| 推遲22年頒發(fā)的諾貝爾獎——遭到權威反對的波函數“統計解釋” zter |
杰出的物理學(xué)家玻恩（M．Born，1882－1970）于1926年提出波函數的“統計解 釋”，不僅對量子力學(xué)的發(fā)展做出巨大貢獻，而且對人們認識世界的思想方法產(chǎn)生深刻 影響。但是，由于他的新觀(guān)念背離了經(jīng)典物理學(xué)的舊傳統，長(cháng)期受到少數權威人士的堅 決反對。因此，直到1954年他才勞獲諾貝爾獎金，這比公認他應該獲獎的1923年整整推 延了22年。 意外落選的杰出科學(xué)家 1932年，瑞典皇家科學(xué)院把諾貝爾物理學(xué)獎金授予量子力學(xué)的創(chuàng )始人之一海森堡 （W．Heisenberg，1901－1976），這是誰(shuí)都預料到的事。但是，使人吃驚的是海森堡 的老師和合作者、波函數統計解釋的創(chuàng )始人玻恩卻意外地落選，沒(méi)有分享這一榮譽(yù)。就 連一向謙虛持重的玻恩也覺(jué)得突然，這件意外的事給他感情上造成了巨大的創(chuàng )傷。 在一件科學(xué)大事發(fā)生所引起的轟動(dòng)和議論尚未平息時(shí)，過(guò)早地報導和匆忙做結論是 危險的。特別是有知名的權威反對時(shí)，這種危險就更大了。諾貝爾獎金委員會(huì )的每一個(gè) 成員都深知這種問(wèn)題的嚴重程度。因此，為了維護諾貝爾獎金這一科學(xué)界“最高獎賞” 本身的榮譽(yù)，往往把一項重大科學(xué)成果的授獎時(shí)間推延若干年。在沒(méi)有把握評定有爭議 的項目正確與否時(shí)，諾貝爾獎金委員會(huì )寧愿冒保守主義之名而不敢擔敢做敢為的風(fēng)險。 在諾貝爾獎金遴選委員會(huì )采取的一條“旨在減少授獎中的錯誤而不是減少不授獎中的錯 誤”的原則下，玻恩直到1954年才“由于量子力學(xué)的基礎研究工作，特別是對波函數的 統計解釋”而與玻特（W．Bothe，1891－1957）分享該年度諾貝爾物理學(xué)獎金。這是在 玻恩提出波函數統計解釋的28年之后，此時(shí)他已經(jīng)是一位72歲的退休老人。 從現象上看，玻恩這么晚才獲獎，似乎是諾貝爾獎金委員會(huì )謹小慎微所造成的結果 ，實(shí)際上，問(wèn)題的原因并非如此簡(jiǎn)單。 馬克斯．玻恩是著(zhù)名的物理學(xué)家，1882年1月11日生于德國布雷斯勞的猶太人家庭， 先后在海德堡、蘇黎士、哥廷根和英國劍橋等地求學(xué)。他在哥廷根大學(xué)學(xué)習時(shí)曾做過(guò)大 數學(xué)家希爾伯特（D．Hilbert，1862－1943）的“私人助理”，1907年獲博士學(xué)位，畢 業(yè)后在柏林騎兵團服役一年；接著(zhù)去英國岡維爾和凱恩斯學(xué)院當研究生；1908年在哥廷 根隨大數學(xué)物理學(xué)家閔可夫斯基（H．Minkowski，1864－1909）搞相對論；1915年任柏 林大學(xué)教授，替普朗克（M．Planck，1858－1947）分擔講課任務(wù)；1919年與勞厄（V． Laue，1879－1960）對調，到法蘭克福大學(xué)做研究工作；1921年接替德拜（P．Debye， 1884－1966）任哥廷根大學(xué)物理系主任，理論物理學(xué)教授；1933年希特勒上臺后，玻恩 赴英國僑居，在劍橋大學(xué)和愛(ài)丁堡大學(xué)任教，1939年加入英國國籍；1953年退休回德國 ，1970年1月5日在哥廷根逝世。 