第四章：宏觀與量子的恩怨情仇

第四章：宏觀與量子的恩怨情仇

我們知道哥本哈根詮釋由波爾和海森堡於1927年在哥本哈根合作研究時共同提出的。此詮釋建立在由德國數學家、物理學家MaxBorn所提出的“波函數的概率表達”上，之後發展為著名的不確定性原理。此後，量子理論中的概率特性便不再是猜想，而是作為一條定律而存在了。

【玻爾】

量子物理中“偶然性”的含義與經典物理不同的是，在量子物理中所有涉及的測量值都不可以精確的預測。比如在經典物理的牛頓力學中，對一輛直線行駛中的汽車而言，可以通過它的初速度和加速度已及初始位置得出汽車在一定時間之後的位置及速度。而在量子物理中不可能這樣。在這裏我要說的是真的可以測出精確的汽車位置及動量嗎？我個人認為測的精確是相對的，測不準是必然的。

在微觀世界中求得在一定時間內的物體所在，取而代之的是可以通過概率（偶然性）來預測它的位置。這個看起來十分牽強的理論確實在一段時間內遭到了不少的批判。愛因斯坦在這個理論剛被提出時曾說:“上帝不通過擲骰子來做決定”，反對他的人說：“為什麼你又要去充當上帝擲不擲骰子的決定？”

這裏面包含很深的哲學道理和觀察方法。假如，量子力學的數學模型，是它的適用範圍內的完整的物理現象的描寫的話，那麼，我們發現測量過程中，每次測量結果的機率性的意義，與經典統計理論中的機率，意義不同。即使完全相同的系統的測量值，也會是隨機的。這與經典的統計力學中的機率結果不一樣。

在經典的統計力學中，測量結果的不同，是由於實驗者無法完全複製一個系統，而不是因為測量儀器無法精確地進行測量，這是我們認為的。在量子力學的標準解釋中，測量的隨機性是基本性的，是由量子力學的理論基礎獲得的。由於量子力學儘管無法預言單一實驗的結果，依然是一個完整的自然的描寫，使得人們不得不得出以下結論：世界上不存在通過單一測量可以獲得客觀的系統特性。一個量子力學狀態的客觀特性，只有在描寫其整組實驗所體現出的統計分佈中，才能獲得。

愛因斯坦（“量子力學不完整”，“上帝不擲骰子”）與尼爾斯·玻爾是最早對這個問題進行爭論的。玻爾維護不確定原理和互補原理。在多年的、激烈的討論中，愛因斯坦不得不接受不確定原理，而玻爾則削弱了他的互補原理，這最後導致了今天的哥本哈根詮釋。

今天，大多數物理學家，接受了量子力學描述所有一個系統可知的特性，以及測量過程無法改善，不是因為我們的技術問題所導致的的見解。這個解釋的一個結果是，測量過程打擾薛定諤方程，使得一個系統塌縮到它的本徵態。

從物理學自身的觀測手段和方法，以及她的發展，再結合哲學。我覺得她的深層含義是不言而喻的。物質與物質是普遍聯繫的，而且可以相互轉化。這意味着我們可以將不同的力，納入到一個系統中。無非是需要多搭這個系統的橋而已。這是物質“運動”不同，物質“組合”不同造成的。而我們可以基於這些不同的因素，去探索什麼樣的物質在什麼的樣運動下表現出“電磁力”或者“引力”等等。這樣的過程其實本身就是告訴我們不可能存在一個具體的萬有定律，可以包含宇宙中所有的定理。這句話就好像數學上問：存不存在一個集合，包含所有集合。顯然是不存在的。而且數學是數學，現實宇宙是現實宇宙。兩個概念！！

我經常在無聊的時候，和牛頓，愛因斯坦等人聊，聊的熱火朝天。比如我問牛頓：“你怎麼看愛因斯坦的工作？”

牛頓當時看了一下牆上的鐘，好像在思考或者迴避問話本身。片刻他才開口道：“顯然他站在了更高的肩膀上，摘到了二顆奇異果。他的果實，讓我不敢相信上帝的存在。因為是他告訴我們宇宙是怎樣的，而不是上帝告訴我的。”頓了頓，牛頓繼續道:“我以為我看到了全部。事實上，我只是打開了瓶子的蓋子，嗅到了很多不同的味道。而瓶子裏究竟是什麼，我卻沒有看到。或許還是因為站的低了。”說完這句話，我看以明顯感受到他的遺憾和落寞。

有一次我問愛因斯坦本人：“你是如何看待自己的工作的？”愛因斯坦笑了，用手撓撓頭，開口道：“不知道。好像起初我以為我發現了至美。直到廣義相對論誕生后，我就不敢再輕易下定論了。你也知道。我後半生一直在尋找統一理論。可是怎麼就沒有頭緒呢？”愛因斯坦反問我。

我笑道：“呵呵。也許明天就有了呢！”愛因斯坦吐吐舌頭，怪異道：“上帝知道。你知道這是什麼感覺嗎？？”

我不解道：“什麼感覺？”

愛因斯坦無奈的笑道：“用你們中國人的話來說。忙乎了一天，拖着疲憊，要入洞房了。人家告訴你新郎不是你。你說我傻不傻？”

我不知道該樂還是該說句什麼安慰的話。於是道：“呵呵，你不傻。你不知道現在的世界有多瘋狂。好在你沒有進洞房。否則你可能被新娘嚇一跳。那根本就是個人妖。哈哈。”看到愛因斯坦沒有跟着我笑。我又補充道:“不過，你得承認。你在前面已經看到和得到她最美麗的一面了。至少她讓你心血沸騰，記憶猶新。”

愛因斯坦笑道：“這是對的。可是你知道。好奇心怎麼會就此止步呢！”

【居里夫人】

旁邊的居里夫人這時候開口了，在我看來她是悶葫蘆。我們私下就是這麼叫的。她開口道：“在你們談論女士的時候，能不能注意一下我還在呢。”

我開口道：“你一直在呢。在我們心裏。呵呵。不過玻爾今天怎麼沒有來？”

居里夫人看看愛因斯坦道：“不會是上次你和爭辯的太厲害。生氣了吧？”

愛因斯坦聳聳肩，無奈道：“開玩笑呢。我不和他辯論，誰辯論。你看他那樣。自我感覺東方不敗，天下第一呢。我們都是笨蛋。不過他不會生氣。我太了解他了。他是哪種你越刺激，越興奮的人。說不定，這會坐在家裏，想辦法在制服我呢。哈哈。”