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上帝掷骰子吗？：量子物理史话（升级版） [:1700958636]
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Part. 3
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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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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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爱因斯坦站起来发言了：
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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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爱因斯坦光箱实验
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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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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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罗森菲尔德后来描述说：
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“（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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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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罗森菲尔德接着说：
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“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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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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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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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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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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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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因果性必须死，因为物理学需要生！
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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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爱因斯坦失望地看着这个场面，发展到如此地步实在让他始料不及。失去了严格的因果性，一片混乱……恐怕约翰·弥尔顿描绘的那个“群魔殿”（Pandemonium）就是这个样子吧？爱因斯坦对玻尔已经两战两败，他现在知道量子论的根基比想象的要牢固得多。看起来，量子论不太可能是错误的，或者自相矛盾的。
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但爱因斯坦也绝不会相信它代表了真相。好吧，量子论内部是没有矛盾的，但它并不是一幅“完整”的图像。我们看到的量子论，可能只是管中窥豹，虽然看到了真实的一部分，但仍然有更多的“真实”未被发现。一定有一些其他的因素，它们虽然不为我们所见，但无疑对电子的行为有着影响，从而严格地决定了它们的行为。量子论不能说是错吧，至少是“不完备”的，它不可能代表了深层次的规律，而只是一种肤浅的表现而已！
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不管怎么说，因果关系不能抛弃！爱因斯坦的信念到此时几乎变成一种信仰了，他已决定终生为经典理论而战。这不知算是科学的悲剧还是收获，一方面，那个大无畏的领路人，那个激情无限的开拓者永远地从历史上消失了。亚伯拉罕·派斯（Abraham Pais）在《爱因斯坦曾住在这里》一书中说，就算1925年后，爱因斯坦改行钓鱼以度过余生，这对科学来说也没什么损失。但是，爱因斯坦对量子论的批评和诘问也确实使它时时三省吾身，冷静地审视和思考自己存在的意义，并不断地在斗争中完善自己。大概可算一种反面的激励吧？
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