玻恩思想活躍、學(xué)識淵博，在很多領(lǐng)域都有較深造詣，是勤奮高產(chǎn)的科學(xué)家。他一 生共發(fā)表300多篇論文和20多本書(shū)，取得的成就是多方面的，特別是對量子力學(xué)發(fā)展的 卓越貢獻，在整個(gè)物理學(xué)界具有極大影響，享有很高聲譽(yù)。如今，在所有關(guān)于量子力學(xué) 及其理論解釋的書(shū)刊中，幾乎都要提到玻恩及其貢獻。據《科學(xué)引文索引》統計，玻恩 是1961－1972年間被引用最多的50位作者之一。在一本十幾萬(wàn)字的《量子史話(huà)》中，竟 幾十次提到玻恩的名字，足見(jiàn)他的影響之大。 玻恩還是優(yōu)秀的導師，他在哥廷根大學(xué)一直主持理論物理研究工作，在玻恩等人的 領(lǐng)導下，哥廷根大學(xué)成為世界理論物理的一個(gè)重要研究中心。許多青年學(xué)者都向往到此 深造，他的周?chē)奂藦姶蟮睦碚撐锢韺W(xué)隊伍，在量子力學(xué)的創(chuàng )立和發(fā)展中，一直起著(zhù) 主導作用，是量子力學(xué)正統學(xué)派的一支主力。玻恩擅長(cháng)演講，對學(xué)生態(tài)度親切而不拘小 節，一些著(zhù)名的物理學(xué)家曾是他的學(xué)生、助手和合作乾，如諾貝爾獎金獲得者海森堡、 泡利（W．Pauli，1900－1958）、梅耶夫人（M．Mayer，1906－1972），斯特恩（W． Stern，1871－1938），還有量子化學(xué)的重要創(chuàng )始人倫教（F．London，1900－1954）和 “原子彈之父”奧本海默（J．R．Oppenhe-imer，1904－1967）等。 提出背離經(jīng)典力學(xué)的波函數統計解釋 1926年1月，幾乎在玻恩等人創(chuàng )立矩陣力學(xué)的同時(shí)，奧地利物理學(xué)家薛定諤（E． Schrodinger，1887－1961）建立了波動(dòng)力學(xué)的基本方程，即著(zhù)名的薛定諤方程。方程 中的未知量Ψ被稱(chēng)為波函數。從此，波函數Ψ做為一個(gè)重要的新概念登上量子力學(xué)舞臺 。 薛定諤的新理論提出不久，就取得了非凡的成功，應用薛定諤方程，從Ψ中做出了大量 有用的運算結果。但是Ψ函數本身的物理意義卻模糊不清，使許多物理學(xué)家感到迷惑不 解，大傷腦筋，明顯地影響了量子力學(xué)的發(fā)展和傳播。幾個(gè)月之后，薛定諤把Ψ函數解 釋為電子形成的波，并且用|Ψ|2來(lái)量度電子電荷分散開(kāi)的程度。然而，這種解釋與電 子真實(shí)行為完全不一致，很快就被否定了。 就在薛定諤的論文（第四篇通信）投到《物理學(xué)年鑒》后的第四天，另一家雜志 《物理學(xué)時(shí)代》收到了玻恩的一篇論文，題目是“碰撞過(guò)程的量子力學(xué)”，發(fā)表在1926 年6月25日出版的《物理學(xué)時(shí)代》第37卷上。在這篇不足5頁(yè)的簡(jiǎn)短論文中，玻恩首次提 出波函數的幾率解釋。 玻恩當時(shí)認為，薛定諤的“波動(dòng)力學(xué)是量子定律更深刻的表達形式”，其方式是每 個(gè)物理學(xué)家都比較熟悉的，“但是在他看來(lái)，薛定諤的波動(dòng)解釋是站不住腳的”。玻恩 回憶道：“我在弗蘭克（J．