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體問題為導索,普朗克的量子假設是如何點燃了新革命的星星之火。在這之後,愛因斯坦的光量子理論賦予了新生的量子以充實的力量,讓它第一次站起身來傲視群雄,而玻爾的原子理論藉助了它的無窮能量,開創出一片嶄新的天地來。
我們也已經講到,關於光的本性,粒子和波動兩種理論是如何從300年前開始不斷地交鋒,其間興廢存亡有如白雲蒼狗,滄海桑田。從德布羅意開始,這種本質的矛盾成為物理學的基本問題,而海森堡從不連續性出發創立了他的矩陣力學,薛定諤沿著另一條連續性的道路也發現了他的波動方程。這兩種理論雖然被數學證明是同等的,但是其物理意義卻引起了廣泛的爭論,波恩的機率解釋更是把數百年來的決定論推上了懷疑的舞臺,成為浪尖上的焦點。而另一方面,波動和微粒的戰爭現在也到了最關鍵的時候。
接下去,物理學中將會發生一些真正奇怪的事情。它將把人們的哲學觀改造成一種似是而非的瘋狂理念,並把物理學本身變成一個大漩渦。20世紀最著名的爭論即將展開,其影響一直延綿到今日。我們已經走了這麼長的路,現在都筋疲力盡,委頓不堪,可是我們卻已經無法掉頭。回首處,白雲遮斷歸途,回到經典理論那溫暖的安樂窩中已經是不可能的了,擺在我們眼前的,只有一條漫長而崎嶇的道路,一直通向遙遠而未知的遠方。現在,就讓我們鼓起最大的勇氣,跟著物理學家們繼續前進,去看看隱藏在這道路盡頭的,究竟是怎樣的一副景象。
我們這就回到1927年2月,那個神奇的冬天。過去的幾個月對於海森堡來說簡直就像一場惡夢,越來越多的人轉投向薛定諤和他那該死的波動理論一方,把他的矩陣忘得個一乾二淨。海森堡當初的那些出色的論文,現在給人們改寫成波動方程的另類形式,這讓他尤其不能容忍。他後來給泡利寫信說:“對於每一份矩陣的論文,人們都把它改寫成‘共軛’的波動形式,這讓我非常討厭。我想他們最好兩種方法都學學。”
但是,最讓他傷心的,無疑是玻爾也轉向了他的對立面。玻爾,那個他視為嚴師、慈父、良友的玻爾,那個他們背後稱作“量子論教皇”的玻爾,那個哥本哈根軍團的總司令和精神領袖,現在居然反對他!這讓海森堡感到無比的委屈和悲傷。後來,當玻爾又一次批評他的理論時,海森堡甚至當真哭出了眼淚。對海森堡來說,玻爾在他心目中的地位是獨一無二的,失去了他的支援,海森堡感覺就像在河中游水的小孩子失去了大人的臂膀,有種孤立無援的感覺。
不過,現在玻爾已經去挪威度假了,他大概在滑雪吧?海森堡記得玻爾的滑雪水平拙劣得很,不禁微笑一下。玻爾已經不能提供什麼幫助了,他現在和克萊恩抱成一團,專心致志地研究什麼相對論化的波動。波動!海森堡哼了一聲,打死他他也不承認,電子應該解釋成波動。不過事情還不至於糟糕到頂,他至少還有幾個戰友:老朋友泡利,哥廷根的約爾當,還有狄拉克——他現在也到哥本哈根來訪問了。
不久前,狄拉克和約爾當分別發展了一種轉換理論,這使得海森堡可以方便地用矩陣來處理一些一直用薛定諤方程來處理的機率問題。讓海森堡高興的是,在狄拉克的理論裡,不連續性被當成了一個基礎,這更讓他相信,薛定諤的解釋是靠不住的。但是,如果以不連續性為前提,在這個體系裡有些變數就很難解釋,比如,一個電子的軌跡總是連續的吧?
海森堡盡力地回想矩陣力學的建立史,想看看問題出在哪裡。我們還記得,海森堡當時的假設是:整個物理理論只能以可被觀測到的量為前提,只有這些變數才是確定的,才能構成任何體系的基礎。不過海森堡也記得,愛因斯坦不太同意這一點,他受古典哲學的薰陶太濃,是一個無可救要的先驗主義者。
“你不會真的相信,只有可觀察的量才能有資格進入物理學吧?”愛因斯坦曾經這樣問他。
“為什麼不呢?”海森堡吃驚地說,“你創立相對論時,不就是因為‘絕對時間’不可觀察而放棄它的嗎?”
愛因斯坦笑了:“好把戲不能玩兩次啊。你要知道在原則上,試圖僅僅靠可觀察的量來建立理論是不對的。事實恰恰相反:是理論決定了我們能夠觀察到的東西。”
是嗎?理論決定了我們觀察到的東西?那麼理論怎麼解釋一個電子在雲室中的軌跡呢?在薛定諤看來,這是一系列本徵態的疊加,不過,forget him!海森堡對自己說,還是用我們更加正統的矩陣來解釋解釋吧。可是,矩陣是不連續的,而軌跡是連續的,而且
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