作者 王江山

1927年·比利時(shí)·布魯塞爾

布魯塞爾深藍(lán)的天空透徹?zé)o痕。時(shí)隔多年，愛(ài)因斯坦又來(lái)到了這里——參加第五次索爾維會(huì)議，本次的主題議程是“電子和光子”。但誰(shuí)都知道，實(shí)際上，這是為了量子論準(zhǔn)備的論壇。

星期一的清晨，在勞倫斯·布拉格和康普頓分別做完關(guān)于X 射線的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和康普頓實(shí)驗(yàn)以及其和經(jīng)典電磁理論的不一致的報(bào)告之后，各路物理界明星紛紛登場(chǎng)。

量子力學(xué)的怪杰德布羅意首先作了報(bào)告。他的題目是《量子的新力學(xué)》。 

報(bào)告回顧了薛定諤關(guān)于波動(dòng)力學(xué)的工作和玻恩的幾率詮釋?zhuān)缓笏岢隽诉@樣一個(gè)問(wèn)題：“我認(rèn)為目前波動(dòng)力學(xué)中的首要問(wèn)題，就是這個(gè)：粒子與波之間應(yīng)該有什么聯(lián)系呢？如果已知粒子的初始位置，那么用我的粒子速度導(dǎo)引公式可以得到粒子的運(yùn)動(dòng)，如果初始位置未知，那么用波函數(shù)也可以得到粒子在空間給定位置的幾率。通過(guò)導(dǎo)引公式?jīng)Q定了粒子在空間的軌道，能給出粒子精確的位置和速度值。它不僅是個(gè)幾率波，也是導(dǎo)波。”德布羅意強(qiáng)調(diào)，這就是自己這些天來(lái)的思考結(jié)果——導(dǎo)波理論。“并且，粒子實(shí)際上是受到波的控制和引導(dǎo)的。”

可是反應(yīng)平平。很少人表示支持，倒是一向直言快語(yǔ)的泡利尖銳的指出：“德布羅意先生，我不得不反駁一下，要按照統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)說(shuō)，你的說(shuō)法還有點(diǎn)靠譜，但是，如果考慮到彈性碰撞，這個(gè)理論就不堪一擊。實(shí)話講，這和量子理論根本就不相容。你想回到經(jīng)典理論的框架里，這是歷史車(chē)輪倒轉(zhuǎn)！”

德布羅意沒(méi)想到對(duì)方一上場(chǎng)就這么火藥味兒十足。他試圖舉個(gè)經(jīng)典光學(xué)的例子來(lái)說(shuō)明自己的正確，但是就連他自己在說(shuō)完這個(gè)例子后都有點(diǎn)懷疑，莫非把導(dǎo)波想象成一個(gè)真實(shí)的物理場(chǎng)，這種想法是錯(cuò)誤的？

接下來(lái)，輪到玻恩和年輕的海森堡。

這時(shí)候，二人剛剛完善了矩陣?yán)碚?，他們?cè)谘葜v里詳細(xì)介紹了這個(gè)理論，還提到了測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系。

結(jié)束語(yǔ)是很有挑釁性的。

“我們認(rèn)為量子力學(xué)是一個(gè)完備的理論，它的基本的物理和數(shù)學(xué)假設(shè)是不容許進(jìn)一步加以修改的?！?/p>

愛(ài)因斯坦聽(tīng)到這里，忍不住皺起了眉，但他不發(fā)一言。

至此，討論會(huì)的氣氛已經(jīng)有些緊張了。薛定諤下一個(gè)上臺(tái)，他簡(jiǎn)單的介紹了波動(dòng)力學(xué)，還為德布羅意說(shuō)了幾句話，但翻來(lái)覆去還是那些舊的觀點(diǎn)，就連德布羅意都不太同意。

泡利露出嘲諷的神情，悄聲說(shuō)了一句：“幼稚?！焙Ｉt直接評(píng)論說(shuō)：“但是薛定諤先生，你的計(jì)算可沒(méi)證明你的理論啊?！?/p>

“只是計(jì)算不令人滿(mǎn)意，但這個(gè)理論比電子軌道那種胡扯要正確的多。”