FRANCK，1882－1964）關(guān)于原子和分子碰撞的卓越的實(shí)驗 中每天都目睹粒子概念的豐碩成果，因而確信，粒立不能簡(jiǎn)單地取消。必須發(fā)現使粒子 和波一致起來(lái)的途徑。我在幾率概念中發(fā)現了銜接的環(huán)節”。玻恩又說(shuō)：“愛(ài)因斯坦 （A．Einstein，1879－1955）的觀(guān)念又一次引導了我。他曾經(jīng)把光波的振幅解釋為光 子出現的幾率密度，從而使粒子（光量子或光子）和波的二象性成為可以理解的。這個(gè) 觀(guān)念馬上可以推廣到Ψ函數上：|Ψ|2必須是電子（或其它粒子）的幾率密度”。在緊 接著(zhù)發(fā)表的長(cháng)篇論文和以后的著(zhù)述中，玻恩詳細討論并進(jìn)一步發(fā)展了他對波函數的統計 解釋。 “玻恩解釋的描述方式，同光的波動(dòng)理論把電磁波振幅的平方看做輻射強度相 似，……Ψ（x）Ψ(x)dx與無(wú)窮小區間x～x＋dx內發(fā)現電子的幾率成正比”。德布羅意 （L．DeBronglie，1892－1960）所說(shuō)的物質(zhì)波實(shí)際是幾率波。以氫原子為例，|φ（q） |2表示電子在核外某點(diǎn)q處出現的幾率密度，很明顯，電子在核外“各處出現的幾率密 度總和必定為1（100％），∫|Ψ（q）|2dq＝1”。幾率是多次觀(guān)測的統計平均值，對 單獨一次實(shí)驗而言，無(wú)法預言電子出現的準確位置，多次觀(guān)測結果則可以找到電子在各 處出現的幾率。由于幾率是用統計的方法得出的，因此，幾率解釋也常常被稱(chēng)為統計解 釋。通過(guò)粒子“統計分布的確定”和波函數的“三個(gè)性質(zhì)原則”，可以看出波函數的明 確物理意義和巨大應用價(jià)值。 玻恩早就注意到，1921年關(guān)于原子束在不均勻磁場(chǎng)中偏轉的實(shí)驗“是古典力學(xué)在原 子范圍里不適應和必須代之以新的量子力學(xué)的基本證明之一”。1927年海森堡發(fā)現的 “不確定原理”則進(jìn)一步證明波函數統計解釋的正確性。它反映了電子運動(dòng)的不確定性 和遇然性，揭示了波粒二象性的本質(zhì)和微觀(guān)世界的特殊規律，物理含義明確，與量子力 學(xué)其它部分連貫一致，很快被絕大多數物理學(xué)家所接受，充滿(mǎn)了幾乎所有涉及量子力學(xué) 的教科書(shū)和各種文獻而廣泛傳播。 1975年8月25日，英國物理學(xué)家、量子力學(xué)創(chuàng )始人之一狄拉克（P．A．M．Dirac） 在澳大利亞新南威爾士大學(xué)做“量子力學(xué)的發(fā)展”演講中指出：“當然，對原子所做的 實(shí)驗結果確與幾率有關(guān)。根據新力學(xué)，我們能夠計算出這些幾率，……我們發(fā)現計算和 觀(guān)測結果互相符合。……根據公認的標準原理概念，……以薛定諤方程中波函數為基礎 的幾率解釋?zhuān)侨藗兡軌蜃龀龅淖詈媒忉專(zhuān)藗優(yōu)楦倪M(jìn)這種解釋做了許多努力，力求獲 得比僅僅是一些幾率更多的信息，但所有這些努力都以失敗告終，根據現在的量子力學(xué) 理論……幾率解釋是正確的”。 波函數的統計解釋奠定了量子力學(xué)的理論基礎，成為量子邊學(xué)的核心解釋和基本要 點(diǎn)。