诸神之战――《量子物理史话》下
大战继续……
诸神第八战：
爱因斯坦与玻尔的巅峰对决，一个最接近神的男人和神之间的战斗
1927年在第五届索尔维会议上，玻尔和爱因斯坦两个对头聚首一堂，就量子论的问题作一个大决战。
一个是从黄金年代走来的大神级人物，经典体系的庄严守护者；一个是在革命浪潮中成长起来的反叛青年，新时代的冒险家，这次终于都要作一个最终了断，世纪大辩论的序幕即将拉开。下图是这次的索尔维会议的“物理学全明星梦之队”的照片，请记住这张照片，它集中了人类文明的顶尖智慧，这里要特别指出来批评的是，泡利照相是极不认真的。
图片来源量子学派
会议从10月24日开到29日，主题是“电子和光子”，大家先就康普顿的实验做了探讨，然后各人分成了泾渭分明的阵营，互相炮轰。自命不凡的德布罗意一马当先做了发言，他试图把粒子融合到波的图像里去，泡利马上就站起来狠狠地批评这个理论，海森堡说：“从薛定谔的计算中看不到任何东西可以证明事实如同他所希望的那样。”薛定谔承认他的计算确实还不太令人满意，会议上一片硝烟……。爱因斯坦一开始按兵不动，保持着可怕的沉默，不过当波恩提到他的名字后，他于忍不住出击了，他提出了一个模型：一个电子通过一个小孔得到衍射图像。
现在两大阵营的幕后主将终于都走到了台前，埃仑费斯特在写给他那些留守在莱登的弟子们的信中说：爱因斯坦像一个弹簧玩偶，每天早上都带着新的主意从盒子里弹出来，而玻尔则从云雾缭绕的哲学中找到工具，把对方所有的论据都一一碾碎。
然而，1927年这场华山论剑，爱因斯坦终究输了一招，并非剑术不精，实乃内力不足。面对浩浩荡荡的量子潮流，他顽强地逆流而上，结果被冲刷得站立不稳，苦苦支撑。1927年，量子革命的大爆发已经进入第三年，到了一个收官的阶段。当年种下的种子如今开花结果，革命的思潮已经席卷整个物理界，毫无保留地指明了未来的方向。越来越多的人终究领悟到了哥本哈根解释的核心奥义，并诚心皈依，都投在量子门下。
爱因斯坦非但没能说服玻尔，反而常常被反驳得说不出话来，而且他这个“反动”态度引得了许多人扼腕叹息。遥想1905年，爱因斯坦横空出世，一年之内六次出手，每一役都打得天摇地动，惊世骇俗，可是，当年那个最反叛，最革命，最蔑视权威的爱因斯坦，如今竟然站在新生量子论的对立面！波恩哀叹说：“我们失去了我们的领袖。”
玻尔看上去沉默驽钝，可是重剑无锋，大巧不工，在他一生中几乎没有输过哪一场认真的辩论。哥本哈根派在量子论的辩论中大获全胜，海森堡在写给家里的信中说：“我对结果感到非常满意，玻尔和我的观点被广泛接受了，至少没人提得出严格的反驳，即使爱因斯坦和薛定谔也不行。”多年后他又总结道：“刚开始主要是玻尔，泡利和我，大概也只有我们三个，不过它很快就扩散开去了。”
时光荏苒，第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开了，这次爱因斯坦试图用光箱实验击倒量子论，但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，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。
上帝真的掷骰子了！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。
但爱因斯坦决不会相信它代表了真相，对于像他这样伟大而自负的人来讲，如果不能对一件事情进行精准解释，那简直是要命的，因果关系不能抛弃！信念到此时几乎变成一种信仰，他已决定终生为经典理论而战，这不知算是现代科学的悲剧还是量子理论的幸运。因为爱因斯坦一次次的伟大质疑，量子理论才能一次次的攀向更高峰。在这里，我们还要再一次表扬爱因斯坦，在与哥本哈根学派的对抗当中，从来没有利用过自己的声望打压过哥本哈根学派，所有的争论全在学术领域，而且一次又一次为量子理论提供养料。
在量子论的引导下，科学显得如此朝气蓬勃，它的各个分支以火箭般的速度发展，给人类社会带来了伟大的技术革命。从半导体到核能，从激光到电子显微镜，从集成电路到分子生物学，量子论把它的光辉播撒到人类社会的每一个角落，成为有史以来在实用中最成功的物理理论。
诸神第九战：
等待上帝的判决，爱因斯坦梦碎
1963年，在英国原子能研究所工作的贝尔才提出了新的想法。贝尔理论建立在爱因斯坦提出的宇宙理论的基础上，也就是昔日爱因斯坦与玻尔论战时曾提到的一个思想实验——EPR佯谬。
根据爱因斯坦的启示，贝尔最终推论出名垂千古的“贝尔不等式”，它被人称为“科学中最深刻的发现”，也即将对我们这个宇宙的终极命运作出最后的判决。
如果世界的本质是经典的，那么它就具有局限性。
世界表现出的局限性应当同时满足：1.定域的，也就是没有超光速信号的传播。2.实在的，也就是说，存在着一个独立于我们观察的外部世界。并且这两个局限性必定要受限于贝尔不等式之内，也就是说贝尔给那个不掷骰子的慈祥的上帝定下了神圣的束缚。
1964年，贝尔把他的不等式发表在一份名为《物理》杂志上，题为《论EPR佯谬》，这篇论文是20世纪物理史上的名篇，它的论证和推导如此简单明晰却又深得精髓。
