上帝掷骰子吗-量子物理史话-第20部分
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
硪庖迨鞘裁础！≌饪雌鹄雌挠腥の叮蛭锢硌Ъ乙膊坏貌蛔吕床卵泼樟恕Ｏ衷谌梦颐欠潘梢幌拢胂蟆∽约涸谀掣鐾砘嵘希鞒秩税才帕艘桓鋈の恫旅战谀抗┐蠹蚁病！芭棵窍壬牵彼⌒烁卟闪业匦迹拔颐抢赐嬉桓霾露鞯挠蜗罚炔鲁稣飧鱿渥永锊氐氖鞘裁矗汀∧艿玫酵砘嵘系淖罡呷儆！贝蠹叶ňσ豢矗歉龃笙渥铀坪醭恋榈榈模拐嫦癫刈藕枚∥鳎涓巧瞎派畔阈戳思父龃笞郑骸把Χㄚ谭匠獭薄！ 昂冒桑墒鞘裁炊伎床患趺床履兀俊比嗣潜г沟馈！澳堑比荒堑比弧！敝鞒秩肆Α∷担拔颐遣皇茄镂蚩胀娓舭宀挛铮偎嫡饫锩嬉簿霾皇瞧评昧锒豢谥樱强墒腔跽妗〖凼档墓叵档秸鑫锢硌У谋Ρ础｀牛钦庋模淙晃颐嵌伎床患哪承┬灾省∪词强梢灾赖模一岵欢系靥崾敬蠹遥此炔鲁隼础！薄≈谌艘徽蠊脑耄驼庋蜗房剂恕！罢饧鳎颐遣恢涿棵沪住！敝鞒秩恕∏辶饲迳っ潘担拔铱梢愿嫠叽蠹业氖牵砹嗽犹逑抵械缱拥哪掣龊！毕旅娑佟∈逼咦彀松嗥鹄矗骸澳芰浚科德剩克俣龋烤嗬耄渴奔洌康绾桑恐柿浚俊敝鞒秩瞬坏貌惶岣摺∩っ藕暗溃骸鞍簿玻簿玻颐腔垢崭湛寄兀灰也掳 ４酉衷诳妓麓砹司褪ァ〔稳矢瘛！庇谑撬布溲蝗肝奚！ 昂谩！敝鞒秩寺獾厮担澳敲次颐羌绦５诙鎏跫钦庋模和ü业墓鄄欤曳ⅰ∠郑飧靓资且桓隽欢系亩鳌！闭獯未蠹叶疾桓宜祷埃魅搜杆僭谛睦锩孀隽伺拧〕＜热皇橇欢希敲次颐且阎哪切┝孔踊奶跫投寂懦恕１热缥颐嵌家丫〉赖缱拥哪芗恫皇橇模铅卓雌鹄床幌袷钦飧龆鳌！ 敖酉吕矗ü椎墓乖炜梢钥闯觯馐且桓雒挥辛扛俚暮５焙偷缱拥奈恢糜小∧承┝担杂诿恳桓龅缱永此担荚谝桓鲂槟獾娜占淅锢┱箍ァ！被八档秸饫铩『眯┤艘丫苛耍挥屑父鏊嘉乇鹈艚莸幕乖诮粽诺厮伎肌！ 白芏灾兹缬八嫘蔚匕樗孀琶恳桓龅缱樱谒Φ哪歉鑫恢蒙先缤煌旁撇拾愕亍±┥⒖础Ｕ庠撇适倍ê袷倍”。词前凑漳持秩范ǖ姆绞窖莼６遥以偾康鳌∫槐椋庵掷┥⒓捌溲莼际蔷涞模模范ǖ摹！庇谑侵谌硕枷萑脍に伎嘞胫校∫坏阃沸鞫济挥小！ 笆堑模撇剩飧霰扔髡婷睢！闭馐焙蛞桓雒嫒菔菹鳎髯偶斜茄劬Φ哪腥撕呛切ψ耪尽∑鹄此怠Ｖ鞒秩烁辖艚樯埽骸芭棵窍壬牵馕痪褪茄Χㄚ滔壬彩钦饪诒ο涞姆⑾帧≌摺！贝蠹矣谑且徽蠊恼疲缓笃料⒛竦靥⒈硎裁锤呒！ 班牛虑橐丫苊飨粤耍资且桓隹占浞植己！毖Χㄚ搪邪盐盏厮担暗彼偷纭∽拥牡绾上喑耍痛砹说绾稍诳占渲械氖导史植肌Ｔ撇剩鹁吹母魑唬缱硬皇且桓隽！∽樱且煌挪ǎ裨撇室话愕卦诳占渌闹芾┱箍ァＮ颐堑牟ê∏∶枋隽苏庵掷┱埂『退男形５缱邮敲挥芯咛逦恢玫模裁挥芯咛宓穆肪叮蛭且煌旁疲且桓霾ā。蛎恳桓龇较蜓由臁淙凰ゼ醯煤芸欤馐顾挚蠢聪褚桓隽Ｗ印Ｅ棵窍壬牵∥揖醯谜飧龇⑾值淖畲笠庖寰褪牵颐潜匦氚岩磺泄赜诹Ｗ拥募傧喽即油纺岳锴宄鋈ィ〔还苁堑缱右埠茫庾右埠茫裁词裁醋右埠茫嵌疾皇悄侵执骋庖迳系牧Ｗ印０阉∶抢隼捶糯螅邢干笫铀牵慊岱⑾炙诳占淅锶诨矗涑晌奘穸牡印Ｊ恰〉模桓龅缱樱峭磕ǹ模拖裢吭诿姘系幕朴湍茄绞彬樗醯媚敲唇簦灾隆∥颐嵌及阉背尚∏颍牵庖丫晃颐堑牟ê字っ鞑皇钦娴摹６嗄昀次锢硌笕搿∑缤荆颐堑哪源还馄紫撸厩ǎ芗叮卣笳庑┕殴值亩鞲愕没炻也豢埃衷冢恰∈焙蚧毓榫淞恕！