前文說(shuō)到,愛(ài)因斯坦、波多爾斯基和羅森三個(gè)人合伙發(fā)表了一篇論文,這篇論文主要就是在質(zhì)疑量子力學(xué)的完備性,這篇文章寫(xiě)的非常復(fù)雜,因?yàn)檫@篇文章不是討論一個(gè)量子的不確定性問(wèn)題,而是討論多個(gè)量子的不確定性。波爾不是提出互補(bǔ)性原理嗎,哥本哈根學(xué)派不是說(shuō)只要對(duì)量子不做觀測(cè)那么量子狀態(tài)就沒(méi)決定嗎,量子就處于疊加態(tài),那好吧,我們仨發(fā)現(xiàn)一個(gè)極為特殊的情況,這回是兩個(gè)粒子糾纏在一起,兩個(gè)疊加態(tài)參合到一起來(lái)。 愛(ài)因斯坦他們?nèi)齻€(gè)寫(xiě)的論文太復(fù)雜了,后來(lái)英國(guó)的波姆就搞了個(gè)簡(jiǎn)化版本,這里也只能大概來(lái)描述一下愛(ài)因斯坦他們是什么意思。比如說(shuō)一個(gè)不太穩(wěn)定的粒子剛好發(fā)生衰變,這個(gè)粒子一下就分解成了兩個(gè)粒子,那么為了保持動(dòng)量守恒,分解出來(lái)的這兩個(gè)粒子一定是往兩個(gè)方向跑的,一個(gè)往東,那另一個(gè)必定往西,一個(gè)往南另一個(gè)必定往北。假設(shè)大粒子沒(méi)衰減之前針對(duì)于參考系是不動(dòng)的,那么在我們看來(lái)這個(gè)大粒子的動(dòng)量就是0,然后它開(kāi)始衰變,即使它發(fā)生衰變分解成了兩個(gè)粒子,那么還是要維持動(dòng)量守恒狀態(tài),分解成兩個(gè)以后運(yùn)動(dòng)方向必定相反動(dòng)量才能抵消維持動(dòng)量守恒,因此要在北邊抓到一個(gè)粒子,那么另一個(gè)毫無(wú)疑問(wèn)在南方。同理,不僅僅是動(dòng)量要守恒,角動(dòng)量也要守恒。抓到一個(gè)粒子一測(cè)量,自旋是正轉(zhuǎn)的,那么另一個(gè)必定是反轉(zhuǎn)的,不然就不守恒了。按照波爾的哥本哈根學(xué)派的意思其實(shí)沒(méi)測(cè)量之前一切都沒(méi)決定,一切都是疊加態(tài),也就是說(shuō)這兩個(gè)粒子在測(cè)量之前它們根本就沒(méi)有決定誰(shuí)是正轉(zhuǎn)的誰(shuí)是反轉(zhuǎn)的,它們都處于疊加態(tài)來(lái)等著觀測(cè)。抓住一個(gè)粒子看的瞬間,粒子的狀態(tài)就決定下來(lái)了,比方說(shuō)抓到一個(gè)是正轉(zhuǎn)的,那么就在此時(shí)此刻另一個(gè)粒子不管離著多遠(yuǎn),它就會(huì)立刻被決定下來(lái)。 量子糾纏 假如在觀測(cè)一瞬間才決定狀態(tài),那么另外一個(gè)粒子也需要在同一時(shí)刻決定狀態(tài),不管它們之間離的有多遠(yuǎn),哪怕粒子在宇宙另一端也會(huì)立刻作出反應(yīng),用術(shù)語(yǔ)講叫波函數(shù)塌縮。在愛(ài)因斯坦他們看來(lái),這事就太詭異了,要知道宇宙信息傳播速度上限就是光速,不可能比光速更快,這種不需要時(shí)間的超距作用在愛(ài)因斯坦看來(lái)是不可能的。這兩個(gè)粒子是靠什么原理能夠不需要時(shí)間就能完成這種協(xié)調(diào)一致的步驟,他們認(rèn)為這后面一定有個(gè)東西在搞鬼,就把這東西稱(chēng)為隱變量,這就是所謂隱變量理論。 他們這篇文章發(fā)出來(lái)以后,哥本哈根陣營(yíng)就炸窩了,泡利看到這篇文章火氣立刻就上來(lái)了,他覺(jué)得愛(ài)因斯坦腦子怎么還是轉(zhuǎn)不過(guò)彎來(lái),怎么老覺(jué)得量子力學(xué)不完備。對(duì)于愛(ài)因斯坦提出來(lái)的這個(gè)東西他覺(jué)得這個(gè)沒(méi)啥大驚小怪的啊,這是量子力學(xué)推出來(lái)的一個(gè)必然的結(jié)果嘛。