年輕氣盛的海森堡正要反駁，玻恩則冷靜的微笑著回應(yīng)：“可惜，那并不是胡扯?！?/p>

不和諧的味道越來(lái)越濃厚，德高望重的洛倫茲開(kāi)始發(fā)言。

他承認(rèn)海森堡的理論有一定道理，“就我沒(méi)有談到過(guò)的基礎(chǔ)現(xiàn)象而言，我依然保持我對(duì)決定論的信仰，”老人的眼睛掃視眾人，“但是不是還有更深邃的精靈，足以描述那些粒子的運(yùn)動(dòng)？非決定論在原則上是不可避免的嗎？”

他看向玻爾的座位：“玻爾先生，我邀請(qǐng)您來(lái)做發(fā)言?！?/p>

玻爾等這一時(shí)刻很久了。是的，上次的科莫會(huì)議，愛(ài)因斯坦沒(méi)來(lái)，這已經(jīng)給自己留下了遺憾，這次，一定要當(dāng)面將自己的互補(bǔ)原理講給他聽(tīng)。

“我們都知道，經(jīng)典物理學(xué)中，是無(wú)需考慮觀察對(duì)象與儀器間的關(guān)系的，但在量子物理學(xué)中，這種相互作用卻形成現(xiàn)象的一個(gè)不可分割的部分。因此真正量子現(xiàn)象的無(wú)歧義的說(shuō)明，必須包括對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置之一切有關(guān)特點(diǎn)的描述。根據(jù)量子理論，在同樣的安排和實(shí)驗(yàn)條件下，能夠發(fā)生各種不能預(yù)期的個(gè)體量子過(guò)程，因而在宏觀儀器上可以測(cè)到各種不同的現(xiàn)象。雖然這些現(xiàn)象之間存在統(tǒng)計(jì)的關(guān)系，但這和經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)力學(xué)有根本的不同。在量子物理中，不管哪一種數(shù)學(xué)形式都存在人們關(guān)于微觀客體的知識(shí)隨時(shí)間演變的規(guī)律，但它不是通常所說(shuō)的因果律。所以，人們必須放棄決定論，而把幾率看成是本質(zhì)的?！?/p>

他期待的看向愛(ài)因斯坦，這是他第一次聽(tīng)到自己的互補(bǔ)理論。 

“一些經(jīng)典概念的應(yīng)用不可避免的排除另一些經(jīng)典概念的應(yīng)用，而這‘另一些經(jīng)典概念’在另一條件下又是描述現(xiàn)象不可或缺的。必須而且只需將所有這些既互斥又互補(bǔ)的概念匯集在一起，才能而且定能形成對(duì)現(xiàn)象的詳盡無(wú)遺的描述?！?/p>

但是愛(ài)因斯坦只是露出沉思一般的神情。他依舊不發(fā)一言。

玻爾失望的走下講臺(tái)。

布里淵首先評(píng)論了這個(gè)理論，在他發(fā)言的時(shí)候，德布羅意忍不住向他點(diǎn)頭致意——正是布里淵的工作給了自己?jiǎn)l(fā)，令自己得出了物質(zhì)波理論。

比利時(shí)物理學(xué)家泰奧菲勒·德·頓德?tīng)栆矊?duì)此做了發(fā)言，接下來(lái)，是玻恩上場(chǎng)了。

他早看出玻爾的期待，也將愛(ài)因斯坦的沉思盡收眼底，所以他第一句就提到了愛(ài)因斯坦，在成功的吸引了他的注意后，他問(wèn)出了這個(gè)問(wèn)題：“現(xiàn)象的粒子特性怎樣才能同用波動(dòng)來(lái)表示這個(gè)現(xiàn)象調(diào)和起來(lái)呢？”然后，自問(wèn)自答，他以“波包塌縮”概念來(lái)解釋。

拋磚引玉的工作已經(jīng)做完了，玻恩看著愛(ài)因斯坦：這下子，你必須得說(shuō)點(diǎn)什么了吧。

“請(qǐng)?jiān)?，各位，”?ài)因斯坦終于發(fā)聲了，“我沒(méi)有深入研究過(guò)量子力學(xué)，但我還想談?wù)勎业目捶?。我認(rèn)為物理體系的‘實(shí)在狀態(tài)’是切實(shí)存在的，它不依賴(lài)于觀察量或量度而客觀地存在，并且原則上是可以用物理表示方式來(lái)描述的?！?/p>

