華山論劍:波爾和愛因斯坦之爭
索爾維會議是由一位比利時的實業家Ernest Solvay創立的,並以他的名字命名。第一屆索爾維會議於1911年在布魯塞爾召開,後來雖然一度被第一次世界大戰所打斷,但從1921年開始又重新恢復,
這次會議彌補了科莫的遺憾,愛因斯坦,薛定諤等人都如約而至。目前流傳得最廣的那張“物理學全明星夢之隊”的照片,就是這次會議的合影。當然世事無完美,硬要挑點缺陷,那就是索末菲和約爾當不在其中,不過我們要求不能太高了,人生不如意者還是十有八九的。
這次會議從10月24日到29日,為期6天。主題是“電子和光子”,會議議程如下:首先勞倫斯•布拉格作關於X射線的實驗報告,然後康普頓報告康普頓實驗以及其和經典電磁理論的不一致。接下來,德布羅意作量子新力學的演講,主要是關於粒子的德布羅意波。隨後波恩和海森堡介紹量子力學的矩陣理論,而薛定諤介紹波動力學。最後,玻爾在科莫演講的基礎上再次做那個關於量子公設和原子新理論的報告,
經典照片
會議的氣氛從一開始便是火熱的。像拳王爭霸賽一樣,重頭戲到來之前先有一系列的墊賽:大家先就康普頓的實驗做了探討,然後各人隨即分成了涇渭分明的陣營,互相炮轟。
德布羅意一馬當先做了發言,他試圖把粒子融合到波的圖像裡去,提出了一種“導波”的理論,認為粒子是波動方程的一個奇點,
泡利站起來狠狠地批評這個理論,他首先不能容忍歷史車輪倒轉,回到一種傳統圖像中,然後他引了一系列實驗結果來反駁德布羅意。眾所周知,泡利是世界第一狙擊手,誰要是被他盯上了多半是沒有好下場的,德布羅意最後不得不公開聲明放棄他的觀點。
幸好薛定諤大舉來援,不過他還是堅持一個非常傳統的解釋,這連盟軍德布羅意也覺得不大滿意,
海森堡評論說:“我從薛定諤的計算中看不到任何東西可以證明事實如同他所希望的那樣。”薛定諤承認他的計算確實還不太令人滿意,不過他依然堅持,談論電子的軌道是“胡扯”(應該是波本征態的疊加),波恩回敬道:“不,一點都不是胡扯。”在一片硝煙中,會議的組織者,老資格的洛倫茲也發表了一些保守的觀點,and so on and so on……
愛因斯坦一開始按兵不動,保持著可怕的沉默,不過當波恩提到他的名字後,他終於忍不住出擊了。他提出了一個模型:一個電子通過一個小孔得到衍射圖像。愛因斯坦指出,目前存在著兩種觀點,第一是說這裡沒有“一個電子”,只有“一團電子雲”,它是一個空間中的實在,為德布羅意-薛定諤波所描述。第二是說的確有一個電子,而ψ是它的“幾率分佈”,電子本身不擴散到空中,而是它的幾率波。愛因斯坦承認,觀點II是比觀點I更加完備的,因為它整個包含了觀點I。儘管如此,愛因斯坦仍然說,他不得不反對觀點II。因為這種隨機性表明,同一個過程會產生許多不同的結果,而且這樣一來,感應屏上的許多區域就要同時對電子的觀測作出反應,這似乎暗示了一種超距作用,從而違背相對論。愛因斯坦話音剛落,在會場的另一邊,玻爾也開始搖頭。
風雲變幻,龍虎交濟,現在兩大陣營的幕後主將終於都走到台前,開始進行一場決定命運的單挑。可惜的是,玻爾等人的原始討論記錄沒有官方資料保存下來,對當時情景的重建主要依靠幾位當事人的回憶。這其中有玻爾本人1949年為慶祝愛因斯坦70歲生日而應邀撰寫的《就原子物理學中的認識論問題與愛因斯坦進行的商榷》長文,有海森堡、德布羅意和埃侖菲斯特的回憶和信件等等。當時那一場激戰,直打得天昏地暗,討論的問題中有我們已經描述過的那個電子在雙縫前的困境,以及許許多多別的思維實驗。
愛因斯坦是不服氣的,他如此虔誠地信仰因果律,以致決不能相信哥本哈根那種憤世嫉俗的概率解釋。玻爾回憶說,愛因斯坦有一次嘲弄般地問他,難道親愛的上帝真的擲骰子不成?
