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上帝掷骰子吗-第34章

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什么虚与委蛇,更没有什么消极。古德施密特地位特殊,手里掌握着许多资料,包括德国自己的秘密报告,他很快写出一本书叫做ALSOS,主要
是介绍曼哈顿计划的过程,但同时也汇报德国方面的情况。海森堡怎肯苟同,两人在Nature杂志和报纸上公开辩论,断断续续地打了好多年笔
仗,最后私下讲和,不了了之。
双方各有支持者。《纽约时报》的通讯记者Kaempffert为海森堡辩护,说了一句引起轩然大波的话:“说谎者得不了诺贝尔奖!”言下之意自
然是说古德施密特说谎。这滋味对于后者肯定不好受,大家知道古德施密特是电子自旋的发现者之一,以如此伟大发现而终究未获诺贝尔奖,
很多人是鸣不平的。ALSOS的出版人舒曼(Schuman)当真写信给爱因斯坦,问“诺贝尔得奖者真的不说谎?”爱因斯坦只好回信说:“说谎是
得不了诺贝尔的,但也不能排除有些幸运者会在压力下在特定的场合可能说谎。”
爱因斯坦大概想起了勒纳德和斯塔克,两位货真价实的诺贝尔得主,为了狂热的纳粹信仰而疯狂攻击他和相对论,这情景犹然在眼前呢。

花开花落,黄叶飘零,又是秋风季节,第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开了。玻尔来到会场时心中惴惴,看爱因斯坦表情似笑非笑,吃不准他
三年间练成了什么新招,不知到了一个什么境界。不过玻尔倒也不是太过担心,量子论的兴起已经是板上钉钉的事实,现在整个体系早就站稳
脚跟,枝繁叶茂地生长起来。爱因斯坦再厉害,凭一人之力也难以撼动它的根基。玻尔当年的弟子们,海森堡,泡利等,如今也都是独当一面
的大宗师了,哥本哈根派名震整个物理界,玻尔自信吃不了大亏。
爱因斯坦则在盘算另一件事:量子论方兴未艾,当其之强,要打败它的确太难了。可是难道因果律和经典理论就这么完了不成?不可能,量子
论一定是错的!嗯,想来想去,要破量子论,只有釜底抽薪,击溃它的基础才行。爱因斯坦凭着和玻尔交手的经验知道,在细节问题上是争不
出个什么所以然的,量子论就像神话中那个九头怪蛇海德拉(Hydra),你砍掉它一个头马上会再生一个出来。必须得瞄准最关键的那一个头才
行,这个头就是其精髓所在——不确定性原理!
爱因斯坦站起来发话了:
想象一个箱子,上面有一个小孔,并有一道可以控制其开闭的快门,箱子里面有若干个光子。好,假设快门可以控制得足够好,它每次打开的
时间是如此之短,以致于每次只允许一个光子从箱子里飞到外面。因为时间极短,△t是足够小的。那么现在箱子里少了一个光子,它轻了那么
一点点,这可以用一个理想的称测量出来。假如轻了△m吧,那么就是说飞出去的光子重m,根据相对论的质能方程Emc^2,可以精确地算出减
少的能量△E。
那么,△E和△t都很确定,海森堡的公式△E×△t 》 h/2π也就不成立。所以整个量子论是错误的!