“我想提一個(gè)實(shí)驗(yàn)?！睈?ài)因斯坦在黑板上畫(huà)了起來(lái)。 

他設(shè)想了一個(gè)帶有小孔的屏，孔上有活門(mén)。由經(jīng)典力學(xué)關(guān)于兩體問(wèn)題的能量一動(dòng)量守恒定律，可以算出活門(mén)和穿過(guò)此孔射向屏右邊的粒子之間的動(dòng)量轉(zhuǎn)移，進(jìn)而可能得到平行于屏的動(dòng)量分量的精確值，因此粒子的位置亦可由孔徑任意精確地確定。

愛(ài)因斯坦認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以提供一個(gè)精確的時(shí)空坐標(biāo)，同時(shí)又能提供對(duì)此過(guò)程中能量和動(dòng)量交換平衡的詳細(xì)說(shuō)明，這就能很好的反駁波函數(shù)的幾率解釋。

“目前，由于量子理論的應(yīng)用領(lǐng)域的不同，人們可以從兩種不同的觀點(diǎn)來(lái)看量子理論：

一種是德布羅意和薛定諤曾表述過(guò)的，這里沒(méi)有‘單個(gè)電子’，而是‘一團(tuán)電子云’，它是實(shí)際存在的。第二種如你們所說(shuō)，” 愛(ài)因斯坦指指玻恩一行人，“的確有一個(gè)電子，但電子本身不擴(kuò)散到空中，擴(kuò)散的只是它的幾率波。我不得不說(shuō)，從集合的觀點(diǎn)看，第二種觀點(diǎn)包含了第一種觀點(diǎn)，但我反對(duì)第二種看法?！?/p>

會(huì)場(chǎng)內(nèi)變得極為寂靜。玻爾知道，正面交鋒的時(shí)刻到了。

“第二種看法過(guò)于強(qiáng)調(diào)了隨機(jī)性。許多人也把量子力學(xué)看成關(guān)于單個(gè)過(guò)程的完備理論。但請(qǐng)諸位想想，如果真如第二種看法所說(shuō)，同樣的過(guò)程豈不會(huì)產(chǎn)生許多不同結(jié)果？再回到我剛才說(shuō)的實(shí)驗(yàn)，如此一來(lái)，感應(yīng)屏上的許多區(qū)域就要同時(shí)對(duì)電子的觀測(cè)瞬間做出反應(yīng)，這似乎暗示了一種超距作用，可大家都知道，按照相對(duì)論的理論，沒(méi)有什么能超越光速。這是違背相對(duì)論的?！?/p>

 “但是愛(ài)因斯坦先生，”玻爾反應(yīng)迅速：“按照你的說(shuō)法，對(duì)孔徑的進(jìn)一步考察可以自然地給出測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式。而且，你怎么避免電子與狹縫邊緣的相互作用？”

“好，我承認(rèn)用確定位置坐標(biāo)的同一系統(tǒng)來(lái)精確測(cè)量動(dòng)量是不可能的?！倍虝旱捏@訝后，愛(ài)因斯坦很快拿出了第二個(gè)方案。

“那讓我們用分開(kāi)的裝置來(lái)進(jìn)行測(cè)量，一個(gè)測(cè)位置，一個(gè)測(cè)動(dòng)量怎么樣？”

愛(ài)因斯坦又設(shè)計(jì)了一個(gè)電子通過(guò)雙狹縫干涉的理想實(shí)驗(yàn)，如果入射粒子流非常微弱，以致于可以認(rèn)為某一時(shí)刻只有一個(gè)粒子穿過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置，那么粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量就可以在超出測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系范圍的精度上被測(cè)定，如此就可以確定電子的確切的位置。

玻爾皺起眉。會(huì)場(chǎng)里的每個(gè)人都注視著這兩個(gè)量子時(shí)代的偉大旗手。

他沉思了好一會(huì)兒，忽然，一絲笑意浮上臉頰：“但是愛(ài)因斯坦先生，如果你關(guān)上其中任何一個(gè)狹縫，實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)就完全改變了！當(dāng)雙狹縫開(kāi)啟時(shí)，即便電子是一個(gè)一個(gè)發(fā)射的，但到了最后，屏上還是會(huì)形成干涉條紋。但假如輪流開(kāi)啟狹縫，雖然可以得知電子究竟經(jīng)過(guò)了哪個(gè)狹縫，卻無(wú)法看到干涉條紋了?？梢哉f(shuō)，”玻爾的笑意更深了：“你的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，恰恰提供了一個(gè)關(guān)于波粒二象性互斥描述和互補(bǔ)概念運(yùn)用的典型。”