上帝不擲骰子!這已經不是愛因斯坦第一次說這話了。早在1926年寫給波恩的信裡,他就說:“量子力學令人印象深刻,但是一種內在的聲音告訴我它並不是真實的。這個理論產生了許多好的結果,可它並沒有使我們更接近‘老頭子’的奧秘。我毫無保留地相信,‘老頭子’是不擲骰子的。”
“老頭子”是愛因斯坦對上帝的昵稱。
然而,1927年這場華山論劍,愛因斯坦終究輸了一招。並非劍術不精,實乃內力不足。面對浩浩蕩蕩的歷史潮流,他頑強地逆流而上,結果被沖刷得站立不穩,苦苦支撐。1927年,量子革命的大爆發已經進入第三年,到了一個收官的階段。當年種下的種子如今開花結果,革命的思潮已經席捲整個物理界,毫無保留地指明了未來的方向。越來越多的人終究領悟到了哥本哈根解釋的核心奧義,並誠心皈依,都投在量子門下。愛因斯坦非但沒能說服玻爾,反而常常被反駁得說不出話來,而且他這個“反動”態度引得了許多人扼腕歎息。遙想當年,1905,愛因斯坦橫空出世,一年之內六次出手,每一役都打得天搖地動,驚世駭俗,獨自創下了一番轟轟烈烈的事業。當時少年意氣,睥睨群雄,揚鞭策馬,笑傲江湖,這一幅傳奇畫面在多少人心目中留下了永恆的神往!可是,當年那個最反叛,最革命,最不拘禮法,最蔑視權威的愛因斯坦,如今竟然站在新生量子論的對立面!
波恩哀歎說:“我們失去了我們的領袖。”
埃倫費斯特氣得對愛因斯坦說:“愛因斯坦,我為你感到臉紅!你把自己放到了和那些徒勞地想推翻相對論的人一樣的位置上了。”
愛因斯坦這一仗輸得狼狽。玻爾看上去沉默駑鈍,可是重劍無鋒,大巧不工,在他一生中幾乎沒有輸過哪一場認真的辯論。哥本哈根派和它對量子論的解釋大獲全勝,海森堡在寫給家裡的信中說:“我對結果感到非常滿意,玻爾和我的觀點被廣泛接受了,至少沒人提得出嚴格的反駁,即使愛因斯坦和薛定諤也不行。”多年後他又總結道:“剛開始(持有這種觀點的)主要是玻爾,泡利和我,大概也只有我們三個,不過它很快就擴散開去了。”
但是愛因斯坦不是那種容易被打敗的人,他逆風而立,一頭亂髮掩不住眼中的堅決。他身後還站著兩位,一個是德布羅意,一個是薛定諤。三人吳帶淩風,衣袂飄飄,在量子時代到來的曙光中,大有長鋏寒瑟,易水蕭蕭,誓與經典理論共存亡的悲壯氣慨。
時光荏苒,一彈指又是三年,各方俊傑又重聚布魯塞爾,會面於第六屆索爾維會議。三年前那一戰已成往事,這第二次華山論劍,又不知誰勝誰負?