这可以说是爱因斯坦凝聚了毕生功夫的一击,其中还包含了他的成名绝技相对论。这一招如白虹贯日,直中要害,沉稳老辣,干净漂亮。玻尔
对此毫无思想准备,他大吃一惊,一时想不出任何反击的办法。据目击者说,他变得脸如死灰,呆若木鸡(不是比喻!),张口结舌地说不出
话来。一整个晚上他都闷闷不乐,搜肠刮肚,苦思冥想。
罗森菲尔德后来描述说:
“(玻尔)极力游说每一个人,试图使他们相信爱因斯坦说的不可能是真的,不然那就是物理学的末日了。但是他想不出任何反驳来。我永远
不会忘记两个对手离开会场时的情景:爱因斯坦的身影高大庄严,带着一丝嘲讽的笑容,静悄悄地走了出去。玻尔跟在后面一路小跑,他激动
不已,词不达意地辩解说要是爱因斯坦的装置真的管用,物理学就完蛋了。”
这一招当真如此淳厚完美,无懈可击?玻尔在这关键时刻力挽沧海,方显英雄本色。他经过一夜苦思,终于想出了破解此招的方法,一个更加
妙到巅毫的巧招。
罗森菲尔德接着说:
“第二天早上,玻尔的胜利便到来了。物理学也得救了。”
玻尔指出:好,一个光子跑了,箱子轻了△m。我们怎么测量这个△m呢?用一个弹簧称,设置一个零点,然后看箱子位移了多少。假设位移为
△q吧,这样箱子就在引力场中移动了△q的距离,但根据广义相对论的红移效应,这样的话时间的快慢也要随之改变相应的△T。可以根据公式
计算出:△T》h/△mc^2。再代以质能公式△E△mc^2,则得到最终的结果,这结果是如此眼熟:△T△E 》 h,正是海森堡测不准关系!
我们可以不理会数学推导,关键是爱因斯坦忽略了广义相对论的红移效应!引力场可以使原子频率变低,也就是红移,等效于时间变慢。当我
们测量一个很准确的△m时,我们在很大程度上改变了箱子里的时钟,造成了一个很大的不确定的△T。也就是说,在爱因斯坦的装置里,假如
我们准确地测量△m,或者△E时,我们就根本没法控制光子逃出的时间T!
广义相对论本是爱因斯坦的独门绝技,玻尔这一招“以彼之道,还施彼身”不但封挡住了爱因斯坦那雷霆万钧的一击,更把这诸般招数都回加
到了他自己身上。虽说是殚精竭虑最后想出此法,但招数精奇,才气横溢,教人击节叹服,大开眼界。觉得见证两大纵世奇才出全力相拚,实
在不虚此行。
现在轮到爱因斯坦自己说不出话来了。难道量子论当真天命所归,严格的因果性当真已经迟迟老去,不再属于这个叛逆的新时代?玻尔是最坚
决的革命派,他的思想闳廓深远,穷幽极渺,却又如大江奔流,浩浩荡荡,翻腾不息。物理学的未来只有靠量子,这个古怪却又强大的精灵去
开拓。新世界不再有因果性,不再有实在性,可能让人觉得不太安全,但它却是那样胸怀博大,气派磅礴,到处都有珍贵的宝藏和激动人心的
秘密等待着人们去发掘。狄拉克后来有一次说,自海森堡取得突破以来,理论物理进入了前所未有的黄金年代,任何一个二流的学生都可能在
其中作出一流的发现。是的,人们应当毫不畏惧地走进这样一个生机勃勃的,充满了艰险、挑战和无上光荣的新时代中来,把过时的因果性做
成一个纪念物,装饰在泛黄的老照片上去回味旧日的似水年华。
革命!前进!玻尔在大会上又开始显得精神抖擞,豪气万丈。爱因斯坦的这个光箱实验非但没能击倒量子论,反而成了它最好的证明,给它的
光辉又添上了浓重的一笔。现在没什么好怀疑的了,因果性是不存在的,哥本哈根解释如野火一般在人们的思想中蔓延开来。玻尔是这场革命
的旗手,他慷慨陈词,就像当年在议会前的罗伯斯庇尔。要是可能的话,他大概真想来上这么一句:
因果性必须死,因为物理学需要生!