愛(ài)因斯坦目瞪口呆。

他心中一直覺(jué)得，量子物理學(xué)展示了非常復(fù)雜的過(guò)程，為了適應(yīng)這些過(guò)程，可以擴(kuò)大和改善我們的因果性概念。但是，未來(lái)同過(guò)去一樣，它的每一細(xì)節(jié)都是必然的和確定的。 

甚至在給友人的書(shū)信中，他也有些哀傷的說(shuō)：“我必須承認(rèn)，在這里我對(duì)自己的信仰缺乏勇氣。但是，要放棄完全的因果性，我會(huì)很難過(guò)的?！?/p>

討論很快就變成了一場(chǎng)愛(ài)因斯坦和玻爾之間的決斗，雙方唇槍舌劍，你來(lái)我往，直至當(dāng)天的會(huì)議結(jié)束。 

可是“戰(zhàn)火”沒(méi)有平息，在接下來(lái)的幾天里一直延伸。

愛(ài)因斯坦仍堅(jiān)持認(rèn)為，量子力學(xué)只能描述處于相同環(huán)境中為數(shù)眾多而又彼此獨(dú)立的粒子全體，而不能描寫(xiě)單個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)閱蝹€(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須是決定性的，而不能是統(tǒng)計(jì)幾率性的。因此，現(xiàn)有的量子力學(xué)理論是不完備的。

玻爾則堅(jiān)持實(shí)證論，他認(rèn)為量子世界是虛幻的、不真實(shí)的，只有對(duì)量子世界進(jìn)行了測(cè)量之后的結(jié)果才是真實(shí)的。所以玻爾認(rèn)為，現(xiàn)有的量子力學(xué)理論并沒(méi)有問(wèn)題，它恰好可以計(jì)算這個(gè)復(fù)雜的量子世界，而且符合實(shí)際。

每天，當(dāng)大家在旅館的餐廳用早餐時(shí)，辯論就開(kāi)始了。愛(ài)因斯坦一邊吃香腸一邊對(duì)玻爾說(shuō)：“我昨天想到了新的實(shí)驗(yàn)，”不容分說(shuō)，拿起盤(pán)子碟子比量起來(lái)。玻爾通常沉默的傾聽(tīng)，然后一行人又邊聊邊去會(huì)場(chǎng)。

海森堡和泡利走在后面，跟著玻爾和愛(ài)因斯坦。在他們眼中，這兩個(gè)神話般的物理學(xué)巨人的哲學(xué)態(tài)度是如此迥異，簡(jiǎn)直就是一種鮮明對(duì)比。偶爾，兩個(gè)少年也會(huì)在數(shù)學(xué)表達(dá)結(jié)構(gòu)方面插幾句話。然后，大家就再次陷入沉思。這些來(lái)自玻爾的研究所的年輕人們會(huì)一起討論，于是到了傍晚的時(shí)候，玻爾就想到了方法，他就在晚餐時(shí)把它們分析給愛(ài)因斯坦聽(tīng)。

愛(ài)因斯坦聽(tīng)著，心里很不服氣。

但竟然無(wú)法反駁。

可這些人，真的要放棄因果律嗎？難道他們真的認(rèn)為世界的本質(zhì)就是隨機(jī)的？雖然眼下只能用概率來(lái)描述粒子的行為，但這不是因?yàn)槭澜绫旧砭蜔o(wú)法確定——只是因?yàn)榻忉屖澜绲睦碚撌遣煌晟频亩?，一定有一個(gè)真正的理論，隱藏在這些表象之后。

終于在一次晚飯后，愛(ài)因斯坦憤怒的放下刀叉，忍無(wú)可忍的對(duì)著玻爾說(shuō)了那句著名的格言：“上帝不擲骰子！”

玻爾：“但，不確定性也是自然的一部分?！?/p>

玻爾和愛(ài)因斯坦共同的好朋友埃倫費(fèi)斯特說(shuō)了公道話：“愛(ài)因斯坦，你看起來(lái)就像那些當(dāng)年反對(duì)你相對(duì)論的人。你現(xiàn)在就用這樣的態(tài)度對(duì)待量子論?！?/p>

