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主题:【原创】《量子》----第十章·哥本哈根的不确定性(1) -- 奔波儿

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家园 【原创】《量子》----第十章·哥本哈根的不确定性(7)

令玻尔感到苦恼的是,海森堡只专注于使用粒子和非连续性的方法。玻尔坚信,人们不能对波动力学视而不见。海森堡一直无法用自己的理论去解释波粒二相性,玻尔认为这是概念性的失误。“关于玻尔的言论,我无言以对,”海森堡后来说道,“因此,我们的讨论就这样无疾而终,而给我留下的感觉是,玻尔再一次地认为我的理论是错误的。”这让海森堡异常恼火,而这位年轻弟子的反应也让玻尔感到心烦意乱。

他们的住所紧挨在一起,而且他们的办公室都位于学院的底楼,中间只隔了一道楼梯。玻尔和海森堡刻意避免碰面,这种情况持续了好几天,然而他们还是又碰在一起,就那篇关于测不准原理的论文进行讨论。玻尔希望,经过几天时间,海森堡能够冷静下来,意识到他自己的错误,并重新撰写论文。但是,海森堡严词拒绝了。“玻尔试图解释说,这样做是不对的,我不应该发表这篇论文”,海森堡后来说,“我记得,谈话结束的时候,我的眼泪夺眶而出,因为我无法承受玻尔带给我的压力。”对他来说,事情绝不仅仅是按照要求修改论文这么简单,他有太多的东西已经押在了这场学术之争的赌桌之上。

海森堡提出矩阵力学理论的时候,年仅24岁,并因此被被大家誉为“物理学神童(Wunderkind of Physics)”。但是,薛定谔的波动力学却有了越来越多的拥趸,正日渐成为一种威胁,成为笼罩在海森堡这一惊人成就上空的一派阴霾,并在一定程度上削弱了其影响力。很久以来,海森堡就一直在抱怨,矩阵力学理论在很多问题上已经首先取得了成功,但很多论文利用波动力学又重新探讨了这些问题。其实,对于矩阵力学的这一替代理论,他自己也在用这一方便的数学工具来计算氦的谱线。为了将薛定谔的波动力学,以及这位奥地利人一直以来所坚持的连续性准则关入小黑屋,海森堡要放手一搏。现在,他提出了测不准原理,其理论基础是建立在粒子和非连续性之上的,海森堡认为他已经将大门关上,而且还上了锁。这一次,他试图拦住玻尔,不想让他将门重新打开,但失败了,这让他泪流满面。

海森堡认为,如果要想取得成功,他必须要解决一个问题,即在原子领域,占支配地位的到底是粒子还是波,是非连续性还是连续性。薛定谔说矩阵力学是漏洞百出(unanschaulich),且难以想象,因而是站不住脚的,海森堡想尽快发表论文,向薛定谔这一说法发起挑战。薛定谔非常讨厌不连续性和基于粒子的物理理论,与此同时,海森堡对充斥着连续性和波的理论也没什么好感。有了测不准原理,海森堡认为自己已经找到了量子力学的正确解释,他随即发起了进攻。在论文的一个注脚中,他特意提及了自己的这位对手:“薛定谔将量子力学视为是一种正式的理论,抽象深奥,难以琢磨,令人生畏,让人厌恶。薛定谔为量子力学理论提供了一个优美的数学体系,然而(,考虑真实的物理意义),我们不能对其估量过高。而且,在我看来,当我们面对物理解释和理论问题时,波动力学如此受欢迎,其后果是已经让我们日渐偏离正确的道路,而爱因斯坦和德布罗意的论文,以及玻尔和量子力学(即,矩阵力学)的相关论文均为我们指明了前进方向。”

1927年3月22日,海森堡的论文“关于量子的理论运动学和力学的认识(On the perceptual content of quantum theoretical kinematics and mechanics)”正式发表在《物理学学报》上,该期刊为量子理论物理学家们心中的权威刊物。两周后,在写给泡利的信中,他写道“我和玻尔进行了激烈的争吵”。“两方都极尽宣扬各自的观点,”海森堡怨气难平地说,“其中一个人可以叨叨不休大半天,却讲不出任何新意。”海森堡认为自己已经一劳永逸地击败了薛定谔及其波动力学,但是,他现在却面临着一个更为顽强的对手。

第十章·哥本哈根的不确定性(8)


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