于是他就慫恿師弟海森堡趕快寫(xiě)文章反駁,海森堡也覺(jué)得愛(ài)因斯坦說(shuō)的不對(duì),他也想反駁,他就寫(xiě)了個(gè)草稿還沒(méi)發(fā)表,波爾就已經(jīng)寫(xiě)文章反駁愛(ài)因斯坦了。海森堡一看中軍主將出手了,他就不用往前沖了,他寫(xiě)的草稿也就沒(méi)發(fā)表。 波爾跟愛(ài)因斯坦是老對(duì)手了,他發(fā)現(xiàn)EPR論題相當(dāng)奧妙,整個(gè)推理過(guò)程非常嚴(yán)謹(jǐn),需要非常周詳?shù)娜ニ伎歼@個(gè)問(wèn)題,所以波爾就把手頭所有工作全放下來(lái)了,專(zhuān)心就研究EPR問(wèn)題。同年7月份波爾就寫(xiě)完了反駁論文,他一眼就看出其中有問(wèn)題。愛(ài)因斯坦他們幾個(gè)對(duì)于這件事的描述是靠譜的,也就是說(shuō)兩個(gè)粒子糾纏在一起不能分割的理論推導(dǎo)是沒(méi)問(wèn)題的,在波爾看起來(lái)就是這么回事,沒(méi)啥大驚小怪的,粒子就是會(huì)產(chǎn)生這種情況,按照不確定性原理,按照互補(bǔ)性原理推導(dǎo)出來(lái)就是這樣。關(guān)鍵問(wèn)題是愛(ài)因斯坦的哲學(xué)觀念還是經(jīng)典的那一套,一切都是確定的,不能接受哥本哈根學(xué)派的那種概率解釋?zhuān)虼瞬栆矊?xiě)了一篇論文來(lái)回?fù)魫?ài)因斯坦。波爾最可氣的是拿愛(ài)因斯坦文章的題目來(lái)做自己文章的題目,說(shuō)白了他倆寫(xiě)的論文題目一模一樣,波爾論文的題目也叫《能認(rèn)為量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是完備的嗎?》。波爾就在文章中給出了答案,那當(dāng)然就是完備的了,愛(ài)因斯坦的思路完全是經(jīng)典的,他總認(rèn)為有一個(gè)離開(kāi)觀測(cè)手段而存在的真實(shí)而實(shí)在的世界,這個(gè)世界圖像是和波爾代表的哥本哈根學(xué)派認(rèn)為的那種觀測(cè)手段影響結(jié)果的論調(diào)是完全不一致的。波爾認(rèn)為微觀的世界只有和觀測(cè)手段聯(lián)系起來(lái)才是有意義的。在觀測(cè)之前,這兩個(gè)客觀上看上去好像沒(méi)啥聯(lián)系的粒子其實(shí)是連在一起的,因?yàn)楸澈笥袀€(gè)波函數(shù)在描述著整個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體,所以其實(shí)是在一起的。既然是相互協(xié)調(diào)在一起的統(tǒng)一體,那么兩者之間就無(wú)需傳遞什么信號(hào)了。因此EPR佯謬不過(guò)是表明兩種哲學(xué)觀念的差別,就是愛(ài)因斯坦認(rèn)為經(jīng)典的這一套和波爾認(rèn)為的量子這套的根本區(qū)別就在于哲學(xué)觀念。 愛(ài)因斯坦看了這個(gè)文章當(dāng)然就很來(lái)氣,他不同意這種說(shuō)法,波爾根本就沒(méi)有辦法說(shuō)服他,兩個(gè)人一旦吵架吵到哲學(xué)層面那基本上就屬于雞同鴨講,互相都不買(mǎi)賬。愛(ài)因斯坦有同伙,他找了薛定諤,薛定諤正在英國(guó),他一看愛(ài)因斯坦寫(xiě)的這篇文章后立刻挑大拇指稱(chēng)贊,薛定諤給這個(gè)東西起個(gè)名字叫量子糾纏,這個(gè)名字用來(lái)稱(chēng)呼這種現(xiàn)象是再合適不過(guò)了。薛定諤一看愛(ài)因斯坦出手了,但還是壓不住哥本哈根學(xué)派,哥本哈根學(xué)派的基本觀念是微觀世界的事跟宏觀世界的事不是一回事。微觀世界遵循的就是這種不確定性的規(guī)律。薛定諤心想那行,我給你們找點(diǎn)麻煩,然后他洋洋灑灑寫(xiě)了一大篇東西,叫量子力學(xué)的現(xiàn)狀。他在文章的第五章里就描述了一個(gè)思想實(shí)驗(yàn),薛定諤想辦法把微觀世界的問(wèn)題給拿到宏觀世界來(lái),這樣就能惹出麻煩來(lái)。薛定諤就設(shè)想了一只貓放到一個(gè)封閉的盒子里,然后把盒子連接到一個(gè)裝置,其中包含一個(gè)原子核和毒氣設(shè)施。