“可我不會(huì)放棄連續(xù)性和因果性的?！?/p>

玻爾：“愛(ài)因斯坦，你在想什么？是你將革命性的光量子的概念帶到我們面前?！?/p>

“玻爾，別說(shuō)了。人家還以為我們本來(lái)是觀念一致的人呢?？赡闱?，我們的分歧這么大，簡(jiǎn)直沒(méi)有任何共同語(yǔ)言?！睈?ài)因斯坦不依不饒：“量子理論的統(tǒng)計(jì)特征，發(fā)現(xiàn)物理實(shí)在的所有特征的不可能性，全都是因?yàn)槿藗兊臒o(wú)知造成的，隨著時(shí)間推移，人們總會(huì)認(rèn)識(shí)深入。物理學(xué)家們不但要預(yù)測(cè)一個(gè)事件發(fā)生的概率，還要發(fā)現(xiàn)它是否一定會(huì)發(fā)生?！?/p>

“但你應(yīng)當(dāng)看清現(xiàn)實(shí)，其實(shí)我和你一樣，我也認(rèn)為世界應(yīng)該是局域的、確定的，但測(cè)量是關(guān)鍵，測(cè)量中發(fā)生了波包塌縮，是波包塌縮讓‘不確定’變成了‘確定’，‘非局域性的變成了‘局域性的’?！?/p>

“不，我絕不會(huì)接受這種觀念。量子力學(xué)是堂皇的，但有一種內(nèi)在的聲音告訴我，它還不是真正的東西。它說(shuō)的再多，也不是真的，也沒(méi)有使我們接近那個(gè)惡魔的秘密，哪怕只接近一點(diǎn)點(diǎn)。”

第五屆索爾維會(huì)議（修復(fù)版） 

會(huì)議從10 月24號(hào)開(kāi)到了29 號(hào)，開(kāi)了6 天。上帝造世界也只用了6天而已，物理學(xué)家們，討論的已經(jīng)夠多了。

1930年·比利時(shí)·布魯塞爾

 轉(zhuǎn)眼，就到了1930年。還是同樣紅葉綴滿(mǎn)的秋天，還是風(fēng)光宜人的布魯塞爾。

這次，愛(ài)因斯坦有備而來(lái)。

會(huì)議開(kāi)始沒(méi)多久，他就向眾人提出了一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)——“光子盒”。

“這個(gè)實(shí)驗(yàn)將證實(shí)，測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系的核心公式是不成立的?！睈?ài)因斯坦直入主題。

光子盒也是一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)裝置。這是一個(gè)一側(cè)有一個(gè)小洞的盒子，在洞口處有一塊擋板，里面放了一只能控制擋板開(kāi)關(guān)的機(jī)械鐘。小盒里裝有一定數(shù)量的輻射物質(zhì)。這只鐘能在某一時(shí)刻將小洞打開(kāi)，放出一個(gè)光子來(lái)。這樣，它跑出的時(shí)間Δt就可精確地測(cè)量出來(lái)了。 

與此同時(shí)，小盒懸掛在彈簧秤上，小盒所減少的質(zhì)量Δm，也即光子的質(zhì)量便可直接測(cè)得，然后利用質(zhì)能關(guān)系E=mc^2便可得到能量的損失。這樣，時(shí)間和能量都同時(shí)測(cè)準(zhǔn)了，ΔE Δt = h，由此可以說(shuō)明測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系ΔEΔt > h是不成立的。

描述完了他的光子盒實(shí)驗(yàn)后，現(xiàn)場(chǎng)一片寂靜。

玻爾顯然是驚呆了。那一整天，他都魂不守舍。

愛(ài)因斯坦得意洋洋，似乎終于報(bào)了三年前的“大仇”，晚飯后，就心滿(mǎn)意足的在房間拉起了提琴。

而玻爾獨(dú)自坐在旅館里思考著，他點(diǎn)燃自己的大煙斗。點(diǎn)了又滅，滅了又點(diǎn)，火柴一根一根的散落，煙葉可還一點(diǎn)沒(méi)抽呢。忽然，一個(gè)念頭在火光明滅中越發(fā)閃亮起來(lái)，玻爾注視著火苗，興奮地站了起來(lái)。