它使人們看清了量子力學(xué)各種不同數學(xué)表達形式的相同物理本質(zhì)，可以認為，量子 力學(xué)是統計性的數學(xué)物理理論。這就大大地推動(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展和在各個(gè)領(lǐng)域中的應 用。 少數權威反對致使授獎時(shí)間推延 波函數的統計解釋對量子力學(xué)的發(fā)展有巨大的貢獻，屬于物理學(xué)上“最重要的發(fā) 現”。符合諾貝爾遺囑中規定的授獎條件。特別是1929年德布羅意因發(fā)現電子的波動(dòng)性 獲得諾貝爾獎金后，廣大物理學(xué)家的呼聲和玻恩本人的感覺(jué)，都認為到應該獲獎的時(shí)候 了?？墒?，玻恩不僅1932年未能與海森堡分享諾貝爾獎金，而且在以后的量子力學(xué)方面 的獲獎?wù)咧?，也長(cháng)期沒(méi)有玻恩的名字。 雖然諾貝爾金各委員會(huì )的討論都是秘密進(jìn)行的，對遴選過(guò)程和哪些人曾被提名為候 選人一事至今緘口不言，但是玻恩長(cháng)期未能獲獎的原因“顯然”“是由于科學(xué)界中關(guān)鍵 人士的極力反對……，而不是由于各委員會(huì )的因循耽擱”。對此，玻恩曾有過(guò)一段感觸 很深的評論，他說(shuō)：“我對Ψ函數的統計解釋……雖然占壓倒多數的物理學(xué)家都接受了 這種哲學(xué)，但是始終有一些物理學(xué)家不接受這種哲學(xué)，在他們中間有像普朗克、愛(ài)因斯 坦、德布羅意和薛定諤這樣偉大的人物，他們在量子理論的第一個(gè)時(shí)期都是領(lǐng)袖人物， 這可以說(shuō)明為什么要在28年以后我才因我的工作而被授予諾貝爾獎金（1954年）”。 1948年，玻恩在英國牛津大學(xué)瑪格達欏學(xué)院一次講座中，提到波函數的統計解釋和量子 力學(xué)的統計性遭到反對時(shí)說(shuō)：“盡管它已為我們這一代的物理學(xué)家所普遍接受，但是一 直遭到兩個(gè)人的堅決反對，這兩個(gè)人恰恰對量子物理的創(chuàng )立比任何其他人都貢獻得多， 這就是普朗克和愛(ài)因斯坦”。海森堡在《20世紀物理學(xué)中概念的發(fā)展》一文中說(shuō)：“也 像在相對論的場(chǎng)合一樣，這里也出現了對新的觀(guān)念方案的強烈反對意見(jiàn)，而且甚至包括 了愛(ài)因斯坦、勞厄和薛定諤這樣一些最有權威的物理學(xué)家”。 愛(ài)因斯坦是“極力反對”波函數統計解釋的“關(guān)鍵人士”，“他終生始終不滿(mǎn)意通 常賦予量子力學(xué)解釋的幾率性質(zhì)。他對這種解釋作了最尖銳的批評”。起初，這種反對 只限于他同玻恩和其他少數幾位朋友的私下接觸中，例如，他在1926年12月16日給玻恩 的信中說(shuō)：“最子力學(xué)當然是儀表堂堂的，但是，有一種內在的聲音告訴我，它還不是 真正的實(shí)貨，這個(gè)理論講一套碰運氣的拈鬮術(shù)，而不是真正把我們帶到任何更接近于了 解上帝秘密的境地。無(wú)論如何，我相信上帝是不投骰子的”。到1927年，面對大多數人 接受波函數和量子力學(xué)統計解釋的局面，愛(ài)因斯坦感到有必要讓廣大物理學(xué)家知道自己 的觀(guān)點(diǎn)，于是在當年10月舉行的第五次索爾維（E．Solvay，1839－1922）會(huì )議上，發(fā) 表了題為“電子和光子”的演講，提出公開(kāi)反對意見(jiàn)。