”薛定諤承認他的計算確實還不太令人滿意,不過他依然堅持,談論電子的軌道是“胡扯”(應該是波本征態的疊加),波恩回敬道:“不,一點都不是胡扯。”在一片硝煙中,會議的組織者,老資格的洛倫茲也發表了一些保守的觀點,and so on and so on……愛因斯坦一開始按兵不動,保持著可怕的沉默,不過當波恩提到他的名字後,他終於忍不住出擊了。他提出了一個模型:一個電子通過一個小孔得到衍射圖像。愛因斯坦指出,目前存在著兩種觀點,第一是說這裡沒有“一個電子”,只有“一團電子雲”,它是一個空間中的實在,為德布羅意-薛定諤波所描述。第二是說的確有一個電子,而ψ是它的“幾率分佈”,電子本身不擴散到空中,而是它的幾率波。愛因斯坦承認,觀點II是比觀點I更加完備的,因為它整個包含了觀點I。儘管如此,愛因斯坦仍然說,他不得不反對觀點II。因為這種隨機性表明,同一個過程會產生許多不同的結果,而且這樣一來,感應屏上的許多區域就要同時對電子的觀測作出反應,這似乎暗示了一種超距作用,從而違背相對論。愛因斯坦話音剛落,在會場的另一邊,玻爾也開始搖頭。
風雲變幻,龍虎交濟,現在兩大陣營的幕後主將終於都走到台前,開始進行一場決定命運的單挑。可惜的是,玻爾等人的原始討論記錄沒有官方資料保存下來,對當時情景的重建主要依靠幾位當事人的回憶。這其中有玻爾本人1949年為慶祝愛因斯坦70歲生日而應邀撰寫的《就原子物理學中的認識論問題與愛因斯坦進行的商榷》長文,有海森堡、德布羅意和埃侖菲斯特的回憶和信件等等。當時那一場激戰,直打得天昏地暗,討論的問題中有我們已經描述過的那個電子在雙縫前的困境,以及許許多多別的思維實驗。
愛因斯坦是不服氣的,他如此虔誠地信仰因果律,以致決不能相信哥本哈根那種憤世嫉俗的概率解釋。玻爾回憶說,愛因斯坦有一次嘲弄般地問他,難道親愛的上帝真的擲骰子不成?
上帝不擲骰子!這已經不是愛因斯坦第一次說這話了。早在1926年寫給波恩的信裡,他就說:“量子力學令人印象深刻,但是一種內在的聲音告訴我它並不是真實的。這個理論產生了許多好的結果,可它並沒有使我們更接近‘老頭子’的奧秘。我毫無保留地相信,‘老頭子’是不擲骰子的。”
“老頭子”是愛因斯坦對上帝的昵稱。
然而,1927年這場華山論劍,愛因斯坦終究輸了一招。並非劍術不精,實乃內力不足。面對浩浩蕩蕩的歷史潮流,他頑強地逆流而上,結果被沖刷得站立不穩,苦苦支撐。1927年,量子革命的大爆發已經進入第三年,到了一個收官的階段。當年種下的種子如今開花結果,革命的思潮已經席捲整個物理界,毫無保留地指明了未來的方向。越來越多的人終究領悟到了哥本哈根解釋的核心奧義,並誠心皈依,都投在量子門下。愛因斯坦非但沒能說服玻爾,反而常常被反駁得說不出話來,而且他這個“反動”態度引得了許多人扼腕歎息。遙想當年,1905,愛因斯坦橫空出世,一年之內六次出手,每一役都打得天搖地動,驚世駭俗,獨自創下了一番轟轟烈烈的事業。當時少年意氣,睥睨群雄,揚鞭策馬,笑傲江湖,這一幅傳奇畫面在多少人心目中留下了永恆的神往!可是,當年那個最反叛,最革命,最不拘禮法,最蔑視權威的愛因斯坦,如今竟然站在新生量子論的對立面!
波恩哀歎說:“我們失去了我們的領袖。”
埃倫費斯特氣得對愛因斯坦說:“愛因斯坦,我為你感到臉紅!你把自己放到了和那些徒勞地想推翻相對論的人一樣的位置上了。”
愛因斯坦這一仗輸得狼狽。玻爾看上去沉默駑鈍,可是重劍無鋒,大巧不工,在他一生中幾乎沒有輸過哪一場認真的辯論。哥本哈根派和它對量子論的解釋大獲全勝,海森堡在寫給家裡的信中說:“我對結果感到非常滿意,玻爾和我的觀點被廣泛接受了,至少沒人提得出嚴格的反駁,即使愛因斯坦和薛定諤也不行。”多年後他又總結道:“剛開始(持有這種觀點的)主要是玻爾,泡利和我,大概也只有我們三個,不過它很快就擴散開去了。”
但是愛因斯坦不是那種容易被打敗的人,他逆風而立,一頭亂髮掩不住眼中的堅決。他身後還站著兩位,一個是德布羅意,一個是薛定諤。三人吳帶淩風,衣袂飄飄,在量子時代到來的曙光中,大有長鋏寒瑟,易水蕭蕭,誓與經典理論共存亡的悲壯氣慨。
時光荏苒,一彈指又是三年,各方俊傑又重聚布魯塞爾,會面於第六屆索爾維會議。三年前那一戰已成往事,這第二次華山論劍,又不知誰勝誰負?