《上帝掷骰子吗》

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上帝掷骰子吗- 第54节


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不过,《物理》杂志却没有因为发表了这篇光辉灿烂的论文而得到什么好运气,这份期刊 
只发行了一年就倒闭了。如今想要寻找贝尔的原始论文,最好还是翻阅他的著作《量子力 
学中的可道与不可道》(Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics; 
Cambridge 1987)。 
 
在这之前,贝尔发现了冯诺伊曼的错误,并给《现代物理评论》(Reviews of Modern 
Physics)杂志写了文章。虽然因为种种原因,此文直到1966年才被发表出来,但无论如 
何已经改变了这样一个尴尬的局面,即一边有冯诺伊曼关于隐函数理论不可能的“证明” 
,另一边却的确存在着玻姆的量子势!冯诺伊曼的封咒如今被摧毁了。 
 
现在,贝尔显得踌躇满志: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。贝尔对世界的实在性深信不已,大自然不可能是依赖于我 
们的观察而存在的,这还用说吗?现在,似乎只要安排一个EPR式的实验,用无可辩驳的 
证据告诉世人:无论在任何情况下,贝尔不等式也是成立的。粒子之间心灵感应式的合作 
是纯粹的胡说八道,可笑的妄想,量子论已经把我们的思维搞得混乱不堪,是时候回到正 
常状况来了。量子不确定性……嗯,是一个漂亮的作品,一种不错的尝试,值得在物理史 
上获得它应有的地位,毕竟它管用。但是,它不可能是真实,而只是一种近似!更为可靠 
,更为接近真理的一定是一种传统的隐变量理论,它就像相对论那样让人觉得安全,没有 
骰子乱飞,没有奇妙的多宇宙,没有超光速的信号。是的,只有这样才能恢复物理学的光 
荣,那个值得我们骄傲和炫耀的物理学,那个真正的,庄严的宇宙的立法者,而不是靠运 
气和随机性来主宰一切的投机贩子。 
 
真的,也许只差那么小小的一步,我们就可以回到旧日的光辉中去了。那个从海森堡以来 
失落已久的极乐世界,那个宇宙万物都严格而丝丝入扣地有序运转的伟大图景,叫怀旧的 
人们痴痴想念的古典时代。真的,大概就差一步了,也许,很快我们就可以在管风琴的伴 
奏中吟唱弥尔顿那神圣而不朽的句子: 
 
昔有乐土,岁月其徂。 
有子不忠,天赫斯怒。 
彷徨放逐,维罪之故。 
一人皈依,众人得赎。 
今我来思,咏彼之复。 
此心坚忍,无入邪途。 
孽愆尽洗,重归正路。 
瞻彼伊甸,崛起荒芜。 
(《复乐园》卷一,1-7) 
 
只是贝尔似乎忘了一件事:威力强大的武器往往都是双刃剑。 
 
 
********* 
饭后闲话:玻姆和麦卡锡时代 
 
玻姆是美国科学家,但他的最大贡献却是在英国作出的,这还要归功于40年代末50年代初 
在美国兴起的麦卡锡主义(McCarthyism)。 
 
麦卡锡主义是冷战的产物,其实质就是疯狂地反 共与排外。在参议员麦卡锡(Joseph 
McCarthy)的煽风点火下,这股“红色恐惧”之风到达了最高潮。几乎每个人都被怀疑是 
苏联间 谍,或者是阴 谋推翻政 府的敌对分子。玻姆在二战期间曾一度参予曼哈顿计划 
,但他没干什么实质的工作,很快就退出了。战后他到普林斯顿教书,和爱因斯坦一起工 
作,这时他遭到臭名昭著的“非美活动调查委员会”(Un…American Activities 
mittee)的传唤,要求他对一些当年同在伯克利的同事的政 治立场进行作证,玻姆愤 
然拒绝,并引用宪法第五修正案为自己辩护。 
 