第二天，當(dāng)愛(ài)因斯坦再次見(jiàn)到玻爾時(shí)，忍不住有點(diǎn)疑惑。

他這個(gè)人，平時(shí)總顯得那么呆滯，怎么這次，有了這么鮮活的神情？

莫非他想到了反駁我的辦法？

“如果這個(gè)裝置真如愛(ài)因斯坦先生所說(shuō)，那么我們可以做如下推想?！辈栆岔樖衷诤诎迳袭?huà)了起來(lái)。

“光子跑出后，掛在彈簧秤上的小盒質(zhì)量變輕即會(huì)上移，根據(jù)愛(ài)因斯坦先生的廣義相對(duì)論，如果時(shí)鐘沿重力方向發(fā)生位移，它的快慢也會(huì)發(fā)生變化，這樣的話，那個(gè)小盒上機(jī)械鐘讀出的時(shí)間就會(huì)因?yàn)檫@個(gè)光子的跑出而有所改變。換言之，用這種裝置，如果要測(cè)定光子的能量，就不能夠精確控制光子逸出的時(shí)刻。如果一個(gè)光子跑出，箱子輕了Δm，用彈簧秤稱(chēng)，再設(shè)置零點(diǎn)，設(shè)位移為Δq，而根據(jù)廣義相對(duì)論的紅移效應(yīng)，箱子在引力場(chǎng)移動(dòng)Δq，Δt也相應(yīng)改變?chǔ)，由此我們可以計(jì)算：ΔT>h/Δmc^2，再代入E=mc^2得ΔEΔT > h，正好得到了測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式！ 

以彼之道還施彼身！

玻爾居然用愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論理論中的紅移公式，推出了能量和時(shí)間遵循的測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系！

但是愛(ài)因斯坦仍沒(méi)有被輕易說(shuō)服，雖則整個(gè)會(huì)議中，他看起來(lái)都有些魂不守舍。

“好，我承認(rèn)，你們的量子力學(xué)的解釋不存在邏輯上的缺陷。它也許是自洽的，但是，”愛(ài)因斯坦話鋒一轉(zhuǎn)：“它還不完備！完備的理論應(yīng)包含確定性，實(shí)在性，和局域性，所以我還無(wú)法完全認(rèn)同?！?/p>

玻爾卻知道，自己贏的有點(diǎn)驚險(xiǎn)，而且，用廣義相對(duì)論來(lái)推出測(cè)不準(zhǔn)原理，這還有很多細(xì)節(jié)亟待說(shuō)明。愛(ài)因斯坦說(shuō)不定很快就會(huì)看出其中的破綻了。

 
第六次索爾維會(huì)議

他們都是樂(lè)觀的人，認(rèn)為一定有一個(gè)真相在前方等著，只待被揭開(kāi)。因此他們的眼睛永遠(yuǎn)看向前方，他們所關(guān)注的，永遠(yuǎn)是那些尚未理解的知識(shí)。

1935年·美國(guó)·普林斯頓

1933年第七屆索爾維會(huì)議上，愛(ài)因斯坦沒(méi)能出席。戰(zhàn)爭(zhēng)破壞了物理學(xué)家的日常生活，他翻山跨海，到了大洋彼岸的美國(guó)去。

因而在那次會(huì)議上，當(dāng)玻爾宣讀完自己的理論，卻發(fā)現(xiàn)少了那個(gè)質(zhì)疑的人時(shí)，心中總有一份落寞。

愛(ài)因斯坦在普林斯頓仍沒(méi)有放棄自己的觀點(diǎn)，他意識(shí)到目前為止無(wú)法駁倒測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，但能不能從更普遍、更原則的方面來(lái)論證現(xiàn)有形式下的量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是不完備的？

他找了兩個(gè)助手：鮑里斯·波多爾斯基（Boris Podolsky）和納森·羅森（Nathan Rosen），他們一起撰寫(xiě)了一篇文章：《量子力學(xué)對(duì)于物理事實(shí)的描述是完備的嗎？》于1935年發(fā)表于《物理評(píng)論》雜志上，并選取三人名字的首字母，署名為EPR論文。

這篇論文中描述了一個(gè)佯謬，后人將其稱(chēng)為“EPR佯謬”。

論文首先提出理論完備性的必要條件：物理實(shí)在的每個(gè)要素都必須在物理理論中有它的對(duì)應(yīng)。即，如果不對(duì)一個(gè)物理體系進(jìn)行干擾，我們就能確定地預(yù)測(cè)一個(gè)物理量的值。

