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1700961230 当然,我们无意贬低布鲁诺的地位。客观上来说,他无疑也对日心说的传播起到了积极的影响。而他对自由思想的追求,对个人信念的坚持,面对世俗的压力不惜反叛和献身的勇气,则更属于人类最宝贵的精神财富。但我们必须承认的是,在现代科学初生的那个蒙昧阶段,它和巫术、占星术、炼金术、宗教的关系是千丝万缕的,根本无法割裂开来。就算是作为现代科学奠基人的牛顿,他的神学著作和炼金活动也是数不胜数的。我们往往过分强调了那个时代科学与宗教的冲突,反过来又把许多站在教会对立面的人立为科学的典型,这在科学史研究中是非常需要避免的辉格式解释(Whig Interpretation)倾向。
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1700961232 在历史上,与布鲁诺类似的人物还有几位。首先是公元415年被基督教僧侣谋杀的希腊女数学家海帕西娅(Hypatia),这个悲剧的原因更多是政治冲突和阴谋。宗教领袖Cyril和罗马长官Orestes为了亚历山大城的控制权明争暗斗,而海帕西娅却是后者的密友。另外,还有阿斯科里的塞科(Cecco d’Ascoli,本名Francesco degli Stabili),他是中世纪意大利的占星学家,于1327年被烧死在佛罗伦萨。他的罪名其实也是行巫术(而不是断言地球是圆形),事实上占星学在那个年代得到了空前发展,占据了社会上层人物生活中的一个主要部分。再顺便说一说西班牙医生塞尔维特(Michael Servetus),他于1553年在日内瓦被烧死。他的罪名是两条:反对三位一体理论和反对幼儿洗礼,这些都是从神学角度出发的争论。塞尔维特本身主要是个神学家,他坚持的是一种唯一神论学说(unitarianism),即否定三位一体理论的神学(如历史上的阿里乌斯教),至今仍有许多唯一神教堂以其名命名。当然,塞尔维特相信血液循环说,不过这和他的定罪没什么关系,在当时也没造成多大影响,这个概念自哈维起才被医生们普遍接受。这些人固然都死于非命,但把他们说成是为科学献身的“烈士”却是不合适的。
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1700961234 而在货真价实的科学家中,最著名的在公众前被处死的人物大概要属拉瓦锡了,当然原因也和科学无关。他因为担任过旧政府的收税官,在法国大革命中被送上了断头台。拉格朗日对此说了一句著名的评论:“砍掉他的脑袋只需要1秒钟,但就算过上100年,法国也未必能再生出这样一颗脑袋来。”
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1700961236 上帝掷骰子吗?:量子物理史话(升级版) [:1700958636]
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1700961239 花开花落,黄叶飘零,又是深秋季节,第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开了。玻尔来到会场时心中惴惴不安,看爱因斯坦表情似笑非笑,吃不准他三年间练成了什么新招,不知到了一个什么境界。不过玻尔倒也不是太过担心,量子论的兴起已经是板上钉钉的事实,现在整个体系早就站稳脚跟,枝繁叶茂地生长起来。爱因斯坦再厉害,凭一人之力也难以撼动它的根基。玻尔当年的弟子们―海森堡、泡利等,如今也都是独当一面的大宗师了,哥本哈根派名震整个物理界,玻尔自信吃不了大亏。
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1700961241 爱因斯坦则在盘算另一件事:量子论方兴未艾,当其之强,要打败它的确太难了。可是因果律和经典理论难道就这么完了不成?不可能,量子论一定是错的!嗯,想来想去,要破量子论,只有釜底抽薪,击溃它的基础才行。爱因斯坦凭着和玻尔交手的经验知道,在细节问题上是争不出个什么所以然的,量子论就像神话中那个九头怪蛇海德拉(Hydra),你砍掉它一颗头马上会再生一颗出来,必须得瞄准最关键的那颗头才行。这颗头就是其精髓所在―不确定性原理!
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1700961243 爱因斯坦站起来发言了:
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1700961245 想象一个箱子,上面有一个小孔,并有一道可以控制其开闭的快门,箱子里面有若干个光子。好,假设快门可以控制得足够好,它每次打开的时间是如此之短,以至每次只允许一个光子从箱子里飞到外面。因为时间极短,△t是足够小的。那么现在箱子里少了一个光子,它轻了那么一点点,这可以用一个理想的弹簧秤测量出来。假如轻了△m吧,那么就是说飞出去的光子重m,根据相对论的质能方程E=mc2 ,可以精确地算出箱子内部减少的能量△E。
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1700961250 爱因斯坦光箱实验
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1700961252 那么,△E和△t都很确定,海森堡的公式△E×△t > h也就不成立。所以整个量子论是错误的!
