很快另一个里程碑似的喜讯传来,玻恩,海森堡的老师在哥廷根大学提出了著名的几率解释。
他找到长期困绕人们的ψ的根本意义,那就是ψ绝对值的平方代表了在空间那一点,那个时刻电子出现的几率,仅此而已。
这篇几百字的短文使他获得1954年诺贝尔物理奖,可是这个观点意义极为深刻,可以说是整个量子力学的核心。
薛定谔当然不能接受这个观点,他向来认为ψ是一种实在的物质波,和电磁波没有什么区别,而电子就在波上起伏,就像坐在马鞍上的骑手一般。
他本指望趁此声威正旺之际将玻尔研究所的人一举制服。但是长期沉默的玻尔终于狮子般地站了出来,他一直在寻找对ψ的合理解释,现在玻恩的理论一出来,他心里就起了朦胧的念头:量子力学终于要出世了!!
他认定当务之急就是要说服薛定谔接受几率观点。这下薛定谔可是要吃苦头了,因为玻尔的“痴”是出了名的。
尽管薛定谔曾经毫不畏惧地和一帮激动的年青人大声论战,但这一次仅玻尔一人就把他整得服服帖帖,他不用什么尖刻的言语,也没有颇具说服力的实验,更没有特别完美的数学理论,一切还来不及准备,但他整天一见到薛定谔就絮叨地说个不停,不管是吃饭,还是散步。
研究所里的人都在猜测,这次玻尔是八成找到方向了。他对那些五花八门的新理论向来是不置可否的,但是这次显然是动真的了。玻尔这个人的物理直觉之强当世无匹,虽然他向来反应迟钝,但是他认准的东西一般都是绝对正确的,即使包括泡利在内的所有人都反对。
薛定谔不得已只好故技重演,称病遁入旅馆,这几天真是把教授累坏了,他很快坠入梦乡。没过多久他就听见窗户外面有异响,薛定谔大惊失色准备大喊有贼,可是刚开灯就看见玻尔那闻名的大鼻子紧紧地贴在玻璃上,天知道他那肥胖的身躯是怎么爬上二层楼的。
没等玻尔开口说话,薛定谔那声在历史上留名的牢骚震动了全楼:“要是早知道我的理论会变成今天这个样子,还不如当初就不发现它呢!”
玻尔尽管在窗外冻得直哆嗦,但还是慢条斯理地回答道:“先生可千万别泄气,全人类都会感谢你在量子力学上的贡献呢!”
第二天的结果是打着喷嚏的玻尔和双目红肿的薛定谔双双携手走进了餐馆。大家都认为两人要和解了,不禁都松了口气。连一直绷着脸的泡利也稍展了一下眉头,要是事情再不解决自己真的要疯掉啦。两派宗师一但携手,量子力学彻底建立就指日可待了。
薛定谔咽下最后一块奶酪,细心地擦净了嘴上的油渍,缓缓说道,今天我就要回去了。玻尔一愣,以为对方终于屈服了,正准备开口诚心邀他加盟研究所时,却听薛定谔冷冷地道:你们的几率观点我是怎么也接受不了的,虽然我也说服不了你们。多谢你们这几天的款待。
言毕,教授就卷起皮箱,扶正了眼镜,头也不回地迈步走了出去,夕阳在他身后划下斜斜的影子,只留下玻尔还在那里张大了嘴发呆。
研究所的人沉默了好几天,用海森堡后来的话说,当时真的都绝望了,他们都明白既然说服不了薛定谔,那就别指望说服其他更多的人。
更何况他们自己的理论还尚成不了体系,漏洞之多就更别提了。而且他们就仅有的一点苗头来看,量子力学这个即将诞生的婴儿简直就是畸形。它所展现的世界就简直是歪曲而不可理喻的。
一次海森堡和玻尔一起默默地散步了很久,突然海森堡说道:“难道整个世界本来就是如此荒诞不经的么?”
