推迟22年颁发的诺贝尔奖——遭到权威反对的波函数“统计解释” |
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来源:zter 更新时间:2010-10-23 13:39:28 |
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的几率,而不对这个事件会不会发生作任何决定论的论
断”。量子力学以统计的方式揭示了微观体系运动所具有的确定性与不确定、必然性与
偶然性、波动性与粒子性之间的辩证前系,从而摈弃了经典力学中单值决定论、单纯必
然性和简单因果性等传统观念。这不仅是物理学的一次重大革命,而且也是人类认识史
上的一次新飞跃。正如玻恩本人在获奖后所说的那样:“与其说昌因为在我所发表的工
作里包括了一个新自然现象的发现,倒不如说是因为那里面包括了一个关于自然现象的
新思想方法基础的发现”。对此,日本物理学家、诺贝尔奖金获得者汤川秀树评论说,
量子力学“提出了比相对论更富于哲学性的问题,尤其是,一个原因并不一定产生一个
结果,这种不确定性肯定对我们的思想方法产生深刻的影响”。
但是,几千年来的文明发展史,从古希腊的德谟克利特(Democritus,约公元前
460-前370)到近代的斯宾诺莎(Spinoza,1632-1677),人类认识的基本指导思想
一直是单纯必然性和简单因果性观念,反映在近代自然科学上则是牛顿(I.Newton,
1642-1727)、拉普拉斯(P.Laplace,1749-1827)等人经典物理学中的单值决定论
定律,现代物理学中爱因斯坦的相对论也基本如此。在经物理学中,任何物体的运动都
被作用其上的诸力严格决定,例如,月亮爱地球引力作用以一定速度沿固定转道绕地球
运转,可以按照牛顿运动定律准确算出它在某一时刻必然出现在哪一点,严格遵循简单
因果和单值决定论定律,从来不存在几率问题。这就是19世纪整个精确和科学的基本哲
学原则,也是爱因斯坦和玻恩所属的这一代物理学家所得到的最基本教导。正是由于这
种传统观念的驱使,爱因斯坦等一些物事学家,对旧量子论暴露出来的问题,不是积极
向前探求全新理论,反而采取了墨守陈规,甚至拉向倒退的态度。
1954年,玻恩荣获诺贝尔奖金后,在法国所作题为“量子力学的统计诠释”的演讲
中指出:“爱因斯坦、德布罗意和薛定谔不停地在强调量子力学具有不能令人满意的特
征,他们要求回到经典的牛顿物理学概念。”薛定谔还认为他的波动论有可能回到决定
论的经典物理去;普朗克称赞薛定谔用波动方程“重新建立了决定论”;德布罗意则认
真尝试寻找“隐参数”以“拯救决定论”。爱因斯坦比别人更不愿意放弃决定论,他
“嘲弄”统计解释的拥护者是“相信上帝的权力要依靠掷骰戏”。爱因斯坦深信,我们
这个世界根本不存在偶然性和非决定论,因为“是帝是不投骰子的”。1963年,狄拉克
在“量子力学与自然现象的发展”一文中反复指出,爱因斯坦等人“坚决反对放弃决定
论”。可以认为,坚持回到经典力学的决定论是反对量子力学统计解释的思想基础和认
识根源。
玻恩、玻尔、海森堡、泡利和狄拉克等一大批物理学家则认为,量子力学的发展及
其解释“回到牛顿的决定论是不可能的”,梦想“后退”“到牛顿一麦克斯韦(J.
Maxwell,1831-1879)的经典格式”,那“是无望的”,它“违反时代精神”。玻恩
指出:“经典物理的决定论已表明是一种假象,是由于过分重视数理逻辑的概念结构而
产生的。它在探索自然中是一种偶象,而非理想,因此不能用它来反对关于量子力学的
基本上为非决定论的统计解释”。“只要我们容许速度数据哪怕有最小的不准确性,决
定论就要变成非决定论”。1972年9月狄拉克在意大利国际理论物理中心所作题目为
“物理学家的自然概念”的演讲中说,量子力学“计算的是几率,……解释是统计性
的。……没有经典力学中的决定论,这是物理学家不得不去习惯的又一概念,他们必须
放弃偏爱决定论的成见,而放弃这个成见是非常困难的”。不仅爱因斯坦一直反对量子
力学,连普朗克、德布罗意等开辟量子力学基础的人们也对最后建立起来的量子力学或
多或少都有些抵触,……可以说,对建立新物理学作出贡献的人们有时也不能从旧想法
中完全解脱出来。
冲破传统观念的束缚
对波函数统计解释的不同态度,反映了新思想与旧习惯之间的深刻矛盾,要想解决
这个矛盾,必须牺牲某些传统观念。
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