量子力學那點事華山論劍之一:上帝不擲骰子

這事還得從索爾維說起。索爾維是一個比利時企業家，他發明了氨鹼法制純鹼，後來發現他並不是第一個發明的，不過他是第一個使得氨鹼法制純鹼工業化的，所以氨鹼法又叫做索爾維法，後來一個中國人改進了索爾維的方法，大大提高了效率，這個中國人就是侯德榜。

索爾維發財之後，想到了一個人，沒錯，他想到的是諾貝爾，當時諾貝爾獎如日中天，蓋過了古老的科普利獎。於是索爾維也設置了一個索爾維獎，不過索爾維獎比較小氣，不是錢少，而是限定了獲獎科學家的語言，得說法語或者荷蘭語，而且還得有三名科學家推薦，推薦的科學家中必須還得有兩個比利時人，明說吧，就是獲獎者得是比利時人，沒有啊，人家語言可是沒有規定比利時語啊，這就是索爾維的狡黠之處，因為根本就沒有比利時語，比利時的官方語言就是法語德語荷蘭語，依照他的規定，愛因斯坦肯定得不了獎，因為愛因斯坦說德語。

這種玩法就跟灣灣的金馬獎差不多，憋著勁想讓自己人獲獎，可自己人又不爭氣，生生降低了自己的資格，所以索爾維獎遠沒有諾貝爾獎影響大。

設科學獎玩不過諾貝爾，索爾維只好另闢蹊徑，乾脆組織武林大會，不對，是科學大會，邀請世界上最著名的科學家來研討最前端的科學問題。

索爾維首屆大會在1911年召開。這時候的索爾維大會用詩人毛潤芝的話來說就是個神仙會，白天聊聊天，晚上喝喝酒，不過這怎麼能過癮呢，於是第五屆索爾維會議主題就定為了「光子和電子」。

華山論劍開始了

先上圖吧。

天下英雄

這是第五屆索爾維會議的合影，可能是有史以來人類智慧的最高代表。牛頓爵爺別不服氣，誰叫你那時候成天不是懟這個就是滅那個，你雖然高於其中的任何一個人，可是好漢也怕人多不是。

大會主席就是德高望重的洛倫茲。當年老爺子提出洛倫茲變換，第一個解釋了麥可遜莫雷實驗的零結果，愛因斯坦就是在洛倫茲變換的基礎上提出了狹義相對論，傳說當年只有兩個半人懂相對論，洛倫茲老爺子就是那半個人，這是一位連愛因斯坦都不得不尊重的偉大物理學家，由他來做大會主席那是當之無愧的。

關鍵是老爺子還是一位語言天才，德語法語英語都精通，由他當大會主席，還省了請翻譯的錢了，要不大家語言不通，如同雞同鴨講，這也沒法討論不是，其實就算請了翻譯也不好說，哪個翻譯能對最前端的物理概念如數家珍啊，要是有這份本事，誰還當翻譯啊，直接就是物理學家啊。

值得一提的是小王子德布羅意，他和索爾維大會淵源頗深，他哥哥就是索爾維大會的秘書，當年就是看了索爾維大會的會議紀要，德布羅意才對物理學產生了興趣，本來他是學歷史的，物理對於他來說就是玩票，結果就玩出了一個諾貝爾獎，這位不羈少年本來準備去參加歷史學研討會，聽說這麼多大佬參加，預感到有大事發生，就退了火車票來參加大會。

玻爾卻沒有這個覺悟，以為這還是一次勝利的大會，團結的大會。玻爾這麼想也有道理，經過這麼多年的艱苦奮鬥，在普朗克和愛因斯坦還有他本人的努力下，三劍客帶領諸位英雄少年終於懟翻了爵爺，是可以總結一下了。

大會一開始，小王子德布羅意就站了出來，聲明自己並不支持量子力學的哥本哈根解釋，沒等小王子說完，就被泡利懟了回去。

泡利此人的立場頗值得玩味，他的教父是鼎鼎大名的馬赫，而愛因斯坦最尊重的就是馬赫，曾稱馬赫為老師，所以泡利也以愛因斯坦繼承人自居，也不知道他們這輩兒是怎麼算的。

泡利的老師就是桃李滿天下的索末菲，此公的學生大部分都獲得了諾獎，就他本人沒有獲得，他曾經意圖修補玻爾的原子模型，而且成績斐然，不過玻爾後來徹底放棄了這個模型，所以從師承來說泡利是量子力學的大將，不過內心深處更傾慕愛因斯坦。

這邊兩人爭論未完，那邊海森堡聯手波恩又開始和薛丁格吵了起來。

海森堡和玻爾關係非常，二人情同父子，自然是無條件支持玻爾。

波恩則是撿漏大師，當初海森堡提出矩陣方程後，得意洋洋，以為自己開創了不但突破了物理學，還開創了數學的新天地，說不定可以超越玻爾，和牛頓爵爺齊名，波恩看到論文當即指出矩陣這個數學方法早就有了，並且和約爾當合作重新整理了矩陣方程，海森堡也只能無可奈何地把矩陣力學的發明權與波恩約爾當分享。