但是，愛(ài)因斯坦的觀(guān)點(diǎn)并沒(méi)有得 到多少人的支持，結果失敗了。 此后，波函數的統計解釋被越來(lái)越多的事實(shí)所驗證，為越來(lái)越多的物理學(xué)家所接受 在越來(lái)越多的領(lǐng)域取得成功。但是，這絲毫沒(méi)有動(dòng)搖愛(ài)因斯坦所持的反對態(tài)度，不同的 只是把矛頭所指從“不正確”轉向“不完備”。1935年5月初，愛(ài)因斯坦與兩位年輕的 同事玻道爾斯基（B．Podolsky）和羅森（N．Rosen）在《物理學(xué)評論》第2輯第47卷上 發(fā)表了“能認為量子力學(xué)對物理實(shí)在的描述是完備的嗎？”即著(zhù)名的“E．P．R．悖 論”，指出“波函數所提供的關(guān)于物理實(shí)在的量子力學(xué)描述是不完備的”。當時(shí)（5月4 日）的《紐約時(shí)報》稱(chēng)這篇論文是“愛(ài)因斯坦攻擊量子理論”。同年9月11日，愛(ài)因斯 坦在給一個(gè)朋友的信中說(shuō)，量子力學(xué)“像現在所用的這種原則上是統計性的描述的[方 法]，只能是一種暫時(shí)的過(guò)渡狀態(tài)”。1947年和1948年，愛(ài)因斯坦在給玻恩的信中說(shuō)： “我完全相信，終于會(huì )有人提出一種理論，在這個(gè)理論中用定律聯(lián)系起來(lái)的對象，并不 是幾率”，“最后要使理論基礎擺脫統計概念”。 隨著(zhù)科學(xué)的發(fā)展和人們認識水平的提高，愛(ài)因斯坦的觀(guān)點(diǎn)受到越來(lái)越多的批評，陷 于十分孤立的境地。1949年，他在“對批評的回答”一文中承認，量子力學(xué)是“迄今為 止唯一能把物質(zhì)的粒子和波動(dòng)的兩重特征以邏輯上令人滿(mǎn)意的方式統一起來(lái)的理論”。 但是他對量子力學(xué)仍然“反感”，認為波函數做為“休系整體的一個(gè)統計性的描述” “是不完備的”，“是使人迷惑”的“暫時(shí)成功”，而不是“原則性的考慮”。1953年 ， 愛(ài)因斯坦寫(xiě)了《關(guān)于量子力學(xué)基礎的解釋的基本意見(jiàn)——贈給馬克斯．玻恩的科學(xué)論文 集，為紀念他從愛(ài)丁堡大學(xué)臺特自然哲學(xué)講座退休》一文，繼續同玻恩進(jìn)行激烈的爭論 。 直到1954年愛(ài)因斯坦逝世前幾個(gè)月，他在同海森堡談到量子力學(xué)的解釋時(shí)，仍然互相不 能“說(shuō)服”，愛(ài)因斯坦堅持認為統計性的量子力學(xué)“這樣的方案不可能是自然的最終描 述”。 薛定諤因創(chuàng )立波動(dòng)力學(xué)而蜚聲物理學(xué)界，他始終反對波函數的統計解釋。1928年， 他在一次演講中說(shuō)：“關(guān)于Ψ函數的明顯的統計解釋?zhuān)?#8230;…這種觀(guān)點(diǎn)有點(diǎn)不能令人滿(mǎn) 意”。1952年，他為慶祝德布羅意60壽辰而寫(xiě)的“波動(dòng)力學(xué)的意義”中，稱(chēng)波函數的幾 率解釋為“超經(jīng)驗的，幾乎是心理上的解釋。這種解釋立即受到絕大多數第一流的理論 家的歡呼，把它當作唯一符合于實(shí)驗的解釋?zhuān)疫@種解釋現在已經(jīng)成為人人都接受的 （只有少數值得注意的人除外）正統教義了”。這使“德布羅意和我一樣都感到震驚和 失望”。 