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第17部分(第2/4 頁)

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譜線出發,引入矩陣的數學工具,用這種奇異的方塊去建立起整個新力學的大廈來。它強調觀測到的分立性,跳躍性,同時又堅持以數學為唯一導向,不為日常生活的直觀經驗所迷惑。但是,如果追究根本的話,它所強調的光譜線及其非連續性的一面,始終可以看到微粒勢力那隱約的身影。這個理論的核心人物自然是海森堡,波恩,約爾當,而他們背後的精神力量,那位幕後的“教皇”,則無疑是哥本哈根的那位偉大的尼爾斯•玻爾。這些關係密切的科學家們集中資源和火力,組成一個堅強的戰鬥集體,在短時間內取得突破,從而建立起矩陣力學這一壯觀的堡壘來。

而沿著另一條道路前進的人們在組織上顯然鬆散許多。大致說來,這是以德布羅意的理論為切入點,以薛定諤為主將的一個派別。而在波動力學的建立過程中起到關鍵的指導作用的愛因斯坦,則是他們背後的精神領袖。但是這個理論的政治觀點也是很明確的:它強調電子作為波的連續性一面,以波動方程來描述它的行為。它熱情地擁抱直觀的解釋,試圖恢復經典力學那種形象化的優良傳統,有一種強烈的復古傾向,但革命情緒不如對手那樣高漲。打個不太恰當的比方,矩陣方面提倡徹底的激進的改革,摒棄舊理論的直觀性,以數學為唯一基礎,是革命的左派。而波動方面相對保守,它強調繼承性和古典觀念,重視理論的形象化和物理意義,是革命的右派。這兩派的大戰將交織在之後量子論發展的每一步中,從而為人類的整個自然哲學帶來極為深遠的影響。

在上一節中,我們已經提到,海森堡和薛定諤互相對對方的理論表達出毫不掩飾的厭惡(當然,他們私人之間是無怨無仇的)。他們各自認定,自己的那套方法才是唯一正確的。這是自然的現象,因為矩陣力學和波動力學看上去是那樣地不同,而兩人的性格又都以好勝和驕傲聞名。當衰敗的玻爾理論退出歷史舞臺,留下一個權力真空的時候,無疑每個人都想佔有那一份無上的光榮。不過到了1926年4月份,這種對峙至少在表面上有了緩和,薛定諤,泡利,約爾當都各自證明了,兩種力學在數學上來說是完全等價的!事實上,我們追尋它們各自的家族史,發現它們都是從經典的哈密頓函式而來,只不過一個是從粒子的運動方程出發,一個是從波動方程出發罷了。而光學和運動學,早就已經在哈密頓本人的努力下被聯絡在了一起,這當真叫做“本是同根生”了。很快人們已經知道,從矩陣出發,可以推匯出波動函式的表達形式來,而反過來,從波函式也可以匯出我們的矩陣。1930年,狄拉克出版了那本經典的量子力學教材,兩種力學被完美地統一起來,作為一個理論的不同表達形式出現在讀者面前。

但是,如果誰以為從此就天下太平,萬事大吉,那可就大錯特錯了。雖然兩種體系在形式上已經歸於統一,但從內心深處的意識形態來說,它們之間的分歧卻越來越大,很快就形成了不可逾越的鴻溝。數學上的一致並不能阻止人們對它進行不同的詮釋,就矩陣方面來說,它的本意是粒子性和不連續性。而波動方面卻始終在談論波動性和連續性。波粒戰爭現在到達了最高潮,雙方分別找到了各自可以依賴的政府,並把這場戰爭再次升級到對整個物理規律的解釋這一層次上去。

“波,只有波才是唯一的實在。”薛定諤肯定地說,“不管是電子也好,光子也好,或者任何粒子也好,都只是波動表面的泡沫。它們本質上都是波,都可以用波動方程來表達基本的運動方式。”

“絕對不敢苟同。”海森堡反駁道,“物理世界的基本現象是離散性,或者說不連續性。大量的實驗事實證明了這一點:從原子的光譜,到康普頓的實驗,從光電現象,到原子中電子在能級間的跳躍,都無可辯駁地顯示出大自然是不連續的。你那波動方程當然在數學上是一個可喜的成就,但我們必須認識到,我們不能按照傳統的那種方式去認識它——它不是那個意思。”

“恰恰相反。”薛定諤說,“它就是那個意思。波函式ψ(讀作psai)在各個方向上都是連續的,它可以看成是某種振動。事實上,我們必須把電子想象成一種駐在的本徵振動,所謂電子的“躍遷”,只不過是它振動方式的改變而已。沒有什麼‘軌道’,也沒有什麼‘能級’,只有波。”

“哈哈。”海森堡嘲笑說,“你恐怕對你自己的ψ是個什麼東西都沒有搞懂吧?它只是在某個虛擬的空間裡虛擬出來的函式,而你硬要把它想象成一種實在的波。事實上,我們絕不能被日常的形象化的東西所誤導,再怎麼說,電子作為經典粒子的行為你

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