設(shè)想原子核有50%的可能性發(fā)生衰變,衰變的時(shí)候放出一個(gè)粒子,這個(gè)粒子將會(huì)觸發(fā)毒氣設(shè)施,毒氣一冒出來(lái)貓就死了。根據(jù)量子力學(xué)原理,沒(méi)有進(jìn)行觀察的時(shí)候原子核處于衰變和未衰變的疊加態(tài),具體是什么態(tài)不知道,因此那只貓應(yīng)該處于死和活的疊加態(tài),既是死的又是活的,這種不確定一直到有人打開(kāi)盒子觀察它為止??傊Χㄖ@的意思就是惡心一下哥本哈根學(xué)派的那幾個(gè),如果把波函數(shù)解釋成概率波的話(huà),那么就會(huì)導(dǎo)致這樣一個(gè)荒謬的結(jié)論。后來(lái)霍金聽(tīng)說(shuō)這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)的時(shí)候氣哼哼的,他說(shuō)當(dāng)我聽(tīng)說(shuō)薛定諤的貓的時(shí)候我就想拿槍一槍把貓打死。這說(shuō)明哪怕是受過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的物理學(xué)家在接受量子不確定觀念的時(shí)候仍然很艱難,因?yàn)檫@種東西太過(guò)離經(jīng)叛道,太遠(yuǎn)離常識(shí)了。波函數(shù)是薛定諤搞出來(lái)的,現(xiàn)在薛定諤對(duì)波函數(shù)的塌縮他不理解,難怪有后人評(píng)論這件事,說(shuō)薛定諤不懂薛定諤方程。 大名鼎鼎的薛定諤的貓,目的是用來(lái)反駁量子力學(xué)是完備的這一觀點(diǎn) 不管怎么說(shuō),這兩派誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí),不過(guò)哥本哈根學(xué)派的朋友圈越來(lái)越大,粉絲越來(lái)越多這是不爭(zhēng)的事實(shí)。不過(guò)很多事沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)都是在理論上討論,畢竟這東西要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)非常麻煩,當(dāng)時(shí)也沒(méi)有這個(gè)技術(shù)手段,況且那幾年大家精力也都不在這事上。他們幾個(gè)目前還安全,波爾在丹麥,薛定諤跑英國(guó)去了,愛(ài)因斯坦在美國(guó),都可以討論討論這個(gè)事。但是在德國(guó)那幫人就很倒霉了,在德國(guó)大學(xué)里面大約有四分之一的物理學(xué)教授都跑了。在納粹統(tǒng)治之下前后2600位學(xué)者就離開(kāi)了德國(guó),不過(guò)納粹不在乎,他們自詡是優(yōu)秀人種,不跟劣等民族為伍。當(dāng)然也有沒(méi)跑的,海森堡壓力就不小,他被別人稱(chēng)為白皮猶太人,都說(shuō)他離猶太物理學(xué)太近,納粹就盯上海森堡了,因?yàn)槟菐酮q太科學(xué)家全都跑了,別人都跑了你還教猶太人的物理學(xué)納粹肯定不會(huì)放過(guò)他。海森堡都沒(méi)注意這些事,他本來(lái)就是正宗德國(guó)人,又沒(méi)啥把柄在納粹手里,平時(shí)也中規(guī)中矩的,而且海森堡腦子也都不在這想,因?yàn)楹Iふ剳賽?ài)了。女朋友比他小14歲,是萊比錫大學(xué)的學(xué)生,基本上屬于師生戀,海森堡正沉浸在幸福之中,結(jié)果禍從天降。 海森堡被納粹抓起來(lái)了,黨衛(wèi)軍盯了他好久了,最后還是希姆萊親自審問(wèn)他,那也審問(wèn)不出來(lái)啊,他只不過(guò)是個(gè)大學(xué)教授,而且還是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的德國(guó)好青年。最后還是海森堡的母親動(dòng)用所有人脈關(guān)系跟希姆萊套近乎,希姆萊才放人。