至于普朗克，他直到逝世的時(shí)候都屬于懷疑派，支持薛定諤而反對玻恩關(guān)于波函數 的統計解釋。 像愛(ài)因斯坦這樣的科學(xué)權威，哪怕只有他一個(gè)反對，也足以使諾貝爾獎金委員會(huì )畏 縮不前，甚至把一致同意的候選人從實(shí)際獲獎?wù)叩拿麊沃星那牡毓吹?。何況還有薛定諤 和德布羅意等幾個(gè)“偉大人物”同他站在一起呢？正是由于愛(ài)因斯坦等少數權威的一貫 堅決反對，才使玻恩的獲獎時(shí)間整整推延了22年。1954年11月3日，玻恩獲獎后坦率地 講出他“驚喜交集”的矛盾心理和感傷情緒：“1932年我沒(méi)有海森堡一起得到諾爾獎金 ， 盡管海森堡給我寫(xiě)了一封友好的信，這件事當時(shí)還是在我的感情上造成了巨大的創(chuàng )傷。 ” 新思想與舊習慣的激烈斗爭 “科學(xué)中的進(jìn)展不能老是通過(guò)用已知的自然律來(lái)解釋新現象的辦法來(lái)實(shí)現，在某些 情況下，被觀(guān)測到的新現象只能用新概念來(lái)理解”。 本世紀20年代初，物理學(xué)正處于蓬勃發(fā)展又激烈動(dòng)蕩的時(shí)期，相對論取得成功，量 子論方興未艾。玻爾（N．Bohr，1885－1962）用舊量子論解釋原子現象，實(shí)際是把新 的量子化概念放到舊的經(jīng)典力學(xué)軌道中，像用舊瓶裝新酒、穿新鞋走老路一樣，對于一 些新問(wèn)題顯得無(wú)能為力。為了擺脫這種困境，許多物理學(xué)家紛紛提出各種新的概念、學(xué) 說(shuō)和理論，出現百花爭艷的局面。物理學(xué)處于又一次重大革命的前夜，量子力學(xué)到了它 的臨產(chǎn)時(shí)期。 一些具有新思想的物理學(xué)家，看清了這種形勢，積極探索恰當描述和完滿(mǎn)解釋微觀(guān) 世界和原子事件的新理論，玻恩則是一個(gè)杰出的代表。玻恩一向主張創(chuàng )新，反對倒退。 當相對論剛剛問(wèn)世受到各種攻擊時(shí)，他積極支持并勇敢捍衛了這個(gè)偉大的新理論；1924 年他預見(jiàn)到新理論即將出現，而把他寫(xiě)的一部完整原子理論著(zhù)作為第一卷；1925年他發(fā) 現海森堡“運動(dòng)學(xué)及力學(xué)諸關(guān)系的量子解釋”論文中的新方法很價(jià)值，立刻寄出發(fā)表， 并且以此為突破口，與他的助手一起建立了矩陣力學(xué)。玻恩以實(shí)驗事實(shí)為基礎，創(chuàng )建背 離經(jīng)典物理框架的量了力學(xué)，體現了他敢于突破、大膽創(chuàng )新的先進(jìn)科學(xué)思想。在薛定諤 建立波動(dòng)力學(xué)后，玻恩提出波函數的統計解釋?zhuān)菤v史的必然。 “任何一項新的科學(xué)原理的發(fā)現都意味著(zhù)對人們習以為常的傳統觀(guān)念的背離和決 裂”。波函數的統計解釋第一次把幾率概念正式引進(jìn)“精確的”物理學(xué)，從此物理學(xué)特 別是微觀(guān)物理學(xué)必須考慮一個(gè)幾率的理論，“粒子的運動(dòng)遵循幾率定律，而幾率本身則 按因果律分布”，這種解釋表明量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的本質(zhì)區別。“量子力學(xué)有它獨特 之處，一般它只預言一個(gè)事件的幾率，而不對這個(gè)事件會(huì )不會(huì )發(fā)生作任何決定論的論 斷”。