本来这件事也就过去了,但麦卡锡时代刚刚开始,恐慌迅即蔓延整个美国。两年后,玻姆 
因为拒绝回答委员会的提问而遭到审判,虽然他被宣判无罪,但是普林斯顿却不肯为他续 
签合同,哪怕爱因斯坦请求他作为助手留下也无济于事。玻姆终于离开美国,他先后去了 
巴西和以色列,最后在伦敦大学的Birkbeck学院安顿下来。在那里他发展出了他的隐函数 
理论。 
 
麦卡锡时代是一个疯狂和耻辱的时代,2000多万人接受了所谓的“忠诚审查”。上至乔治 
•;马歇尔将军,中至查理•;卓别林,下至无数平民百姓都受到巨大的冲击。人 
们神经质地寻找所谓共 产主义者,就像中世纪的欧洲疯狂地抓女巫一样。在学界,近百 
名教授因为“观点”问题离开了岗位,有华裔背景的如钱学森等遭到审查,著名的量子化 
学大师鲍林被怀疑是美共 特 务。越来越多的人被传唤去为同事的政治立场作证,这里面 
芸芸众生象,有如同玻姆一般断然拒绝的,也有些人的举动出乎意料。最著名的可能就算 
是奥本海默一案了,奥本海默是曼哈顿计划的领导人,连他都被怀疑对国家“不忠诚”似 
乎匪夷所思。所有的物理学家都站在他这一边,然而爱德华•;泰勒(Edward 
Teller)让整个物理界几乎不敢相信自己的耳朵。这位匈牙利出生的物理学家(他还是杨 
振宁的导师)说,虽然他不怎么觉得奥本海默会做出不利于国家的事情来,但是“如果让 
公共事务掌握在别人的手上,我个人会感觉更安全些的。”奥本海默的忠诚虽然最后没有 
被责难,但他的安全许可证被没收了,绝密材料不再送到他手上。虽然有人(如惠勒)对 
泰勒表示同情,但整个科学界几乎不曾原谅过他。 
 
泰勒还是氢弹的大力鼓吹者和实际设计者之一(他被称为“氢弹之父”),他试图阻止《 
禁止地上核试验条约》的签署,他还向里根兜售了“星球大战”计划(SDI Defence)。 
他去年(2003年)9月去世了,享年95岁。卡尔•;萨根在《魔鬼出没的世界》一书里 
,曾把他拉出来作为科学家应当为自己的观点负责的典型例子。 
 
泰勒自己当然有自己的理由,他认为氢弹的制造实际上使得人类社会“更安全”。作为我 
们来说,也许只能衷心地希望科学本身不要受到政 治的过多干涉,虽然这也许只是一个 
乌托邦式的梦想,但我们仍然如此祝愿。

二 
 
玻尔还是爱因斯坦?那就是个问题。 
 
物理学家们终于行动起来,准备以实践为检验真理的唯一标准,确确实实地探求一下,究 
竟世界符合两位科学巨人中哪一位的描述。玻尔和爱因斯坦的争论本来也只像是哲学上的 
一种空谈,泡利有一次对波恩说,和爱因斯坦争论量子论的本质就像以前人们争论一个针 
尖上能坐多少个天使一般虚无飘渺,但现在已经不同,我们的手里现在有了贝尔不等式。 
两个粒子究竟是乖乖地臣服于经典上帝的这条神圣禁令,还是它们将以一种量子革命式的 
躁动蔑视任何桎梏,突破这条看起来庄严而不可侵犯的规则?如今我们终于可以把它付诸 
实践,一切都等待着命运之神最终的判决。 
 
1969年,Clauser等人改进了玻姆的EPR模型,使其更容易实施。随即人们在伯克利,哈佛 
和德州进行了一系列初步的实验,也许出乎贝尔的意料之外,除了一个实验外,所有的实 
验都模糊地指向量子论的预言结果。但是,最初的实验都是不严密的,和EPR的原型相去 
甚远,人们使原子辐射出的光子对通过偏振器,但技术的限制使得在所有的情况下,我们 
只能获得单一的+的结果,而不是+和-,所以要获得EPR的原始推论仍然要靠间接推理 
。而且当时使用的光源往往只能产生弱信号。 
 