薄 罢飧霰ο洌毖Χㄚ讨缸拍强诖笙渥蛹ざ厮担笆且槐室挪俏羧沾娴酃乃蕖∶磐踅挥晌颐羌坛械摹Ｋ笔碧嵝盐颐牵灰崦判暗浪栈螅叩轿薹ɑ赝返牟砺飞稀∪ァＮ锢硌枰母铮荒茉市硭枷氲幕炻遥颐且丫涣似嫣腹致郏钊绲缱酉裉≡橐话愕卦谠永锾刺ィ褚桓鐾耆薹ㄔぜ约悍较虻淖砗骸；褂心枪逝榈乃∥骄卣螅蝗酥浪裁次锢砗澹床煌５亟腥伦约菏俏锢硌У恼场２唬帧≡谌梦颐腔氐郊崾档耐恋厣侠矗馄奕嗣窃芏饭耐恋兀馄ㄖ鹉茄畚啊」怪耐恋兀馄渎私景梁凸馊倮返耐恋亍＜蚪唷⒚魑⒂琶馈⒅惫坌浴⒘浴ⅰ⊥枷窕馐俏锢硌豕械氖だ龋啻煳颐亲呦蚴だＮ液敛换骋桑⌒碌牧ρЫ诹牟ǘ∩献鞒觯岩磺卸脊橛诩虻サ耐枷裰校⒓坛芯赏跏业难场 Ｕ饩霾皇鞘鼐桑蛭庵盅惩币彩浅性亓讼执蒲�300年的灵魂。这是物理学的象 征，它的神圣地位决不容许受到撼动，任何人也不行。” 薛定谔这番雄辩的演讲无疑深深感染了在场的绝大部分观众，因为人群中爆发出一阵热烈 的掌声和喝彩声。但是，等等，有一个人在不断地摇头，显得不以为然的样子，薛定谔很 快就认出，那是哥廷根的波恩，海森堡的老师。他不是刚刚称赞过自己的方程吗？难道海 森堡这小子又用了什么办法把他拉拢过去了不成？ “嗯，薛定谔先生”，波恩清了清嗓子站起来说，“首先我还是要对您的发现表示由衷的 赞叹，这无疑是稀世奇珍，不是每个人都有如此幸运做出这样伟大的成就的。”薛定谔点 了点头，心情放松了一点。“但是，”波恩接着说，“我可以问您一个问题吗？虽然这是 您找到的，但您本人有没有真正地打开过箱子，看看里面是什么呢？” 这令薛定谔大大地尴尬，他踟躇了好一会儿才回答：“说实话，我也没有真正看见过里面 的东西，因为我没有箱子的钥匙。”众人一片惊诧。 “如果是这样的话，”波恩小心翼翼地说，“我倒以为，我不太同意您刚才的猜测呢。” “哦？”两个人对视了一阵，薛定谔终于开口说：“那么您以为，这里面究竟是什么东西 呢？” “毫无疑问，”波恩凝视着那雕满了古典花纹的箱子和它上面那把沉重的大锁，“这里面 藏着一些至关紧要的事物，它的力量足以改变整个物理学的面貌。但是，我也有一种预感 ，这股束缚着的力量是如此强大，它将把物理学搞得天翻地覆。当然，你也可以换个词语 说，为物理学带来无边的混乱。” “哦，是吗？”薛定谔惊奇地说，“照这么说来，难道它是潘多拉的盒子？” “嗯。”波恩点了点头，“人们将陷入困惑和争论中，物理学会变成一个难以理解的奇幻 世界。老实说，虽然我隐约猜到了里面是什么，我还是不能确定该不该把它说出来。” 薛定谔盯着波恩：“我们都相信科学的力量，在于它敢于直视一切事实，并毫不犹豫地去 面对它，检验它，把握它，不管它是什么。何况，就算是潘多拉盒子，我们至少也还拥有 盒底那最宝贵的东西，难道你忘了吗？” “是的，那是希望。”波恩长出了一口气，“你说的对，不管是祸是福，我们至少还拥有 希望。只有存在争论，物理学才拥有未来。” “那么，你说这箱子里是……？”全场一片静默，人人都不敢出声。 