起热烈的追捧,而由于爱-薛的缺席,连反对的声音都听不到。

毕竟还有“肚子里的蛔虫”听到了,并且作出了强烈地反应。海森堡在会场中站起来,旗帜鲜明地表态支持波尔的诠释。后者在演讲中提出不确定性关系式应提升到原理的地位,这让海森堡获得了心理平衡。再就是泡利。玻恩的感觉真准,跟泡利一起开会你就甭想假公济私搞什么公费旅游。会后大家都去欣赏科莫的湖光山色,波尔就遭罪喽!在旅馆里泡利对波尔又是一顿无情地狂轰滥炸,同时也对他的处境深表“同情和理解”(克莱恩语)。得,为老师两肋插刀。在泡利的积极协助下,那篇未寄出的稿子用德文重新写了一遍,当然经过泡利的批判,比原先的要完善得多了。这样一来,波尔一回到哥本哈根,文章就可以打印寄给德文的《自然科学》,英译文几乎同时寄给了英文的《自然杂志》。

很快,1927年10月,海森堡就赴莱比锡大学当教授去了,奥斯卡·克莱恩(Oskar Klein)接替了海森堡这个助手的位置。据克莱恩说,稿子的寄出仅仅是一个开端,之后,整个研究所都为修改文章清样而努力。这项工作一直持续到了1928年的春天。真是千锤百炼呐!

科莫的风平浪静只是个假象,不过是留点时间,给现代派作最后的弥合,也让经典派准备粮草弹药。预告——经典派和现代派的第一次世界大战一个月后爆发!

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