放出來(lái)以后還要監(jiān)視居住,黨衛(wèi)軍還是不放心,海森堡就別提多難受了。不過(guò)也有好事,1937年海森堡結(jié)婚了,有喜事總要高興高興。到1938年他老婆生孩子了,他多了一對(duì)雙胞胎,泡利寫(xiě)信恭喜他他還挺高興。海森堡在德國(guó)這邊還挺高興,可有人就高興不起來(lái)了,誰(shuí)呢?郎道。郎道1931年回蘇聯(lián),他要為祖國(guó)服務(wù),開(kāi)始是在列寧格勒,后來(lái)跟領(lǐng)導(dǎo)不合。郎道的脾氣得罪人就不會(huì)少,他就去了烏克蘭的哈爾科夫,在哈爾科夫的時(shí)候郎道就開(kāi)始計(jì)劃寫(xiě)一部理論物理學(xué)的巨著,這部書(shū)主要是郎道來(lái)構(gòu)思的,最后是郎道和他的學(xué)生栗弗席茲合作完成的,是多卷本的理論物理學(xué)教程,這部書(shū)是包羅萬(wàn)象,當(dāng)時(shí)知道的物理學(xué)知識(shí)這里面都有,栗弗席茲動(dòng)筆,郎道構(gòu)思,兩個(gè)人配合,可是沒(méi)多久郎道跟領(lǐng)導(dǎo)又吵了一架,一甩手就離開(kāi)了哈爾科夫,他就到了莫斯科。莫斯科有他師兄卡皮查罩著,別人是物理研究所所長(zhǎng),卡皮查也夠大氣,郎道一大幫助手學(xué)生全到莫斯科來(lái)了。 “朗道十卷”背后的功臣栗弗席茲 在這時(shí)期斯大林的大清洗就越來(lái)越厲害,鬧的蘇聯(lián)人人人自危,郎道那么聰明的人他也感覺(jué)到形勢(shì)不妙,他的應(yīng)對(duì)之策是啥呢?他就給自己刷聲望,搞點(diǎn)大的影響出來(lái)。前不久查德威克發(fā)現(xiàn)中子,這東西是個(gè)有趣的東西,郎道立刻就想到會(huì)不會(huì)存在一個(gè)完全由中子構(gòu)成的天體呢?這東西就是個(gè)超大原子核嘛,當(dāng)然多多少少也會(huì)有幾個(gè)質(zhì)子存在,但大多數(shù)還是中子,因?yàn)橹凶雍唾|(zhì)子是可以相互轉(zhuǎn)化的。郎道就管這種天體叫中子核,他洋洋灑灑寫(xiě)了一大篇,寄給了波爾,請(qǐng)波爾推薦給自然雜志,那時(shí)候自然雜志已經(jīng)很厲害了。先前錢(qián)德拉塞卡就已經(jīng)提出了錢(qián)德拉塞卡極限,要是天體超過(guò)了這個(gè)極限那么就沒(méi)有任何原子能夠扛住這種巨大的引力,必定會(huì)塌縮成中子星。這時(shí)候奧本海默也在研究中子星,這個(gè)問(wèn)題大家都比較關(guān)注,不算大熱門(mén)也算小熱門(mén)了,而且這事講給老百姓聽(tīng),老百姓也能聽(tīng)個(gè)大概,傳播性也強(qiáng)。那時(shí)候蘇聯(lián)執(zhí)行書(shū)信檢查,來(lái)來(lái)往往的信安全人員都是要看的,郎道也不能明寫(xiě),給波爾寫(xiě)信就寫(xiě)的七拐八彎的,他希望波爾給他把這事吹。波爾也很聰明,一看信就明白郎道是要干嘛,他立刻回了一封信,把郎道夸的跟朵花似的,蘇聯(lián)報(bào)紙也很賣(mài)力氣,反正郎道為蘇聯(lián)長(zhǎng)臉了。蘇聯(lián)消息報(bào)就很賣(mài)力氣把波爾的信和郎道的成就用大篇幅報(bào)道出來(lái)了,郎道名氣一下就上去了。郎道是物理學(xué)全才,全方面都有建樹(shù),他最后悔的是他自己晚出生了幾年,鬧的量子力學(xué)創(chuàng)立期他沒(méi)趕上,要是他趕上了估計(jì)就沒(méi)別人的份了??ㄆげ槭撬I(lǐng)導(dǎo),他也顯的這事很有面子,畢竟自己手下科學(xué)家干的很不錯(cuò)嘛。 他們這正美呢,哪知道第二年五一節(jié)前夕,就是4月28號(hào),一輛黑色轎車(chē)就停在了郎道家的門(mén)口,郎道被蘇聯(lián)的契卡肅反人員抓走了。欲知后事如何,請(qǐng)看下回分解。 |
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