1973年诺贝尔物理奖得主约瑟夫森把贝尔不等式称为“物理学中最重要的新进展”。此时的贝尔踌躇满志：通往爱因斯坦梦想的一切障碍都已经给他扫清了，冯诺伊曼已经不再挡道，玻姆已经迈出了第一步。而他，已经打造出了足够致量子论以死命的武器，也就是那个威力无边的不等式。
但是贝尔忘了一件事：威力强大的武器往往都是双刃剑。1982年，在巴黎奥赛光学研究所进行的钙原子激发实验中，实验结果和量子论的预言完全符合，而相对爱因斯坦的预测却偏离了5个标准方差，这已经足够决定一切。贝尔不等式这把双刃剑的确威力强大，但它斩断的却不是量子论的辉光，而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想！
1998年之后，逐渐出现突破贝尔不等式的实验结果，科学家们开始发现，就算不用到贝尔不等式，也有更好的方法来昭显量子力学和一个“经典理论”之间的尖锐冲突。在一系列的验证实验中，爱因斯坦的预言更是错误到30个标准方差。或许在未来，新的实验会把我们目前的结论全部推翻，让世界回到经典物理时代去，但从目前来看，这种可能性是微乎其微的。
从实用的角度来说，量子论是有史以来最成功的理论，它不但远超相对论和麦克斯韦电磁理论，甚至超越了牛顿的经典力学！量子论是从风雨飘摇的乱世成长起来的，久经革命考验的战士，它的气质在风刀霜剑的严相逼拷之下，被磨砺得更加坚韧而不可战胜。
诸神第十战：
广义相对论，最强大的敌人
在经历了无数的腥风血雨之后，这一次，量子论面对的是一个前所未有强大的对手，也是最后的终极挑战——广义相对论。
比如，标准的薛定谔方程是非相对论化的，在它之中并没有考虑到光速的上限。而这一工作最终由狄拉克完成，最后完成的量子场论实际上是量子力学和狭义相对论的联合产物。宇宙中总共有着4种相互作用力：引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。日本物理学家汤川秀树认为，强相互作用力是因为核子交换一种新粒子--介子而形成的。他预言的介子不久后被英国人鲍威尔在研究宇宙射线时发现了。
同样的，汤川秀树预言弱相互作用必定也交换某种粒子，后来被证实这种粒子是“中间玻色子”。这使得人们开始怀疑，这两种力实际上是不是就是同一种东西，只不过在不同的环境中表现得不尽相同而已？特别是当李政道与杨振宁提出了弱作用下宇称不守恒之后，这一怀疑愈加强烈。终于到了60年代，统一弱相互作用力和电磁力的工作由美国人格拉肖、温伯格和巴基斯坦人萨拉姆所完成，他们的成果被称为“弱电统一理论”。
这些发现让物理学家们大大地兴奋起来了：每一种力可能都是被相同地创造的。
可惜的是，引力和其他3种力似乎有着本质的不同。物理学到了这个地步，只剩下了最后一个分歧，但也很可能是最难以调和和统一的分歧。量子场论虽然争取到了狭义相对论的合作，但它还是难以征服引力：广义相对论拒绝与它联手统治整个世界，它更乐于在引力这片保留地上独立地呼风唤雨。从深层次的角度上说，这里凸现了量子论和相对论的内在矛盾。
在这种艰难时刻，新希望出现了，1968年维尼基亚诺模型问世，这就是超弦，这个模型在描述粒子的时候，它等效于描述一根一维的“弦”！1984年，施瓦茨和格林使得超弦惊动整个物理界，因为他们解决了所谓的“反常”问题。不过，格拉肖、费因曼、霍金都对弦论不怎么感兴趣，因为它太古怪了，它要求我们的时空必须是26维的！！平常的时空我们都容易理解：它有3维空间，外加1维时间，那多出来的22维又是干什么的？总之，超弦还有更长的路要走。
值得注意的是，自弦论以来，物理学家们开始注意到，似乎量子论的结构才是更为基本的。以往人们喜欢先用经典手段确定理论的大框架，然后在细节上做量子论的修正，这可以称为“自大而小”的方法。但在弦论里，必须首先引进量子论，然后才导出大尺度上的时空结构！人们开始认识到，也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法。
如今大多数弦论家都认为，量子论在其中扮演了关键的角色，量子结构不用被改正。而广义相对论的路子却很可能是错误的，虽然它的几何结构极为美妙，但只能委屈它退到推论的地位--而不是基本的基础假设！许多人相信，只有更进一步地依赖量子的力量，超弦才会有一个比较光明的未来。我们的量子虽然是那样的古怪，但神赋予它无与伦比的力量，将整个宇宙都控制在它的光辉之下！
以上是我所总结的十场战役，但战争仍在继续，对于量子物理来说，从出生以来便刀锋入骨，不得不战；背水争雄，不胜则亡。
最后的话：
20世纪，一个波澜壮阔的时代，围绕光的种种特性和本质，无数人提出了各种假设和解说，并为捍卫它进行了无数论战。一个解释刚出现，就有另一个划过天际！多么绚烂的时代！多么值得思考的问题！相信会有人更多的人投入到这场骰子游戏中，为人类揭开世界面纱而努力！
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图片来源量子学派