玻尔先是摇头,又重重地点了两下。
整个研究所的人进入最紧要的关头。饭固然是经常忘了吃,人们常常走路都是摇摇晃晃的,说话也是前言不搭后语。按照海森堡的回忆,人们纵使跌倒在地都不会忙着爬起来,而宁愿就这样躺着思考几个小时。
不过,人们在苦闷之中总是要找些欢乐的,玻尔本人就是十分开朗达观的人。这时人们在也不再挑剔他的笑话无趣了,玻尔也常常说,我们探讨的事物实在太严肃了,严肃到只能和它开开玩笑。
大腹便便的泡利总是奇迹般地发挥他的妙用,这当然不仅是他那锋锐的思想,而更是在研究所内一号丑角的身份。每当海森堡一本正经地在黑板上讲述他的最新思想时,墙角处就出现尖利的反驳声。于是在众人的惊愕中,身著宽大袍衫的泡利粉墨登场,他总是爱引征浮士德里的诗句来阐明自己的看法。看上去他更像是歌德笔下那个灵魂出卖给魔鬼了的哲人,只不过胖得有些匪夷所思。
有时苦无出路的人们心中竟然升起这样的念头:如果真的能获得对量子力学真正的诠释,纵使把灵魂出卖给靡菲斯特也是不妨的。
几次人们隐隐找到希望,但泡利毫不费力地就戳破了。渐渐泡利成了人民公敌。一次,当来自俄国年轻的波拉柴科在黑板上津津有味地讲述他的新想法时,泡利庞大的身影出现在门口。可怜的小伙子立时缄口不言,泡利不紧不慢地在屋里踱来踱去,几次他都以为泡利要从墙后消失却都又转了回来。
事后满头大汗的波拉柴科在晚餐上向人们叙述自己的险情,大家纷纷点头,均是心有戚戚焉。
慢慢地事情有了转机,这还是最先由海森堡突破的。他的着眼点是那个荒诞的测不准原理。
让大家相信这样的一个理论当真勉为其难,如果在微观体系里连最基本的物理量都测不准,还要我们这些物理学家干什么。更何况这个原理引申出的东西更是闻所未闻,它指出我们不管测量什么东西,是永远不能测出真正的结果的,这和测量人本身的主观因素有关。
物理学自诞生以来就是纯粹客观的,当年为了把唯心主义从物理学中赶出去,从哥白尼到牛顿,一代代伟人付出多少心血,更有布鲁诺甚至把生命都丢在了宗教裁判所。难道一切都还要重新找回来?
只有玻尔从心里支持海森堡的理论。但是海森堡一时也找不来证据,一直就这么僵持着。
这段时间拌嘴最多的莫过于海森堡和泡利这两员干将了。虽说仅是学术上的探讨,但是都是年轻的小伙子,争来争去总会上火的。泡利的言语又是出了名的尖刻,一次竟然翻起了海森堡的老底,说他在博士答辩时连显微镜的构造这类简单的问题都回答不上来。
海森堡突然沉默了。
泡利脸一红,知道这次说过了分,正想低头认个错。哪知海森堡头也不回就朝图书馆奔去,边跑边喊:“泡利,这是我们两个拌嘴这么多年来你说的最有价值的话了!。”
当晚的讨论会气氛沉闷,几乎每天都有新想法的海森堡一直坐在最后默默地想着什么,大家的发言也是无精打彩,玻尔看看手表正准备宣布散会。
这时海森堡突然站了起来,“且慢,先生们,我有话说。”
他径直走到黑板跟前写上“测不准”几个字,大家本来都是精神一振,但是见此又皆萎顿了下去,海森堡在这块黑板上不知把这几个字写过多少遍了,接下去不说也知道,无非是花样繁多的公式推导,然后很快被泡利的法眼寻出破绽了事。
可是这次海森堡在字下面画了一个大大的显微镜,没等大家反应过来,他就侃侃而谈:
假设一个抽去所有东西的真空的房间,我们用一个放大倍数极大的显微镜观察一束光入射进来的情况。
如果光撞到电子上会出现什么情况呢?我们观察电子是需要光才能看见的,如果我们观察到电子的真实位置,那么它一定会在光的撞击下摇摆不定,也就是说我们无法测定它的速度。