薛丁格提出波動方程後，波恩用哥本哈根的觀點解釋波動方程，就讓薛丁格非常不爽，現在波恩舊事重提，薛丁格勃然大怒，老子自己的方程自己不懂嗎？用你來解釋，再說你們的解釋純粹胡扯，老子還是相信愛因斯坦。

薛丁格一生放蕩不羈，號稱「物理界的段正淳」，一生情人無數，關鍵是情人之間還能和平相處，物理界的段王爺名不虛傳。傳說在寫波動方程之時，就有一位神秘情人陪在身邊，這才文思泉湧，創造了不亞於愛神奇蹟年的成就。愛因斯坦也是風流人物，不但和表姐結婚，據說還和蘇聯女間諜曖昧不清，所以兩人算得上惺惺相惜。

大家吵的不可開交，有兩個人卻一直沉默。一個是玻爾，一個是愛因斯坦。

玻爾已經感覺到了這已經不再是一個團結的大會，可是愛因斯坦還沒有發話，他自然也不能說話。

咱們來做一個實驗吧。愛因斯坦終於發言了，玻爾聽聞聳然一驚，什麼？愛因斯坦你做實驗，誰不知道你四體不勤五穀不分，老婆要是不在身邊，你連襪子都找不著，你居然肯屈尊降貴做實驗，誰信啊？

呵呵，我說的是思想實驗，不用動手動腳的，愛因斯坦微微一笑，說出了著名的「愛因斯坦狹縫實驗」。

愛因斯坦設置的狹縫實驗和雙縫實驗類似，不過只有一個縫隙，對著擋板上的縫隙發射一個粒子，在穿越狹縫時，擋板會給粒子朝上或者朝下的動量，根據動量守恆定理，擋板受到的衝量就是粒子獲得的動量，只要測量擋板的衝量就可以得到粒子的動量，那麼就可以得到粒子的動量，而狹縫的寬度是可以測量的，所以，不確定性原理不正確。

愛因斯坦說罷，哈哈一笑，看了看玻爾，玻爾苦笑一聲，你說愛因斯坦啊愛因斯坦，你也算是量子論的創始人，這麼拆臺有意思嗎？再說咱倆什麼關係，連諾貝爾獎都一年得，有什麼話不會私下說嗎？

不過既然人家出招了，也得接著啊。玻爾沉吟良久，回應道，擋板也是量子系統的一部分，所以無法精確測量擋板的衝量，所以也就無法得到粒子的動量，因此必須遵守不確定性原理。

愛神的笑容慢慢凝固，衝口而出「上帝不擲骰子」，其實這才是愛神懟玻爾的真正原因，作為量子論的創始人，愛因斯坦並非反對量子力學，他只是不滿玻爾的哥本哈根解釋，愛神從根本上來說，還是承襲自牛頓的決定論者，而玻爾的哥本哈根解釋則讓決定論無處容身，和愛神的世界觀不符。

「愛因斯坦，不要教上帝怎麼做？」玻爾也生氣了，明明自己見招拆招，已經贏了，可愛因斯坦居然掀了棋盤，這算什麼人啊？

第五屆索爾維會議就這樣結束了，不過玻爾並沒有勝利的喜悅，因為他知道愛因斯坦並非易與之輩，下一屆會議一定又是一場血雨腥風。

三年後，愛神捲土重來，這次愛因斯坦沒有廢話，上來就亮出了光箱實驗，其實就是狹縫實驗的升級版。

光箱實驗

假設有一個充滿光子的箱子，箱子上有一個小孔，箱子內部的時鐘可以控制一個快門的開啟，快門開啟一次只能允許一個光子通過，箱子的重量可以精確測量，這樣一個光子飛出去之後，根據質能方程，就可以根據損失的質量測量出其能量，而且由於快門開關是一個常數，這樣就同時得到了光子的時間和能量，測不準原理可就失效了。

這一夜，玻爾輾轉反側，夜不能寐，如果不能破解愛因斯坦的思想實驗，那麼量子學派就土崩瓦解了。

第二天，看到玻爾的星星白髮，愛神也不禁唏噓，看來把老朋友逼慘了，早就聽說中國有一個故事叫伍子胥一夜白頭，看來是真的，中國人真牛啊。

玻爾雖然面容憔悴，卻精神抖擻地站在了愛因斯坦面前，玻爾指出，要想精確測量箱子的重量，應該用一個彈簧秤，這樣箱子重量的變化，就會造成位置的變化，就可以根據彈簧長度的變化測量出來，但是，根據廣義相對論，位置在引力場中的變化會引起時間的延長，這樣說來，兩者還是無法精確測量。

愛神一聲大叫，吐血鬥升，「你這是「乾坤大挪移」？」愛因斯坦說什麼也沒有想到，玻爾居然用廣義相對論來反對他自己，「不，是「以彼之道還施彼身」，還請愛兄指教」，玻爾抹了抹頭上的冷汗，微微笑道，泡利扶起愛神，指著玻爾叫道：「你居然使用東方邪術。」「不，這不叫邪術，這是東方智慧。」海森堡站在玻爾身後說道。

「好，好，你再等我三年。」愛神推開泡利，踉蹌著向門外走去，夕陽把愛神的影子拉得很長，顯得那麼落寞。

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