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1700961254 这可以说是爱因斯坦凝聚了毕生功夫的一击,其中还包含了他的成名绝技相对论。这一招如白虹贯日,直中要害,沉稳老辣、干净漂亮。玻尔对此毫无思想准备,他大吃一惊,一时想不出任何反击的办法。据目击者说,他变得脸如死灰、呆若木鸡,张口结舌地说不出话来。一整个晚上他都闷闷不乐,搜肠刮肚,苦思冥想。
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1700961256 罗森菲尔德后来描述说:
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1700961258 “(玻尔)极力游说每一个人,试图使他们相信爱因斯坦说的不可能是真的,不然那就是物理学的末日了,但是他想不出任何反驳来。我永远不会忘记两个对手离开会场时的情景:爱因斯坦的身影高大庄严,带着一丝嘲讽的笑容,静悄悄地走了出去。玻尔跟在后面一路小跑,他激动不已,词不达意地辩解说要是爱因斯坦的装置真的管用,物理学就完蛋了。”
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1700961260 这一招当真如此淳厚完美,无懈可击?玻尔在这关键时刻力挽狂澜,尽显英雄本色。他经过一夜苦思,终于想出了破解此招的方法,一个更加妙到巅毫的巧招。
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1700961262 罗森菲尔德接着说:
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1700961264 “第二天早上,玻尔的胜利便到来了。物理学也得救了。”
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1700961266 玻尔指出:好,一个光子跑了,箱子轻了△m。我们怎么测量这个△m呢?用一个弹簧秤,设置一个零点,然后看箱子位移了多少。假设位移为△q吧,这样箱子就在引力场中移动了△q的距离,但根据广义相对论的红移效应,这样的话,时间的快慢也要随之改变相应的△t。可以根据公式计算出:△t>h/△mc2 。再代以质能公式△E=△mc2 ,则得到最终的结果,这结果是如此眼熟:△t△E >h,正是海森堡测不准关系!
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1700961268 我们可以不理会数学推导,关键是爱因斯坦忽略了广义相对论的红移效应!引力场可以使原子频率变低,也就是红移,等效于时间变慢。当我们测量一个很准确的△m时,我们在很大程度上改变了箱子里的时钟,造成了一个很大的不确定的△t。也就是说,在爱因斯坦的装置里,假如我们准确地测量△m或者△E时,我们就根本没法控制光子逃出的时间T!
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1700961270 广义相对论本是爱因斯坦的独门绝技,玻尔这一招“以彼之道,还施彼身”不但封挡住了爱因斯坦那雷霆万钧的一击,更把这诸般招数都回加到了他自己身上。两人的这次论战招数精奇,才华横溢,教人击节叹服,大开眼界。觉得见证两大纵世奇才出全力相拼,实在不虚此行。
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1700961272 现在轮到爱因斯坦自己说不出话来了。难道量子论当真天命所归,严格的因果性当真已经迟迟老去,不再属于这个叛逆的新时代?玻尔是最坚决的革命派,他的思想闳廓深远,穷幽极渺,却又如大江奔流,浩浩荡荡,奔腾不息。物理学的未来只有靠量子―这个古怪却又强大的精灵去开拓。新世界不再有因果性,不再有实在性,可能让人觉得不太安全,但它却是那样胸怀博大、气势磅礴,到处都有珍贵的宝藏和激动人心的秘密等待着人们去发掘。狄拉克后来有一次说,自海森堡取得突破以来,理论物理进入了前所未有的黄金年代,任何一个二流的学生都可能在其中做出一流的发现。是的,人们应当毫不畏惧地走进这样一个生机勃勃的,充满了艰险、挑战和无上光荣的新时代中来,把过时的因果性做成一个纪念物,装饰在泛黄的老照片上去回味旧日的似水年华。
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1700961274 革命!前进!玻尔在大会上又开始显得精神抖擞,豪气万丈。爱因斯坦的这个光箱实验非但没能击倒量子论,反而成了它最好的证明,给它的光辉又添上了浓重的一笔。现在没什么好怀疑的了,绝对的因果性是不存在的,哥本哈根解释如野火一般在人们的思想中蔓延开来。玻尔是这场革命的旗手,他慷慨陈词,就像当年在议会前的罗伯斯庇尔。要是可能的话,他大概真想来上这么一句:
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1700961276 因果性必须死,因为物理学需要生!
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1700961278 停止争论吧,上帝真的掷骰子!随机性是世界的基石,当电子出现在这里时,它是一个随机的过程,并不需要有谁给它加上难以忍受的条条框框。全世界的粒子和波现在都得到了解放,从牛顿和麦克斯韦写好的剧本中挣扎出来,大口地呼吸自由空气。它们和观测者玩捉迷藏,在他们背后融化成概率波弥散开去,神秘地互相渗透和干涉。当观测者回过头去寻找它们,它们又快乐地现出原形,呈现出一个面貌等候在那里。这种游戏不致过火,因为还有波动方程和不确定原理在起着规则的作用。而统计规律则把微观上的无法无天抹平成为宏观上的井井有条。
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