量子力學(xué)以統計的方式揭示了微觀(guān)體系運動(dòng)所具有的確定性與不確定、必然性與 偶然性、波動(dòng)性與粒子性之間的辯證前系，從而擯棄了經(jīng)典力學(xué)中單值決定論、單純必 然性和簡(jiǎn)單因果性等傳統觀(guān)念。這不僅是物理學(xué)的一次重大革命，而且也是人類(lèi)認識史 上的一次新飛躍。正如玻恩本人在獲獎后所說(shuō)的那樣：“與其說(shuō)昌因為在我所發(fā)表的工 作里包括了一個(gè)新自然現象的發(fā)現，倒不如說(shuō)是因為那里面包括了一個(gè)關(guān)于自然現象的 新思想方法基礎的發(fā)現”。對此，日本物理學(xué)家、諾貝爾獎金獲得者湯川秀樹(shù)評論說(shuō)， 量子力學(xué)“提出了比相對論更富于哲學(xué)性的問(wèn)題，尤其是，一個(gè)原因并不一定產(chǎn)生一個(gè) 結果，這種不確定性肯定對我們的思想方法產(chǎn)生深刻的影響”。 但是，幾千年來(lái)的文明發(fā)展史，從古希臘的德謨克利特（Democritus，約公元前 460－前370）到近代的斯賓諾莎（Spinoza，1632－1677），人類(lèi)認識的基本指導思想 一直是單純必然性和簡(jiǎn)單因果性觀(guān)念，反映在近代自然科學(xué)上則是牛頓（I．Newton， 1642－1727）、拉普拉斯（P．Laplace，1749－1827）等人經(jīng)典物理學(xué)中的單值決定論 定律，現代物理學(xué)中愛(ài)因斯坦的相對論也基本如此。在經(jīng)物理學(xué)中，任何物體的運動(dòng)都 被作用其上的諸力嚴格決定，例如，月亮愛(ài)地球引力作用以一定速度沿固定轉道繞地球 運轉，可以按照牛頓運動(dòng)定律準確算出它在某一時(shí)刻必然出現在哪一點(diǎn)，嚴格遵循簡(jiǎn)單 因果和單值決定論定律，從來(lái)不存在幾率問(wèn)題。這就是19世紀整個(gè)精確和科學(xué)的基本哲 學(xué)原則，也是愛(ài)因斯坦和玻恩所屬的這一代物理學(xué)家所得到的最基本教導。正是由于這 種傳統觀(guān)念的驅使，愛(ài)因斯坦等一些物事學(xué)家，對舊量子論暴露出來(lái)的問(wèn)題，不是積極 向前探求全新理論，反而采取了墨守陳規，甚至拉向倒退的態(tài)度。 1954年，玻恩榮獲諾貝爾獎金后，在法國所作題為“量子力學(xué)的統計詮釋”的演講 中指出：“愛(ài)因斯坦、德布羅意和薛定諤不停地在強調量子力學(xué)具有不能令人滿(mǎn)意的特 征，他們要求回到經(jīng)典的牛頓物理學(xué)概念。”薛定諤還認為他的波動(dòng)論有可能回到?jīng)Q定 論的經(jīng)典物理去；普朗克稱(chēng)贊薛定諤用波動(dòng)方程“重新建立了決定論”；德布羅意則認 真嘗試尋找“隱參數”以“拯救決定論”。愛(ài)因斯坦比別人更不愿意放棄決定論，他 “嘲弄”統計解釋的擁護者是“相信上帝的權力要依靠擲骰戲”。愛(ài)因斯坦深信，我們 這個(gè)世界根本不存在偶然性和非決定論，因為“是帝是不投骰子的”。1963年，狄拉克 在“量子力學(xué)與自然現象的發(fā)展”一文中反復指出，愛(ài)因斯坦等人“堅決反對放棄決定 論”?？梢哉J為，堅持回到經(jīng)典力學(xué)的決定論是反對量子力學(xué)統計解釋的思想基礎和認 識根源。 