分裂的世界

下一次海森堡与爱因斯坦的会面是在一年半以后,在布鲁塞尔召开的索尔维会议上。这大概是历史上最著名的科学大会,与会者名单甚至到今天读来仍然像是物理学界的名人词典:阿尔伯特·爱因斯坦、尼尔斯·玻尔、玛丽·居里(Marie Curie)、马克斯·玻恩、威廉·布拉格(William Bragg)、莱昂·布里渊(Léon Brillouin)、阿瑟·康普顿(Arthur Compton)、路易·德布罗意、保罗·狄拉克(Paul Dirac)、沃纳·海森堡、沃尔夫冈·泡利、马克斯·普朗克、埃尔温·薛定谔,还有其他人。1927年10月他们聚集到一起对“电子和光子”(光子是电磁场的特定量子)和“新量子力学”进行讨论。在布鲁塞尔,玻尔和爱因斯坦对微观世界的观点相互冲突,由此产生的争议甚至今天仍在继续。接下来的岁月里玻尔不得不多次驳斥爱因斯坦,一场争论接一场争论,基本都是以思想假设或德语所说的“Gedanken experiments(思维实验,指仅在想象或思维中进行的实验)”的形式表达的。尽管玻尔一个案例接一个案例获得了成功,他发展出了一个对量子力学的诠释,但后来愈发荒唐可笑。

根据玻尔和海森堡的“哥本哈根诠释”,量子力学已经不再是一个有关大自然的理论,它是一个有关实验人员对大自然的认知的理论:是一个人文概念,而不是科学概念。“人可能不禁要认为,在感知到的统计学世界背后还藏着一个真实的世界,在那里因果律是成立的。……这种瞎猜测似乎……没结果,也没意义。物理学应该只描述各项观察之间的相互关联。”[49]海森堡争辩道。与此类似,玻尔看到,在量子物体本身和对它的观察之间,“在原子物体和它们跟测量工具的互相作用……之间”,“要划出一条截然分明的分界线……是不可能的”[50]。根据哥本哈根派物理学家的看法,原子物体从测量这一行为中获得它们的现实存在。对于玻尔来说,现实世界就像是一部放映出来的电影,但没有把它创造出来的胶片或放映机:“没有量子世界”[51]。据说玻尔肯定地提出过,在微观的“非真实”量子物理学和“真实的”宏观经典物体之间设置一条假想的边界线,一条从那以来在实验中受到了多次沉重打击的边界线。通过树立起这种二元论,玻尔把爱因斯坦和海森堡在柏林辩论时已经被爱因斯坦批评过的东西给神圣化了:这相当于分裂了世界。

对于其布鲁塞尔的物理学同僚来说,爱因斯坦的批评,固执地要求超出能够观察到的范围去找出一个客观真相,越来越像是一个上岁数的守旧分子在固执己见,而不是指出在对物理学基础的理解中存在一个盲点。爱因斯坦的朋友保罗·埃伦费斯特(Paul Ehrenfest)斥责道,“爱因斯坦,我为你感到丢人,你现在对新的量子理论的批驳,就跟你的对立派批驳相对论完全一样”[52],一语道破了此时多数物理学家的普遍印象。“多数物理学家一般认为玻尔胜出了,爱因斯坦输了。”莱昂纳德·萨斯坎德(Leonard Susskind)总结道。他是创立弦理论的人之一,名列当今最有影响力的理论物理学家。不过他接着说道:“我个人感觉,越来越多的物理学家也有此意,这种态度对爱因斯坦的观点是不公正的。”[53]

事后看来,要找出海森堡、薛定谔和玻尔的讨论在哪里走错了路是可能的。对于年轻的海森堡来说,物理学是个数学游戏,它不一定非要反映出内在的本质真相,因此就没必要有量子波了;而薛定谔和玻尔两人一开始都把量子波误解为我们日常空间中的事物。他们没有意识到,正如美国哲学家戴维·阿尔伯特(David Albert)所准确总结的:“关于量子力学的每种总是令所有人都吃惊的奇怪现象,都可以有一个解释,说不定世界上具体的基本物质是在其他什么东西里四处飘荡着的,它比我们每天体验着的这个熟悉的三维空间要大,而且不同。”[54] 今天我们知道,比如,描述像中微子那样的基本粒子的量子波不是在不同位置间振荡,而是在不同类型的中微子之间振荡,这个过程叫做“中微子振荡”,是2015年诺贝尔物理学奖的主旨内容。这种抽象的可能性空间是以“好莱坞电影情节诠释”的方式在描述量子现实或放映机现实;而用这种方式去观察,海森堡和薛定谔之间围绕着是粒子还是波的争论就归结为“一罐可乐是圆的还是方的”那样的争论了。这时在某个时间点上,玻尔参与了进来,评判说圆和方是体验可乐罐的两种互相补充的方式,但是我们必须坚持用是圆还是方这样的语言来描述,不准把可乐罐说成是圆筒形。

到了1932年和1933年,海森堡和薛定谔被授予诺贝尔物理学奖的时候,很明显这种诠释已经被普遍接受。然而迷雾没散。当海森堡站到玻尔一边的时候,倒不如说他们采用的这种诠释是把仍然笼罩在云里雾里的一切,定义为“不存在”。后来几代的物理学家们会把这种四处透风的哲学称为“来自北方的雾”[55]