量子理论虽然是许多年轻人创建的集体物理学,但领袖人物还是屈指可数的。
1900年,普朗克的论文打开了潘多拉的盒子,释放出‘量子’这个妖精。那年,刚从瑞士的苏黎世工业大学毕业的爱因斯坦,21岁,正在四处奔波,焦头烂额地找工作,15岁的玻尔还只是哥本哈根一个顽皮的中学生。谁也料不到,这两个年轻人在十几年后成为了物理界的两大巨擎,而且,在量子理论的基本思想方面,两人巅峰对决,展开了一场一直延续到他们去世的旷世之争。
波尔与爱因斯坦的量子之争可以概括为一个著名的问题:上帝掷骰子吗?要解释清楚这个量子论中的哲学问题,我们首先介绍一下著名的杨氏双缝干涉实验。
杨氏双缝实验比量子论的历史还要早上100年。当初的法国物理学家托马斯·扬用这个简单实验挑战牛顿的微粒说,证明了光的波动性。原始的实验装置异常简单,这实验的影响却波及了几百年。托马斯·扬用经过一个小孔的光作为点光源,点光源发出的光穿过纸上的两道平行狭缝后,投射到屏幕上。然后,观测者可以看到,屏幕上形成了一系列明暗交替的干涉条纹。干涉是波特有的现象,因此,实验中出现的干涉条纹是光的波动性强有力的证明。
以上解释使用的基本上是以波尔为代表的哥本哈根学派对量子理论的诠释。换言之,孙悟空具有分身而同时穿过两个洞的本领。但是,你无法得知他这功夫究竟是怎么回事,他绝不让你看到他玩分身术的详情,他只让你知道几个概率,上天派他到人间来掷骰子!
爱因斯坦不同意哥本哈根派的诠释,生气地说:“玻尔,上帝不会掷骰子!”
玻尔一脸不高兴:“爱因斯坦,别去指挥上帝应该怎么做!”
几十年后的霍金,看着历年的实验记录,有些垂头丧气地说:“上帝不但掷骰子,他还把骰子掷到我们看不见的地方去!”
上帝掷骰子吗?尽管以上霍金之言给出肯定的答案,但似乎至今仍然是个悬而未决的问题。