聊聊狭义相对论-第26部分
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然而，量子力学却将这样的传统扔进了历史的垃圾桶！
对量子世界而言，一切由不确定性主宰，一切由概率论来说话！
每一件事都是不太确定的！每一件事的发生都有一定的概率！
它可能有20％的机会这样发展，而有80％的机会那样发展，但是，你却预言不了它接下来究竟会发生什么样的事情！概率小并不意味着它不会发生！概率大也绝不预示着它必定会发生！
是的，只能用概率来描述！
这个世界是概率的世界！
这从根本上跟狭义相对论相悖！
然而，在微观世界的实验中，这样的法则却屡试不爽！
以致于在1986年，英国剑桥卢卡斯的莱特希尔（James Lighthill）教授（这个位置可是当年牛顿坐过的，而反物质的预言者狄拉克也担任过这个职位，前面也说了，现在由霍金掌管）公开向全社会作出了这样的道歉：“现在我们都深深意识到，我们的前辈对牛顿力学的惊人成就是那样的崇拜，这使他们把它总结成一种可预言的系统。而且说实话，我们在1960年以前也大都倾向于相信这个说法，但现在我们知道这是错误的！我们以前曾经误导了公众，向他们宣传满足牛顿运动定律的系统是决定论的，但是这在1960年后已被证明不是真的！我们都愿意在此向公众表示道歉！”
是的，爱因斯坦输了！
是的，决定论也输了！
而在因果律方面，狭义相对论也同样遭遇了滑铁卢！
爱因斯坦深深地信奉因果律，而他的理论也是满足因果律的要求的。对于爱因斯坦来说，这是显而易见、毋庸置辩的事情——在所有的惯性系看来，一件事情的起因都必须发生在其结果之前。举个例子来说，“苹果掉了下来”这是起因，而结果是“牛兄发现了万有引力定律”，那么对于所有观测者来说，都应该是这样——起因在结果之前。而不应有人看到：牛顿发现了万有定律之后，苹果掉到他的头上！
而前面我们也讨论了，光速作为最大的信号传播速度，恰恰保证了这样的秩序要求。
其实，选择因果律蕴涵着一种自戕的意味。
在经典理论中，包括牛顿力学和相对论，时间是没有箭头的——它们是决定性的，我们可以推算过去，更可以预言未来，而且经典理论对于向前和向后的时间是不可区分的！
也就是说，向前和向后的时间是一样的！是等价的！都是方程所允许的！
这就有一些不太漂亮的地方了！
我们再在“苹果掉了下来”的前面加个原因——“苹果熟透了”。
按照因果律的理解，每一个起因唯一地导致了一个结果。
但参照经典理论，向前和向后没有区别！那么，很明显，我们可以这样说——苹果掉了下来导致了牛顿发现万有引力定律；也同样可以说，苹果掉了下来，导致苹果熟透了！
因为在经典理论中，没有方向可言！向前和向后都是等价的！
但这就跟我们的生活经验有些矛盾了！
苹果掉下来怎么能说是苹果熟透了的原因呢？！
所以经典理论在这些不可逆的现象上遭遇了极大的尴尬！
由于理论本身是没有时间方向的，是前后对称的，而再去选择因果律，就会在解释一些现象上显得力不从心了。
另外，在量子力学中，却出现一些违背了因果律的事情。
比如说，当我们在某一个地方对电子进行测量后，它那弥漫于整个空间的波函数就会坍塌。然而这种坍塌却改变电子在整个宇宙空间的状态！
测量可以使所有的可能结果瞬时变成一个确定的结果！
这意味着什么呢？你在一点进行了测量，却瞬时影响到了所有的地方，不管它有多么远！
这种非局域性的坍塌将会违背因果律的铁条！本来有一些地方跟测量处是没有因果关系的，它们相距太远了，以致于用光信号也不能联系！但是，在量子力学中竟然出现了这样的事情！
（如果你在这里感到一头雾水的话，不要紧，你只要知道有这么一件事情就足够了——量子力学中存在违反因果律的事件，而不必去深究。要是你对此有兴趣的话，可以去读一下量子力学的相关书籍，可以说，量子力学也是物理学中最动人的篇章之一。）
不幸的是，这种奇妙的预言再次得到了实验证据的支持！