在這篇論文里，他們又提出了一個(gè)理想試驗(yàn)，并通過(guò)對(duì)一個(gè)特殊的物理體系的分析得出結(jié)論：在兩個(gè)曾經(jīng)發(fā)生但早已不再發(fā)生相互作用的體系中，通過(guò)觸動(dòng)其中的一個(gè)體系，可以影響另一個(gè)體系，而這另一個(gè)體系是不再和第一個(gè)體系有什么關(guān)聯(lián)的。他們想象了這樣一種情況：一個(gè)不穩(wěn)定的大粒子衰變成兩個(gè)小粒子，之后兩個(gè)小粒子向相反的兩個(gè)方向分開(kāi)。而我們知道粒子都是有自旋的性質(zhì)的?，F(xiàn)在假設(shè)粒子有兩種可能的自旋，“左”和“右”，那么，如果粒子A的自旋為“左”，粒子B的自旋便一定是“右”，這樣才能使整體守恒。但詭異的地方出現(xiàn)了，它們分開(kāi)的時(shí)候，假設(shè)粒子A立刻隨機(jī)地作出決定，選擇“左”旋?？紤]到守恒理論，B粒子就必須是“右”旋。

但是，剛分隔的時(shí)候它們可以及時(shí)相互通信，使得B粒子得知A粒子的選擇，假若將他們分隔在宇宙兩端呢？

這種信息，又怎么才能瞬時(shí)傳遞過(guò)去？要是真的傳遞了，豈不是超越光速了？光速可是我們宇宙的極限，沒(méi)有什么能超過(guò)它。如果這種情況發(fā)生了，那可就太不可思議了，簡(jiǎn)直是“幽靈式（spooky）的超距作用”（愛(ài)因斯坦語(yǔ)）。他胸有成竹：因此，玻爾和他的朋友弟子們對(duì)量子論的幾率解釋是不成立的。

薛定諤讀了這篇論文后，給了這種特殊量子行為一個(gè)形象的名字：糾纏。

玻爾初次看到這篇論文時(shí)，心中竟然有種喜悅——不管怎么說(shuō)，這位老對(duì)手終于又出招了。深入思考之后，他先寫(xiě)了名為《量子力學(xué)和物理實(shí)在》的文章，反駁EPR文章中判定何謂物理實(shí)在的判據(jù)。然后他接連出招，不到一個(gè)月，就給《物理評(píng)論》寄去了論文。

孩子氣的玻爾竟然取了和愛(ài)因斯坦一樣的題目：《量子力學(xué)對(duì)于物理事實(shí)的描述是完備的嗎？》。他更詳細(xì)的闡明了自己的“互補(bǔ)性觀點(diǎn)”，反駁EPR的物理實(shí)在觀，聲稱(chēng)必須把復(fù)合體系看成單一的不可分離的整體，而且反駁了EPR佯謬的理想試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置工作的結(jié)果并不告訴我們關(guān)于想要觀察的體系的知識(shí)，而只告訴我們實(shí)驗(yàn)裝置本身的整個(gè)情況。他對(duì)著大洋彼岸的愛(ài)因斯坦隔空喊話：你說(shuō)量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是不完備的，不，我恰恰認(rèn)定它是完備的。

 
愛(ài)因斯坦與玻爾

在微觀的實(shí)在世界中，觀測(cè)是個(gè)非常重要的概念。而波函數(shù)描述的是一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的整體，這兩個(gè)粒子雖然分隔開(kāi)來(lái)，但他們還是一個(gè)物理體系整體，也根本不需要傳遞信息！

玻爾和愛(ài)因斯坦，孰對(duì)孰錯(cuò)？怎么驗(yàn)證他們各自的理論？

之后的許多年里，人們猜測(cè)紛紛，玻爾和愛(ài)因斯坦也在各自的人生路上浮浮沉沉，他們恰似兩顆“糾纏”的粒子，也同樣保持著兩個(gè)相反的方向。 

愛(ài)因斯坦仍沒(méi)有放棄自己的想法，雖然，他到了普林斯頓以后，漸漸的很少再涉獵量子力學(xué)了。

玻爾卻將這個(gè)理論發(fā)揚(yáng)光大。一代又一代新人們加入到這個(gè)潮流中來(lái)，量子力學(xué)，為人類(lèi)帶來(lái)了新的技術(shù)革命。