停止争论吧,上帝真的掷骰子!随机性是世界的基石,当电子出现在这里时,它是一个随机的过程,并不需要有谁给它加上难以忍受的条条框
框。全世界的粒子和波现在都得到了解放,从牛顿和麦克斯韦写好的剧本中挣扎出来,大口地呼吸自由空气。它们和观测者玩捉迷藏,在他们
背后融化成概率波弥散开去,神秘地互相渗透和干涉。当观测者回过头去寻找它们,它们又快乐地现出原型,呈现出一个面貌等候在那里。这
种游戏不致于过火,因为还有波动方程和不确定原理在起着规则的作用。而统计规律则把微观上的无法无天抹平成为宏观上的井井有条。
爱因斯坦失望地看着这个场面,发展到如此地步实在让他始料不及。没有因果性,一片混乱……恐怕约翰?米尔顿描绘的那个“群魔殿”
(Pandemonium)就是这个样子吧?爱因斯坦对玻尔已经两战两败,他现在知道量子论的根基比想象的要牢固得多。看起来,量子论不太可能是
错误的,或者自相矛盾的。
但爱因斯坦也决不会相信它代表了真相。好吧,量子论内部是没有矛盾的,但它并不是一幅“完整”的图像。我们看到的量子论,可能只是管
中窥豹,虽然看到了真实的一部分,但仍然有更多的“真实”未能发现。一定有一些其他的因素,它们虽然不为我们所见,但无疑对电子的行
为有着影响,从而严格地决定了它们的行为。好比我们在赌场扔骰子赌钱,虽然我们睁大眼睛看明白四周一切,确定没人作弊,但的确可能还
有一个暗中的武林高手,凭借一些独门手法比如说吹气来影响骰子的结果。虽然我们水平不行,发现不了这个武林高手的存在,觉得骰子是完
全随机的,但事实上不是!它是完全人为的,如果把这个隐藏的高手也考虑进去,它是有严格因果关系的!尽管单单从我们看到的来讲,也没
有什么互相矛盾,但一幅“完整”的图像应该包含那个隐藏着的人,这个人是一个“隐变量”!
不管怎么说,因果关系不能抛弃!爱因斯坦的信念到此时几乎变成一种信仰了,他已决定终生为经典理论而战,这不知算是科学的悲剧还是收
获。一方面,那个大无畏的领路人,那个激情无限的开拓者永远地从历史上消失了。亚伯拉罕?帕斯(Abraham Pais)在《爱因斯坦曾住在这里
》一书中说,就算1925年后,爱因斯坦改行钓鱼以度过余生,这对科学来说也没什么损失。但另一方面,爱因斯坦对量子论的批评和诘问也确
实使它时时三省吾身,冷静地审视和思考自己存在的意义,并不断地在斗争中完善自己。大概可算一种反面的激励吧?
反正他不久又要提出一个新的实验,作为对量子论的进一步考验。可怜的玻尔得第三次接招了。
*********
饭后闲话:海森堡和德国原子弹计划(三)
玩味一下海森堡的声明是很有意思的:讨厌纳粹和希特勒,但忠实地执行对祖国的义务,作为国家机器的一部分来履行爱国的职责。这听起来
的确像一幅典型的德国式场景。服从,这是德国文化的一部分,在英语世界的人们看来,对付一个邪恶的政权,符合道德的方式是不与之合作
甚至摧毁它,但对海森堡等人来说,符合道德的方式是服从它——正如他以后所说的那样,虽然纳粹占领全欧洲不是什么好事,但对一个德国
人来说,也许要好过被别人占领,一战后那种惨痛的景象已经不堪回首。
原子弹,对于海森堡来说,是“本质上”邪恶的,不管它是为希特勒服务,还是为别的什么人服务。战后在西方科学家中有一种对海森堡的普
遍憎恶情绪。当海森堡后来访问洛斯阿拉莫斯时,那里的科学家拒绝同其握手,因为他是“为希特勒制造原子弹的人”。这在海森堡看来是天
大的委屈,他不敢相信,那些“实际制造了原子弹的人”竟然拒绝与他握手!也许在他心中,盟军的科学家比自己更加应该在道德上加以谴责
。但显然在后者看来,只有为希特勒制造原子弹才是邪恶,如果以消灭希特勒和法西斯为目的而研究这种武器,那是非常正义和道德的。
这种道德观的差异普遍存在于双方阵营之中。魏扎克曾经激动地说:“历史将见证,是美国人和英国人造出了一颗炸弹,而同时德国人
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