玻恩、玻爾、海森堡、泡利和狄拉克等一大批物理學(xué)家則認為，量子力學(xué)的發(fā)展及 其解釋“回到牛頓的決定論是不可能的”，夢(mèng)想“后退”“到牛頓一麥克斯韋（J． Maxwell，1831－1879）的經(jīng)典格式”，那“是無(wú)望的”，它“違反時(shí)代精神”。玻恩 指出：“經(jīng)典物理的決定論已表明是一種假象，是由于過(guò)分重視數理邏輯的概念結構而 產(chǎn)生的。它在探索自然中是一種偶象，而非理想，因此不能用它來(lái)反對關(guān)于量子力學(xué)的 基本上為非決定論的統計解釋”。“只要我們容許速度數據哪怕有最小的不準確性，決 定論就要變成非決定論”。1972年9月狄拉克在意大利國際理論物理中心所作題目為 “物理學(xué)家的自然概念”的演講中說(shuō)，量子力學(xué)“計算的是幾率，……解釋是統計性 的。……沒(méi)有經(jīng)典力學(xué)中的決定論，這是物理學(xué)家不得不去習慣的又一概念，他們必須 放棄偏愛(ài)決定論的成見(jiàn)，而放棄這個(gè)成見(jiàn)是非常困難的”。不僅愛(ài)因斯坦一直反對量子 力學(xué)，連普朗克、德布羅意等開(kāi)辟量子力學(xué)基礎的人們也對最后建立起來(lái)的量子力學(xué)或 多或少都有些抵觸，……可以說(shuō)，對建立新物理學(xué)作出貢獻的人們有時(shí)也不能從舊想法 中完全解脫出來(lái)。 沖破傳統觀(guān)念的束縛 對波函數統計解釋的不同態(tài)度，反映了新思想與舊習慣之間的深刻矛盾，要想解決 這個(gè)矛盾，必須犧牲某些傳統觀(guān)念。 “科學(xué)總是革命的和非正統的，這是它本性”，其實(shí)質(zhì)就在于不斷探索新領(lǐng)域，發(fā) 現新規律，創(chuàng )立新理論，并用新眼光評價(jià)或更新舊觀(guān)點(diǎn)。但是，傳統觀(guān)念總是把已有理 論當成包醫百病的萬(wàn)應靈藥，希望它能解釋所有現象；對舊理論暴露出來(lái)的弊病，總是 習慣于修修補補，維持原狀；而對新的發(fā)現和創(chuàng )造總是極力反對，或想方設法將其納入 舊框架中。傳統觀(guān)念是科學(xué)發(fā)現、發(fā)明和創(chuàng )造的巨大障礙，它束縛人們的頭腦和手腳， 該想的不敢想，該干的不敢干。特別是科學(xué)界某些權威受傳統觀(guān)念影響嚴重時(shí)，造成的 危害可能就更大了。由于過(guò)分迷信權威，如果科學(xué)發(fā)現有權威反對，結果就會(huì )造成該承 認的不敢承認，該支持的不敢支持，使得創(chuàng )造精神受到扼殺，科學(xué)發(fā)展受到阻礙。因此 ， 發(fā)展科學(xué)必須擺脫傳統觀(guān)念的束縛，破除對權威的過(guò)分迷信，徹底解放思想，在科學(xué)的 征途上，做新發(fā)現的勇敢支持者，新領(lǐng)域的大膽探索者。 ---- 雖然波恩在諾貝爾獎事情里精神上受到了打擊，但是相對愛(ài)因斯坦來(lái)說(shuō)，卻是幸運的。 由于拒絕量子力學(xué)，愛(ài)因斯坦后半生的研究實(shí)際上成了一團廢紙，這是脫離物理實(shí)驗 的天才失敗的最好例子。這就是波恩在這里遠比愛(ài)因斯坦幸運的地方。 |
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