Sunday, December 25, 2011

宇宙的精灵 #13.1


第十三章 月亮和骰子


量子共和国的建立,爱因斯坦居功至伟,可是现在他一点也高兴不起来。量子精灵,也就是我们现在说起来风光,爱因斯坦以前,她不过是一被普遍漠视的概念,是物理学辞海里的一个词,可能还是个生僻词。正是伟大的1905年,爱因斯坦第一次使量子变身为弥漫于整个宇宙的活灵活现的精灵,正是他把被生母遗弃在荒野的王子迎回了王宫。他的波粒二相性思想,更是量子精灵在微观世界显赫身份的皇诏天宪。现在,这个他看着长大的精灵终于惹来了一场大火,经典物理大殿在烈火中墙倾梁塌,他却感到了怅然若失。

屹立于经典物理的断垣残壁,凛冽的寒风吹乱爱因斯坦一头长发,岁月已在他的脸上刻下了皱纹,深邃的灰眼珠隐藏着对物理前途的忧虑。他不是旧朝的遗老遗少,他并不为旧体系的崩溃而神伤,让他痛心疾首地是,经典大殿里的两件宝物眼见着也伴着旧体系而黄钟毁弃,而这两件宝物并不专属于牛顿,它们是科学的精髓!想到这他不由得喃喃自语:“事情还没有定论,但愿牛顿方法精神能够使我们重新恢复物理实在与牛顿学说最深刻的特征——严格因果性之间的联系。”对,这两件宝物就是——实在性和严格的因果性。

贝索,曾是爱因斯坦生命中的一个“贵人”,1905年的相对论论文,他还在文章的最后郑重地写了一句:“最后,我要声明,在研究这里讨论的问题时,我曾得到我的朋友和同事贝索的帮助,要感谢他一些有价值的建议。”而这个建议,就是要爱因斯坦注意马赫对牛顿绝对时空的批判,从而让爱因斯坦找到了撬动牛顿大厦的支点。现在好像有点数典忘祖了。有次他用讽刺的口吻跟贝索谈论一个实证主义的粉丝:“他骑着马赫那匹可怜的马,直到把他累得精疲力竭为止。”贝索就觉得爱因斯坦现在是忘了本,因此回复说:“至于马赫那匹可怜的马,还是不骂为好,穿过相对性那个可怕的地狱,难道不是靠的它吗?说不定,驮着爱因斯泰纳(贝索他们给爱因斯坦起的外号)这个堂吉诃德穿越讨厌的量子的也还是它。”爱因斯坦死不认账,拧着说:“我知道我对马赫那匹小马是怎么想的,它不可能创造出什么有生命的东西,而只能消灭有害的虫豸。”哦,明白了!原来实证主义在爱因斯坦那儿只是批判的武器,而不是建设的工具。至少,当他感觉到这个哲学伤害到他最珍贵的科学价值时,他就打算放弃这件工具了。

这简直就是一种宿命,年轻人对长辈的革命思想的理解总是更深刻,贯彻得也更彻底。当年小爱的相对论是马赫思想的结晶,奇怪的是马赫对新生的相对论一点都不感冒,竟说:“我厌恶相对论就像厌恶原子论一样”。轮到爱因斯坦自己,他也自嘲地说过:“为了惩罚我对权威的蔑视,命运把我变成了一个权威”。年轻的海森堡、泡利等人使用了爱因斯坦创造相对论时一模一样的方法——可观察量原则,现在的权威爱因斯坦,却横竖看不惯。人呐,年轻时对长辈教导的一切都有本能的仇父情结,怀疑叛逆离经叛道;及至年长,特别是有了地位,就开始妄言“知天命”,热衷于为上帝代言。矩阵力学诞生之后,爱因斯坦就感觉量子物理偏离了正确的方向,眼见与自己的信仰的“老头子”(爱因斯坦对“上帝”即自然的昵称)渐行渐远,再不发话就愧对“上帝”了,所以有了这段著名的论断:

量子力学固然令人赞叹,可是有一种内在的声音告诉我,那不是真实的东西。这个理论说得很多,但是一点也没有使我们更接近“老头子”的秘密。无论如何,我深信上帝不是在掷骰子。

更离谱的是,按照哥本哈根诠释,似乎根本没有一个实在的量子世界,只有我们对它的一个数学描述,这个世界还需要从观察者那里领取准生证,需要观察去坍缩波函数才成为一种现实。于是爱因斯坦提出一个很形像而深刻的质疑:

月亮在无人观察时难道就不存在?