1982年，阿斯佩克特（Alain Aspect）和他的同事在浪漫之都巴黎进行了相关的实验，结果证实了量子力学的预言！
爱因斯坦又输了！
输得一败涂地！
毋需赘言了，否定的实验证据上只需要一个就已经足够了！
否定后件的推理！
等于已是判决了经典理论的死刑！
是的，爱因斯坦，别去指挥上帝该怎么做！
好了，关于狭义相对论的挑战我就简单说到这里吧。对于其他的结论，或者逻辑推理上所受到的质疑和挑战我就不说了。其实，在广义相对论里面，同样遭遇了不小的挑战，像广义相对论的原理就跟宇宙学上的结论出现了一些不协调。
如此看来，狭义相对论已是伤痕累累。
那么，面对这样一个充满疙瘩、百孔千疮的理论，我们是不是应该彻底抛弃它呢？
不可！万万不可！
检验一个理论的好坏，最根本的要看它是否能够对人类的社会进步作出贡献，是否为人类带来巨大的财富！
我们绝对不能忘记相对论所带来的巨大社会财富。在粒子领域相对论已是不可或缺的工具，在GPS等方面也发挥着重要作用。从这个角度来说，它依旧是符合我们这个时代的好理论！我们应该不断发挥它的长处，让它继续为我们带来更大的社会财富，直到它一点用处也没有的时候方能将它摆进博物馆。事实上，我们现在不也依旧在运用牛顿力学吗，因为它依旧是低速世界的一个好理论！
如果我们一味地追求一个绝对完美的理论，很有可能是竹篮打水一场空！我们将会两手空空，没有一个理论来指导我们的实践活动！更不可奢谈任何的社会财富！这样的话，科学将失去它最原始的意义！这是不合算的！更是不可取的！
但是，我们也不可认为狭义相对论就是不刊之论。随着科学的不断发展，狭义相对论必将会被其他的理论所取代，这已成为诸多物理学家的一致观点。
一言以蔽之，我们必须辨证地看待一个理论！
好了，一路来走到现在，咱们的冒险旅途也即将要结束了。看到了没有？前面就是终点站了！
胜利的红旗迎风飘扬，胜利的歌声多么响亮！
回想一下……
我们在16世纪的欧洲踏上征途，见证了那个时代翻天覆地的革命思潮席卷大地，看到了那个世纪科学与宗教的不朽斗争，而科学先贤们为了真理不惜抛头颅，洒热血，谱写了一曲曲动人肺腑的科学赞歌！
我们曾经与伟人同行，领略了日臻完善的经典物理学大厦的金碧辉煌，云蒸霞蔚。见到了经典物理学如日中天，气贯长虹的一派景象。
我们也曾冲进那场由两朵不起眼的小乌云所带来的暴风骤雨中，见证了脆弱的经典物理学大厦如何在风云变幻中轰然坍塌！
我们还曾在麦克尔孙…莫雷实验中徘徊歧路，面对满目疮痍的世界，我们如堕五里雾中，百思不得其解。
我们也曾亲临人类科学的异端分子身边，目睹了他的叛逆成长、不畏权威。更体会到了他傲视群雄，崭露头角，叱咤风云，用五篇含英咀华、荡气回肠的论文，在惊涛骇浪中大刀阔斧地开辟了一个新的时代！
我们还被那些“空间与时间齐飞，质量共能量一色”的千奇百怪的结论弄得头昏脑涨。相对时空观、时间膨胀、长度收缩、质量变大……一时间让我们眼花缭乱，应接不暇。
我们同样感受到了爱因斯坦在和平事业上的奔走疾呼，在统一场论的探索上壮志未酬，以及在世纪论战上的针锋相对。
我们也细细品味了目前狭义相对论的种种挑战，与量子力学那不可逾越的鸿沟。
快乐、迷茫、泪水、汗水……
……
诸位呀，现在，请屏住呼吸，闭上眼睛，细细体会一下，冒险的长征终于落下帷幕，有没有一种过后尽开颜的冲动？有没有一种功成名就的感觉？是不是“回首向来萧瑟处，也无风雨也无晴”呢？
放下行李吧！好好地洗个澡，换上一套轻松的衣服，今晚我们还有一个篝火晚会，同时还会给大家一个大大的惊喜……
第五章 学到了什么？
古人曰：“上下四方曰宇，古往今来曰宙”，这正是“宇宙”一词的来源，而也指出了宇宙应该是指时间和空间所有一切。
而时间是什么？直至今天，物理学仍然没有一个确切的回答！
而至于有关微观粒子的问题，希望你可以进行一次学习，那也是非常好玩的！从电子到夸克，你将经历一次梦幻之旅！
可能在描述“日心说”这段历史时，过于戏剧化了一点，不过那些日期呀，书名呀……还是有依据的。至于参考文献，我会在正文结束后帖出来。
皓月当空，光浴万物。禽鸟啾啾，水声潺潺。芳草鲜美，落英缤纷。野芳幽香，佳木繁阴。清风徐来，树影婆娑。
这，的确是一个美好的夜晚。
把酒临风，金杯错落。玉手琵琶，霓裳六幺。诵明月之诗，歌窈窕之章。
好不热闹！看来，有人比我们先到了！
“欢迎！我们已恭候多时！”一群人向我们走了过来。
仔细瞧瞧！看看他们是谁！惊喜若狂吧？！
爱因斯坦……牛顿……伽利略……哥白尼……麦克斯韦……洛伦兹……麦克尔孙……玻尔……霍金……
怎么全都来了？
哈哈！别愣住了！我们都坐下来吧，围着篝火坐成一圈。呵呵！你要左在爱因斯坦的旁边是吗？行，没问题！
也不要矜持哟！今晚所有的的科学家都会说中文！畅所欲言便是。
我们来好好回忆一下，一路来我们遇到了些什么，又学到了什么。
好，接下来，每个科学家都会向你们提一些开放性的问题。
爱因斯坦先来吧。
“小朋友们（这厮竟然这样叫我们）！一路走来，我们不断看到一些奇怪的事情，光速不变呀，运动的木棍缩短呀，时间变慢，还有质量竟然会变大！这些似乎都违反了我们的‘常识’！不过，你的脑袋转过来了吗？接受了这些令我们瞠目结舌的东西了吗？Peter Coveney 和Rogen Highfield在他们的著作《时间之箭》中说了这样一句话——‘遗憾的是，常识往往是对真实世界的误导！’，一路过来，相信你也不止一次地体会到，似乎我们的常识经常在蒙骗我们！这对你以及你的认识产生了怎样的影响？结合科学家们的探索过程，你又认为这个世上还有绝对的权威吗？”
爱因斯坦就是爱因斯坦，一下子就问了三四个问题！好，欢迎哥白尼先生！
“你有没有感觉到了物理学发展的特征？是不断地由新代旧吗？是一步步地接近真理的吗？这你又有什么感悟？对于生活方面的呢？”哥白尼给我们的感觉永远是一个“革命家”！
“近代科学之父”伽利略小心翼翼地站了起来，还用双手在四周乱摸了一通，1637年，在宗教裁判所的的囚禁下，他双眼完全失明，看起来非常憔悴，让人十分伤感。他清了清嗓子——
“你们有没有体会到，……每一个新的想法、一个新的理论，都是那么充满想象力？……嗯……想象力重要吗？”
笛卡儿缓缓地搀扶着伽利略坐下，然后说道：
“记得A。Lightman说过：‘对于现代一个物理学家来说，电子这个词就意味着一个特殊的方程’，物理学终究离不开数学！通过这次冒险，诸位是否感觉到，数学对于物理学很重要，而且数学公式也并没有想象中那么可怕？”
牛顿面无表情地站了起来，挥动着手指说：
“经典力学还重要吗？是不是有了相对论，就可以完全地把它丢开？我们还需要经典力学吗？”
洛伦兹接过话来，笑了笑，问道：“对于狭义相对论，你认为它是个人的创造多一些，还是时代造就了它的光辉？”
玻尔看了看爱因斯坦，对着他笑了一笑，指着爱因斯坦说：“怎样去评价爱兄？”爱因斯坦听了，一边点头，一边微笑。
霍金驾驶轮椅，来到圈子中央，在篝火旁，发声器响了：“ 1988年的诺贝尔物理奖得主L。M。莱德曼教授坚信，在全球60亿人口中，一定有一颗年轻的、与爱因斯坦同样智慧的心在等待着被发掘，会是你吗？如果你是一位物理学家，你会怎样去面对现在相对论所面临的挑战？”
王淦昌站了起来，用手梳了一下头发：“畅谈一下自己本次冒险最大的收获吧！”
好，对于以上这些问题，我们都不要求一个确切的答案，你可以只是简单地想一下，甚至不想也行。最后，让我来问大家一个非常重要的问题吧。
还记得吗？旅途刚开始时，我让你们记下了当时对相对论的感觉。现在，你们来比较一下，你对相对论的了解比以前多了一点点吗？
如果答案是肯定的话，那我的初衷就算是基本达到了。
不管如何，现在冒险已经完全结束了。收拾好你们的行李吧！噢！呵呵！还要找科学家们签名是吧？那你快点……
解散喽！拜拜……