花落花開(kāi)，花開(kāi)花落，少年子弟江湖老，那些激烈的爭(zhēng)論已經(jīng)過(guò)去很久，卻猶在眼前。

那時(shí)已是1948年，愛(ài)因斯坦已經(jīng)快70歲了。世界發(fā)生了天翻地覆的變化，轉(zhuǎn)眼又是新人輩出的黃金時(shí)代，一如從前。

那時(shí)候，是年輕的費(fèi)曼最春風(fēng)得意的時(shí)期，他開(kāi)創(chuàng)了用路徑積分來(lái)表述量子力學(xué)的方法，他的老師惠勒非常欣賞，禁不住有點(diǎn)得意的拿著論文去問(wèn)愛(ài)因斯坦：

 “他做的怎么樣？我想現(xiàn)在，你總該相信量子力學(xué)的正確性了吧！”

等待他的只有沉默。惠勒看到愛(ài)因斯坦的眼神暗淡了一下，臉色昏沉。

過(guò)了很久，他得到了這樣一句：

“沒(méi)錯(cuò)，也許我的確弄錯(cuò)了一些事情，可是，”愛(ài)因斯坦的神情依然像二十多年前一樣堅(jiān)定。

“我仍不相信，上帝會(huì)擲骰子！”

而玻爾則度過(guò)了波瀾壯闊的一生。他經(jīng)歷了事業(yè)的輝煌，喪子的巨痛，戰(zhàn)爭(zhēng)陰云的裹挾，愛(ài)徒海森堡的背叛。如今，歷盡千帆，他只是一個(gè)安詳?shù)睦先恕?/p>

那是1962年的11月17日，他像往常一樣，長(zhǎng)久的，凝視著他房間黑板上畫(huà)的一個(gè)盒子。

那是當(dāng)年愛(ài)因斯坦畫(huà)過(guò)的，用來(lái)解釋自己的光子盒理論——那是他們爭(zhēng)辯的產(chǎn)物，是他們?cè)蛑闹钦鞣拿髯C。

念念不忘，必有回響。

第二天，玻爾在自己的家中去世。他活了77歲，幾乎見(jiàn)證了量子力學(xué)的整個(gè)發(fā)展進(jìn)程?？伤詻](méi)能知道，如何以實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)量子力學(xué)的完備性。

直到三十年后，36歲的約翰·貝爾想到了一個(gè)辦法。他決定用一個(gè)不等式來(lái)判定。如果它成立，就意味著現(xiàn)有的量子力學(xué)不完備。反之，如果它不成立，那么量子力學(xué)很可能就是完備的理論。于是，各種實(shí)驗(yàn)如火如荼的展開(kāi)了，人們紛紛在各種基本粒子上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果，不等式不成立的占多數(shù)。可在所有這些實(shí)驗(yàn)中，都有各種各樣的漏洞，只要這些漏洞存在，就無(wú)法完全斷定量子糾纏現(xiàn)象是否真的存在。 

而在最近﹐荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的科學(xué)家采用貝爾實(shí)驗(yàn)方法，證實(shí)相距1.3公里的成對(duì)電子之間存在“量子糾纏”。他們補(bǔ)全了貝爾實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)最重要的漏洞，將一組糾纏電子對(duì)分別禁錮于代爾夫特大學(xué)校園兩端相距1.3公里的兩個(gè)勢(shì)阱中﹐確保這兩個(gè)粒子之間沒(méi)有機(jī)會(huì)建立起“秘密”的聯(lián)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了量子糾纏現(xiàn)象。 

玻爾和愛(ài)因斯坦這兩個(gè)人橫跨百年的爭(zhēng)論塵埃落定了嗎？ 

 在五十年后，我們終于向著真相前進(jìn)了一大步。

“我們終將知道，我們必將知道?！?/p>

本文原載微信公眾號(hào)“苔原”，獲作者王江山授權(quán)轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載時(shí)有少量修訂。

投稿、提供新聞線索、轉(zhuǎn)載授權(quán)請(qǐng)聯(lián)系：iscientists@126.com

商務(wù)合作事宜請(qǐng)聯(lián)系：dll2004@163.com

更多精彩文章：您可以通過(guò)回復(fù)'年份+月份'的形式接收精彩往期文章，比如回復(fù)'201410'即可接收2014年10月份的所有文章。您也可以返回主頁(yè)點(diǎn)擊屏幕下方子菜單獲取最新文章、往期文章或直達(dá)賽先生微博。謝謝！

微信號(hào)：iscientists