宇宙的精灵 营地夜话（3）

营地夜话（3）

朋友们：

又结束了一站的访问，是不是有点意犹未尽的感觉？记得小时候读《桃花源记》，有句“复行数十步，豁然开朗”，可是我们探寻“量子源”之旅，怎么好像没有此番境界，反倒是越走越越糊涂了？——行踪诡异的量子精灵，匿影潜形的鬼波，鬼怪式的跃迁，幽灵般的超距作用，生死叠加的薛定谔猫……

因此这里面就还有量子故事。波函数能不能不坍缩？那就是“多世界诠释”，在这个诠释中，波函数永远不坍缩，只是在不同的世界实现，薛猫在一个世界里活着，在另一个世界死了。但无限个宇宙的图像比生死叠加的薛猫更令我们抓狂！能不能让波函数自动坍缩？这就是“退相干理论”，把环境加进量子和观测系统，外加的力量自然触动波函数的坍缩机制，不需要劳烦薛定谔开箱观测。但无论再多加多少附加项都逃脱不了量子魔咒，因为这个附加项也是一个量子系统。冯·诺伊曼和狄拉克的妹夫维格纳把意识推出来为坍缩负责，于是又有了“维格纳的朋友”的故事。糟糕！这下月亮在无人观察时至少不是我们见到的模样——只能是模模糊糊的波函数叠加态……总之这一站还有很多景点，限于你们交给我的团费（篇幅），就不能带大家一一观看了。

不过已经够令我们抓狂的了！波尔说过，在量子力学领域，问题不是荒唐，而是是否足够荒唐。接受荒唐，才使波尔得以成为哥派领袖，最终创造出哥本哈根诠释这种科学史上非常独特的方式，把量子革命的成果整合为一个逻辑自洽体制完整的理论体系，与爱因斯坦创建的相对论一道，成为替代经典物理的科学新范式。哥本哈根诠释为科学界公认，标志着量子革命的英雄时代结束。这是一个历史长河中可遇不可求的阶段，在这一时期，奇迹成为常态，常人被赋予神力，年轻成为资本，勇气产生智慧，激情成就梦想。量子革命三十年，尤其是一战后的1920年代，成批的年轻科学家脱颖而出，挑落一顶顶经典皇冠，标新立异出一个个天才构想，一夜之间成为历史目光聚焦的英雄。公谨当年，英姿勃发，真是令人神往！但这只是聚光灯下最绚丽的场景，台前幕后，谁知还有多少汗水和泪水、辛酸和痛楚，困惑和迷茫，凝重和绝望，梦想和破灭？

革命是年轻人的盛大节日，然而小孩爱过年，大人怕过年。对于一个科学家来说，事业就是他的生命，而一个科学范式的基本信念又是科学事业的生命。经典时代二百多年养育并积淀下来的信仰，在一场疾风骤雨式的革命中一朝摧毁，对许多人来说并不是一件轻松的事件。洛伦兹哀叹没能在旧理论基础崩溃之前死去，普朗克已经“退居二线”，在哲学书斋中寻求实在性和决定论的慰藉。而量子力学的二次革命，更挑战到牛顿时代最深层次的哲学理念，连“革命的同路人”也无法承受了。薛定谔说。如果新科学一定要容纳“跃迁”这种令人沮丧的概念，他宁可从未涉足过量子力学。爱因斯坦绝望地说，如果电子有自由意志随意选择跃迁的瞬间，他“宁愿当皮匠，甚至是赌场的雇员，也不愿当物理学家。”

探索的艰难是我们难以想像的，连天才如泡利，也曾扬言要去当喜剧演员。埃伦费斯特，19世纪末曾师从玻耳兹曼。这位可爱的教授，终身是爱因斯坦的挚友，学术立场却站在哥本哈根派一边；他提出的“浸渐原理”，被认为跟波尔的对应原理一样，是经典物理和量子物理之间的一道桥梁。爱因斯坦曾说过：“他不仅仅是我所知道最好的教授，他还热情地专注于人——特别是他的学生的发展和命运。”我们知道，由于他的“失误”，造就了他的学生成为电子自旋理论的首创者。然而在校园里悉心呵护着才华横溢的学生，在家里却心力交瘁地抚养着一个智障的儿子。哥本哈根诠释以后，埃伦费斯特再一次的感到了前路迷茫。他在留给爱因斯坦，玻尔等好友的信中说：“这几年我越来越难以理解物理学的飞速发展，我努力尝试，却更为绝望和撕心裂肺，我终于决定放弃一切。我的生活令人极度厌倦……我仅仅是为了孩子们的经济来源而活着，这使我感到罪恶。我试过别的方法但是收效甚微，因此我越来越多地去考虑自杀的种种细节，除此之外我没有第二条路走了……原谅我吧。”1933年9月25日，他在枪杀了智障的儿子后饮弹身亡。这一刻，距离老师波尔兹曼的忌日还不到二十天，同样是一个落叶的秋天。让我们为他默哀！

