一本难得的量子物理史论

“上帝掷骰子吗?”,这句话是爱因斯坦对量子力学的质问。这位曾经是量子物理开创者的科学大师,面对量子力学众多蜂拥而出匪夷所思的结论,以一种不甘而无奈的声音抛出了这个问题。
这是一道悲情的声音,仿佛一个迟暮的圣人,目睹天下纷乱尔虞我诈生灵涂炭,自己垂垂老矣,连提起三尺长剑的力气也没有了,而这魔兽横行的世界,却正是壮年时自己振臂一呼,应者云集揭竿而起造成的。
没有一个人想到量子力学发展的方向,那些量子力学史上声名赫赫的大师,他们自身也不过好象汪洋惊涛中的一片树叶。“声称自己懂得量子力学的人,其实还在量子力学的门槛之外”。也正因为这种不可捉摸的命运,量子物理的发展史,比物理学中任何其他阶段都来得精彩,这是一个群星璀璨的时期,也是一个悲欣交集的时期,就好比我们历史里的三国时代、五代十国,人民不幸诗家幸。
“上帝掷骰子吗?”,回答“是”或者“不是”代表了两种世界观。爱因斯坦不相信世界是随机产生的,它应当是一个具有深刻内在规律、简单而统一的规则世界,以往人类的科学进步,所产生的科学门类和科学结论越来越多,可是几乎所有的科学经验,逐渐统一到几个简单的一级规律。大凡科学史上那些大胆而被最终证明的预言,都来自于对这些基本规律的自信。爱因斯坦四十岁以后,就把他的余生投入到一个宏伟目标——大统一场论的思考中,他希望能够用一个理论来筐入几个一级理论。
这不是爱因斯坦的狂妄。在人类的科学史上,还没有出现过这样的奇才,就好像通俗的武侠小说,其余的大师不是出自少林,就是出自武当,总而言之,必有师承,江湖上总是这个门派或者那个门派成为泰山北斗。而有一天,江湖上横空出现了一个独行侠客,毫无师承,却绝技在身,与敌对阵,总是一招致敌。以牛顿的伟大,尚且要说他是站在巨人的肩膀之上,这不是牛顿的谦虚,没有伽利略那些前辈,牛顿就不能成为牛顿,他的突破,是建立在别人累积的经验之上。而爱因斯坦创立相对论,物理学本身给他的启发,远远比不上社会学、哲学给他的影响,可以说,相对论就是爱因斯坦单枪匹马从一片虚空中建立起来的堡垒。除了他,还有谁有这样的信心要寻找终极的规律?除此之外,爱因斯坦还有另外一个考虑,这个事业也许穷极千万人一生的精力也不能完成,物理学的事业,是清苦的事业,那些功成名就的辉煌,万中无一。爱因斯坦说:“我已经功成名就,倘若我失败了,就有无数有志的青年可以少走很多弯路,不至于把一生消磨在这无望的事业里”。
事实上,无数的科学青年后来都投入到物理学的另一个分支——量子物理中去了。在量子物理的群星里,三十五岁才摘取果实,那都算是垂垂老矣。
对于“上帝掷骰子吗”的肯定回答,就是量子物理的结论。上帝太小气,没有免费的午餐,但是其实上帝是慷慨的,因为它给了一个免费的宇宙。
量子物理是如何一步步得出这个结论的。每一个小过程,都充满了颠覆。没有人敢一步得出这个结论,这个过程是诸多大师的努力。
《上帝掷骰子吗》描述的就是这个过程。从氢原子理论到波函数、到不确定原理、到哥本哈根解释,在这中间,科学大师们是如何与自己战斗的。这本书,并不大讲理论,说实在的,不要说非物理专业出身的读者,就算是物理专业出身的读者,又有几个真正能了解那些理论。我自己就是物理专业出身的,又十年在大学里从事物理学基础教育,对于那些讲量子论的书,基本上也是丈二和尚摸不着头脑。
《上》这本书,对科学家本身的性格和事迹的兴趣,远过于理论。我们知道,一个故事精彩,首要不在于情节精彩,而在于人物精彩。物理学家有人类中最为聪明的头脑,同时也有最为偏执的个性,这样的人物,行事不出彩也很难。《上》以量子力学的发展为主线,这上面串着一个个人物,每一个人物,又有独特的故事。所以大多时候,这本书都能引人入胜。
除了人物的故事,倘若不需要结果而只求哲学的精神,量子力学里也有很多吸引人的实例,比如薛定谔的猫、弦理论、测不准原理等等。《上》这本书里也有很为精到的描述。
关于《上》这本书的作者,似乎更是一个谜团。我最初读到《上帝掷骰子吗》,它还不是一本书,而是网络上的帖子。它最开始发在新浪论坛里的“大话春秋”,那是一个好坛子,那时有不少好帖子,在我的心目里,大话春秋、驴坛、金庸客栈是新浪论坛的三驾马车。现在这三驾马车都已非昔日模样,读到这本书,自然又包含了一种别样的情感。当时这帖子在“大话春秋”里也是热贴,许多人都对作者感兴趣,从他偶尔透露出来的信息,似乎是在校的学生,又似乎是四处漂泊的浪子。如果是学生,那可真是后生可畏,我们那时在学校里读物理,几乎什么都不知道呢。
在学校时,我的量子力学这门课差点挂了,因为确实很难。但是上这门课的老师很有意思,老师大约五十的年纪,身高约一米六,长得很扎实,五十了还经常和我们一起打篮球,满场飞,随便就用肩把我们扛翻了。上课的时候我们大多时候昏昏欲睡,有时却齐扎扎地清醒过来,这时又是老师在大吹法螺了,他一副睥睨天下的样子,对我们系里其他老师嗤之以鼻,说他于此处有所发现,有自己的理论,比如在波函数处,他自己有一个波包理论,正写了文章投往《物理评论》云云。
多年过去了,不知这位老师还在量子的世界里奔波么?
BTW:介绍说此书是中国的《时间简史》,这有点误导。应该说,这是两种不同的概念。时间简史侧重在将理论简化,而此书是史话。
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