为了减少光的影响,我们特意用频率较低的光,这样电子就会晃动的好一些,可以精确测量它的速度,但是频率变低导致光的波动性见强,我们看到电子的位置在光的衍射之下模糊不清。
总之我们是绝对不能同时测准电子的位置和速度的,设备再先进也不行,不光位置和速度是测不准的,时间和能量也满足这个奇妙的关系。
然后海森堡又用复杂的几乎可怕的数学对自己的“实验”结论进行了证实,他的理论可以计算出电子在空间任意一点的几率。
连同泡利在内,大家都被海森堡的套拳打昏了头。但是这个“思想实验”无疑是精巧完美的,颇具说服力。泡利垂下头想起几小时前的情形,哑然失笑,想不到自己最有力的批判却是来自那最尖刻的话语。
量子力学的中心思想既然被牢牢地揪住,那么整个理论的成熟就为期不远了。
最后集大成的是玻尔,他不仅整理了研究所里的全部成果,而且更深刻地提出了著名的互补原理。
世界上的真理都是有两面的,只有把这两个性质截然不同的面结合起来看,我们才能真正认识到这个事物的全部,单看任意一面都是不够的。
玻尔把量子力学的根基建立在自己的互补哲学上,这引起的轩然大波却是始料未及。在玻尔的哲学里,我们对这个世界的认识只能是几率性的,也就是说,我们只能预言任何一个事件发生的几率,而不能百分之百地准确断言,这决不是我们的理论不够发展或者实验条件不成熟的缘故。
还记得拉普拉斯在拿破仑面前的豪言壮语吗?陛下,只要给够了宇宙的初始条件和边界条件,我一定能够计算出宇宙任何一点任何一个时刻发生着什么事情。
这是多么完美的一个目标呀。古今多少物理学上的勇士跋艰涉险,目标就是获得对这个世界的确定性的完美诠释,尽管路途险狭,但是光明的前景始终召唤着人们。然而玻尔将这美好梦想一举砸灭。
难道我们始终还是在逆天行事,上帝的秘密终究不可破解?这对绝大多数物理学家来说,如同是玷污了他们的神祗不可饶恕。
玻尔他们费劲心力也没能说服薛定谔,但是总算将他“撵”出哥本哈根,因为他也实在提不出什么有力的反证。
不过玻尔也不算彻底地成功,他们虽然赶走了一只小豹,但迎来了另一只雄狮,那就是爱因斯坦。
爱因斯坦对哥本哈根那帮人自始至终都是持反对意见的,甚至是深恶痛绝的。
从来没有一种理论像量子力学一般出世如此艰难,而且躺在婴儿床上就面临着被扼杀的命运。
最后出场这个人物也颇有传奇色彩,他的名字叫做狄拉克。
当二十年代初,这个英国小伙子获得布里斯托尔电气工程学位后正准备雄心勃勃地找份工作时,却发现自己失业了。当时正值全球经济危机猖狂蔓延的时候,别说是个他一个刚出道的学生,就是连很多腰缠万贯的老板,也通常在一夜间变得家徒四壁。
他不得不向剑桥大学的圣约翰学院请求一个博士学位,原指望躲过这几年大萧条的风头的,可是他一旦转入物理学的研究,就发现自己难以自拔。
狄拉克本身就是一个孤僻寡言的人,在大学里最喜欢的事情就是在沉思默想。他基本上没有别的爱好,这和量子力学的其他建立者大有不同。
玻尔生就是个运动健将,海森堡的钢琴更是出神入化,泡利虽为人滑稽,但是对歌德的作品极有研究,德布罗意本身就有文学硕士学位,薛定谔不仅善于作诗,而且在生物学上也造诣颇深。而狄拉克只能对着书本和公式发呆。他在学校里唯一参加过的协会名字叫做“ψ协会”,是由物理爱好者组成的,但是他也没想到物理终究会成为一生的职业。
他深厚的数学功底,敏捷的才思都是学界公认的。一次在哥本哈根的物理学会议上,一个名叫西名的日本物理学家作报告。他不厌其烦地在黑板上列排了无数复杂的公式,连素以数学见长的玻尔都看花了眼。
(版权所有:meemei 原作)