还不得不说的是，英雄是由对手成就的，量子力学所获得的光辉成就，反对力量和保守力量功不可没。作为“反动派”的首领，有人说爱因斯坦在1925年后改行钓鱼，物理学也不会有什么损失。在我看来，这损失是大了去啦。按照波普尔的科学发展模式，科学发展是从问题开始的。一个没有“慕尼黑遭遇战”、“哥本哈根会战”、“三大战役”，没有“光盒佯谬”、“EPR佯谬”、“薛定谔猫”和“贝尔不等式”的量子力学史是不可想象的。正是这些睿智的批判、质疑和挑战，揭示出量子力学的建设者们没有发现的问题，而不断地解决问题是科学臻于成熟和完善的动力。一种基于科学良知，遵守游戏规则的“忠诚反对”，是科学发展的积极力量。尊重反对派，是科学里的政治。当然我们也希望这能成为政治里的科学。我们还可以发现，这种张牙舞爪剑拔弩张的学术争论还充满了审美价值。1923年夏爱因斯坦到哥本哈根探访波尔，主人自然到火车站接车然后一同乘有轨电车回家。这对冤家在路上就吵了起来，结果就乘过了站。然后坐回头车，照样又坐过了站。如此来来回回，在旁人看就是一对呆子或疯子。像波尔这样的量子物理的常青滕，正是有了爱因斯坦这样的反对力量的存在而永葆生机。1955年爱因斯坦去世后，波尔总是寞寞若失。每有新的想法，他总要设想爱因斯坦会怎样攻击。直到1962年他去世后，人们还在他办公室的黑板上看见老爱的光盒图。估计到了天堂，这对老冤家还是少不了掐架。

玻恩不仅是“量子数学家”，还是“量子预言家”。1924年，他正确地预言了量子力学的诞生，到1930年代初，随着第五、六届索尔维会议哥派的胜利，哥本哈根诠释被科学共同体接受，他又断言：“三两年以后，我们把电动力学研究完毕，再过几年，原子核也将研究彻底，那时，物理学将宣告结束，我们就可以改行去搞生物学”。这话怎么听起来那么熟悉？对，1874年，普朗克选择物理学专业，他的导师物理学家祖利对他说过：“这门科学中的一切都已经被研究了，只有一些不重要的空白需要填补”。可是这个执迷不悟的学生以后成了量子力学的始作俑者。再过了二十年，1894年，迈克尔逊（A. A. Michelson ）在一次演说中公开宣称：“未来的物理学真理将不得不在小数点后第六位中去寻找。”可是三年之后他自己和莫雷所做的以太风观测实验成为物理天空的一朵“乌云”，成为以后引发爱因斯坦相对论的导火索。前车可鉴，对于科学前途过于乐观的预言我们还是多一份小心。量子力学严格说才几年的时间，涉及到的主要还是基本概念和数学论证，大致也就做完的牛顿1687年《原理》所做的工作（牛顿写这部书花了两年时间），基础还未必有牛顿的扎实。倒不是说现在的科学家没有牛顿聪明，实在是量子世界比牛顿的世界深邃复杂多了。科学理论要做的事多了去啦，理论的进步之后是经验的进步，解释更多的现象，预见更多的新事实，之后还有技术转化。要做的太多太多，量子力学现在做到的实在是太少太少。就像灰姑娘穿上了红舞鞋，一个科学范式一旦诞生，就不会有消停的时候。哦，只有一种情况会“结束”，那就是被新的范式所替代。呸，呸，这个时候说这话，也太不吉利了。

当然我们可以把玻恩的话理解为，暴风骤雨式的科学革命的时期已经结束，将进入和风细雨式常态科学的阶段，收割机已经制造出来，开着去收割成果就是了。就算这样也是过于乐观的预言。量子世界山幽水深，现在还未及十之一二。继续深入进去，谁知还会有什么妖魔鬼怪魑魅魍魉？理论和实验的严峻考验还会扑面而来，能否经受得住，还得拭目以待。

况且，社会领域的一次狂风暴雨海啸地震又即将来临！

革命尚未成功，同志们仍需努力。朋友们抓紧休息，养精蓄锐，我们又将进入量子力学一个新的篇章。

（第三篇完）