已点燃的导火索滋滋作响,一座城市将在侵略军事先埋好炸药的爆炸声中毁于一旦,小于连挺起小鸡鸡,一泡童子尿拯救了一座城市。我们难道还不如一个乳臭未干的孩子,对一次物理学毁灭性的大爆炸无动于衷?跟我走吧,到布鲁塞尔去。

比利时,号称“欧洲十字路口”,一个只有五万平方公里的小国家,却东南西北地与德国、法国、荷兰和卢森堡四个国家接壤,还隔海与英国相望。现在物理学也走到了一个十字路口,宿命让代表人类最高智慧的物理学家们云集于这个国家的首都布鲁塞尔,代表科学共同体对物理学的走向作出他们庄严的抉择。

让比利时布鲁塞尔在量子物理史地图上闪亮的不是哪位物理界大腕,而是一个“民科”,一个似乎离科学很遥远的百万富翁。比利时实业家欧内斯特·索尔维(Ernest Solvay)生于1838年,其父亲以精制食盐为业,其叔父为煤气厂经理。到了欧内斯特这一代,他发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料的一种制碱法——氨碱法,后称索尔维制碱法,这种方法既经济,制出的碱纯度还高,因而他大大地发了一笔财。富贵思科学,索尔维虽没受过什么正规教育,却有学术研究的雅兴,在生意之余,就鼓捣出一个自己的物理学体系,并出版了一本书《引力—物质基本原理的建立》。然而学术毕竟是共同体的事业,单打独斗就意味着自说自话,不会有什么社会价值。问题还出在索尔维做人太好,富贵不淫,仁慈仗义,对他那小儿科的“体系”,还没人忍心去损他。所以书出版后是无香无臭,既无人喝彩,也无人批判。蒙在鼓里的索尔维只有自叹“阳春白雪,和者必寡”。有次他向德国著名化学家能斯特提起,有什么办法能让洛伦兹、普朗克和爱因斯坦之类著名科学家注意他的理论,能斯特马上抓住这个机会,提议他资助一个世界物理学的峰会。这正挠中索尔维的痒处,于是计划马上付诸实施。这就是索尔维物理会议的由来。

第一届索尔维物理会议于1911年在布鲁塞尔召开,二十多名世界最顶级的物理学家享受了总统级的待遇,住在布鲁塞尔最高级的首都大旅馆,除包吃包住包行之外每人还有1000比利时法郎的“辛苦费”。索尔维也如愿以偿,会议首先安排他向这个地球上最聪明的物理脑袋宣讲他的“引力—物质原理”。吃别人的嘴软,也没有哪位大师愿下狠手去批改这个小学生的作业。索尔维发言之后物理大师们就书归正传地去讨论他们自己关心的论题去了。

我的描述是不是小人了一点?难道就是一个小小的虚荣心就导致了如此重大的史学事件?话该这么说,就算是虚荣心,也值得我们由衷地赞赏,我倒希望中国的富人们多点这样的虚荣心;况且还不止于虚荣,重要的还是支持科学事业,特别是没有什么短期经济效益的理论科学事业。会议结束的时候,索尔维决定这个会议长期开下去,每三年一次。索尔维本人只见到了三次索尔维会议,由于一战的中断,1921年才召开的第三届索尔维会议,1922年索尔维就与世长辞了,让我们为他默哀!而索尔维会议一共开了18次,我在网上搜到的,前17次在布鲁塞尔召开,最后一次,第十八届索尔维会议,1982年在美国举行,后面的我就不知道了。但这已经不重要了,只要有1927年的第五届和1930年的第六届,就足以让索尔维不朽!而这两次会议,恰恰是索尔维没能亲眼看到的!




 建于1619年,树立于布鲁塞尔市中心的小于连撒尿雕像。有关这座塑像的传说有多个版本,其中最为人所熟知的是为了纪念一个名叫于连的小男孩,他的顽皮举动熄灭了侵略者要引爆整个市政厅的炸弹。

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