随着技术的进步,特别是激光技术的进步,更为精确严密的实验有了可能。进入80年代, 
法国奥赛理论与应用光学研究所(Institut d’Optique Théorique et Appliquée; 
Orsay Cédex)里的一群科学家准备第一次在精确的意义上对EPR作出检验,领导这个小 
组的是阿莱恩•;阿斯派克特(Alain Aspect)。 
 
法国人用钙原子作为光子对的来源,他们把钙原子激发到一个很高的量子态,当它落回到 
未激发态时,就释放出能量,也就是一对对光子。实际使用的是一束钙原子,但是可以用 
激光来聚焦,使它们精确地激发,这样就产生了一个强信号源。阿斯派克特等人使两个光 
子飞出相隔约12米远,这样即使信号以光速在它们之间传播,也要花上40纳秒(ns)的时 
间。光子经过一道闸门进入一对偏振器,但这个闸门也可以改变方向,引导它们去向两个 
不同偏振方向的偏振器。如果两个偏振器的方向是相同的,那么要么两个光子都通过,要 
么都不通过,如果方向不同,那么理论上说(按照爱因斯坦的世界观),其相关性必须符 
合贝尔不等式。为了确保两个光子之间完全没有信息的交流,科学家们急速地转换闸门的 
位置,平均10ns就改变一次方向,这比双方之间光速来往的时间都要短许多,光子不可能 
知道对方是否通过了那里的偏振器。 作为对比,我们也考察两边都不放偏振器,以及只 
有一边放置偏振器的情况,以消除实验中的系统误差。 
 
那么,现在要做的事情,就是记录两个光子实际的协作程度。如果它符合贝尔不等式,则 
爱因斯坦的信念就得到了救赎,世界回复到独立可靠,客观实在的地位上来。反之,则我 
们仍然必须认真地对待玻尔那看上去似乎神秘莫测的量子观念。 
 
时间是1982年,暮夏和初秋之交。七月流火,九月授衣,在时尚之都巴黎,人们似乎已经 
在忙着揣摩今年的秋冬季将会流行什么样式的时装。在酒吧里,体育迷们还在为国家队魂 
断西班牙世界杯而扼腕不已。那一年,在普拉蒂尼率领下的,被认为是历史上最强的那届 
国家队在一场经典赛事中惊心动魄地击败了巴西,却终于在点球上败给了西德人。高贵的 
绅士们在沙龙里畅谈天下大势,议论着老冤家英国人是如何在马岛把阿根廷摆布得服服帖 
帖。在卢浮宫和奥赛博物馆,一如既往地挤满了来自世界各地的艺术爱好者,塞纳河缓缓 
流过市中心,倒映着艾菲尔铁塔和巴黎圣母院的影子,也倒映出路边风琴手们的清澈眼神 
。 
 
只是,有多少人知道,在不远处的奥赛光学研究所,一对对奇妙的光子正从钙原子中被激 
发出来,冲向那些命运交关的偏振器;我们的世界,正在接受一场终极的考验,向我们揭 
开她那隐藏在神秘面纱后面的真实面目呢? 
 
如果爱因斯坦和玻尔神灵不昧,或许他们也在天国中注视着这次实验的结果吧?要是真的 
有上帝的话,他老人家又在干什么呢?也许,连他也不得不把这一切交给命运来安排,用 
一个黄金的天平和两个代表命运的砝码来决定这个世界本性的归属,就如同当年阿喀琉斯 
和赫克托耳在特洛伊城下那场传奇的决斗。 
 
一对,两对,三对……数据逐渐积累起来了。1万2千秒,也就是3个多小时后,结果出来 
了。科学家们都长出了一口气。 
 
爱因斯坦输了!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
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