波恩突然神秘地笑了：“我猜，这里面藏的是……” “……骰子。” 上帝掷骰子吗——量子物理史话（6…4） 版权所有：castor_v_pollux 原作 提交时间：2003…11…05 18：54：52 第六章 大一统 四 骰子？骰子是什么东西？它应该出现在大富翁游戏里，应该出现在澳门和拉斯维加斯的赌 场中，但是，物理学？不，那不是它应该来的地方。骰子代表了投机，代表了不确定，而 物理学不是一门最严格最精密，最不能容忍不确定的科学吗？ 可以想象，当波恩于1926年7月将骰子带进物理学后，是引起了何等的轩然大波。围绕着 这个核心解释所展开的争论激烈而尖锐，把物理学加热到了沸点。这个话题是如此具有争 议性，很快就要引发20世纪物理史上最有名的一场大论战，而可怜的波恩一直要到整整28 年后，才因为这一杰出的发现而获得诺贝尔奖金——比他的学生们晚上许多。 不管怎么样，我们还是先来看看波恩都说了些什么。骰子，这才是薛定谔波函数ψ的解释 ，它代表的是一种随机，一种概率，而决不是薛定谔本人所理解的，是电子电荷在空间中 的实际分布。波恩争辩道，ψ；或者更准确一点，ψ的平方，代表了电子在某个地点出现 的“概率”。电子本身不会像波那样扩展开去，但是它的出现概率则像一个波，严格地按 照ψ的分布所展开。 我们来回忆一下电子或者光子的双缝干涉实验，这是电子波动性的最好证明。当电子穿过 两道狭缝后，便在感应屏上组成了一个明暗相间的图案，展示了波峰和波谷的相互增强和 抵消。但是，正如粒子派指出的那样，每次电子只会在屏上打出一个小点，只有当成群的 电子穿过双缝后，才会逐渐组成整个图案。 现在让我们来做一个思维实验，想象我们有一台仪器，它每次只发射出一个电子。这个电 子穿过双缝，打到感光屏上，激发出一个小亮点。那么，对于这一个电子，我们可以说些 什么呢？很明显，我们不能预言它组成类波的干涉条纹，因为一个电子只会留下一个点而 已。事实上，对于这个电子将会出现在屏幕上的什么地方，我们是一点头绪都没有的，多 次重复我们的实验，它有时出现在这里，有时出现在那里，完全不是一个确定的过程。 不过，我们经过大量的观察，却可以发现，这个电子不是完全没有规律的：它在某些地方 出现的可能性要大一些，在另一些地方则小一些。它出现频率高的地方，恰恰是波动所预 言的干涉条纹的亮处，它出现频率低的地方则对应于暗处。现在我们可以理解为什么大量 电子能组成干涉条纹了，因为虽然每一个电子的行为都是随机的，但这个随机分布的总的 模式却是确定的，它就是一个干涉条纹的图案。这就像我们掷骰子，虽然每一个骰子掷下 去，它的结果都是完全随机的，从1到6都有可能，但如果你投掷大量的骰子到地下，然后 数一数每个点的数量，你会发现1到6的结果差不多是平均的。 关键是，单个电子总是以一个点的面貌出现，它从来不会像薛定谔所说的那样，在屏幕上 打出一滩图案来。只有大量电子接二连三地跟进，总的干涉图案才会逐渐出现。其中亮的
地方也就是比较多的电子打中的地方，换句话说，就是单个电子比较容易出现的地方，暗 的地带则正好相反。如果我们发现，有9成的粒子聚集在亮带，只有1成的粒子在暗带，那 么我们就可以预言，对于单个粒子来说，它有90％的可能出现在亮带的区域，10％的可能 出现在暗带。但是，究竟出现在哪里，我们是无法确定的，我们只能预言概率而已。 我们只能预言概率而已。 但是，等等，我们怎么敢随便说出这种话来呢？这不是对于古老的物理学的一种大不敬吗 ？从伽利略牛顿以来，成千上百的先辈们为这门科学呕心沥血，建筑起了这样宏伟的构筑 ，它的力量统治整个宇宙，从最大的星系到最小的原子，万事万物都在它的威力下必恭必 敬地运转。任何巨大的或者细微的动作都逃不出它的力量。星系之间产生可怕的碰撞，释 放出难以想象的光和热，并诞生数以亿计的新恒星；宇宙射线以惊人的高速穿越遥远的空 间，见证亘古的时光；微小得看不见的分子们你推我搡，喧闹不停；地球庄严地围绕着太 阳运转，它自己的自转轴同时以难以觉察的速度轻微地振动；坚硬的岩石随着时光流逝而 逐渐风化；鸟儿扑动它的翅膀，借着气流一飞冲天。这一切的一切，不都是在物理定律的 监视下一丝不苟地进行的吗？ 更重要的是，物理学不仅能够解释过去和现在，它还能预言未来。我们的定律和方程能够 毫不含糊地预测一颗炮弹的轨迹以及它降落的地点；我们能预言几千年后的日食，时刻准 确到秒；给我一张电路图，多复杂都行，我能够说出它将做些什么；我们制造的机器乖乖 地按照我们预先制定好的计划运行。事实上，对于任何一个系统，只要给我足够的初始信 息，赋予我足够的运算能力，我能够推算出这个体系的一切历史，从它最初怎样开始运行 ，一直到它在遥远的未来的命运，一切都不是秘密。是的，一切系统，哪怕骰子也一样。 告诉我骰子的大小，质量，质地，初速度，高度，角度，空气阻力，桌子的质地，摩擦系 数，告诉我一切所需要的情报，那么，只要我拥有足够的运算能力，我可以毫不迟疑地预 先告诉你，这个骰子将会掷出几点来。 物理学统治整个宇宙，它的过去和未来，一切都尽在掌握。这已经成了物理学家心中深深 的信仰。19世纪初，法国的大科学家拉普拉斯（Pierre Simon de Laplace）在用牛顿方 程计算出了行星轨道后，把它展示给拿破仑看。拿破仑问道：“在你的理论中，上帝在哪 儿呢？”拉普拉斯平静地回答：“陛下，我的理论不需要这个假设。” 是啊，上帝在物理学中能有什么位置呢？一切都是由物理定律来统治的，每一个分子都遵 照物理定律来运行，如果说上帝有什么作用的话，他最多是在一开始推动了这个体系一下 ，让它得以开始运转罢了。在之后的漫长历史中，有没有上帝都是无关紧要的了，上帝被 物理学赶出了舞台。 “我不需要上帝这个假设。”拉普拉斯站在拿破仑面前说。这可算科学最光荣最辉煌的时 刻之一了，它把无边的自豪和骄傲播撒到每一个科学家的心中。不仅不需要上帝，拉普拉 斯想象，假如我们有一个妖精，一个大智者，或者任何拥有足够智慧的人物，假如他能够 了解在某一刻，这个宇宙所有分子�
