上帝掷骰子吗-量子物理史话_第47章 首页

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    革命!前进!玻尔在大会上又开始显得精神抖擞,豪气万丈。爱因斯坦的这个光箱实

    验非但没能击倒量子论,反而成了它最好的证明,给它的光辉又添上了浓重的一笔。现在

    没什么好怀疑的了,因果性是不存在的,哥本哈根解释如野火一般在人们的思想中蔓延开

    来。玻尔是这场革命的旗手,他慷慨陈词,就像当年在议会前的罗伯斯庇尔。要是可能的

    话,他大概真想来上这么一句:

    因果性必须死,因为物理学需要生!

    停止争论吧,上帝真的掷骰子!随机性是世界的基石,当电子出现在这里时,它是一

    个随机的过程,并不需要有谁给它加上难以忍受的条条框框。全世界的粒子和波现在都得

    到了解放,从牛顿和麦克斯韦写好的剧本中挣扎出来,大口地呼吸自由空气。它们和观测

    者玩捉迷藏,在他们背后融化成概率波弥散开去,神秘地互相渗透和干涉。当观测者回过

    头去寻找它们,它们又快乐地现出原型,呈现出一个面貌等候在那里。这种游戏不致于过

    火,因为还有波动方程和不确定原理在起着规则的作用。而统计规律则把微观上的无法无

    天抹平成为宏观上的井井有条。

    爱因斯坦失望地看着这个场面,发展到如此地步实在让他始料不及。没有因果性,一

    片混乱……恐怕约翰?米尔顿描绘的那个“群魔殿”(pandemonium)就是这个样子吧?爱因

    斯坦对玻尔已经两战两败,他现在知道量子论的根基比想象的要牢固得多。看起来,量子

    论不太可能是错误的,或者自相矛盾的。

    但爱因斯坦也决不会相信它代表了真相。好吧,量子论内部是没有矛盾的,但它并不

    是一幅“完整”的图像。我们看到的量子论,可能只是管中窥豹,虽然看到了真实的一部

    分,但仍然有更多的“真实”未能发现。一定有一些其他的因素,它们虽然不为我们所见

    ,但无疑对电子的行为有着影响,从而严格地决定了它们的行为。好比我们在赌场扔骰子

    赌钱,虽然我们睁大眼睛看明白四周一切,确定没人作弊,但的确可能还有一个暗中的武

    林高手,凭借一些独门手法比如说吹气来影响骰子的结果。虽然我们水平不行,发现不了

    这个武林高手的存在,觉得骰子是完全随机的,但事实上不是!它是完全人为的,如果把

    这个隐藏的高手也考虑进去,它是有严格因果关系的!尽管单单从我们看到的来讲,也没

    有什么互相矛盾,但一幅“完整”的图像应该包含那个隐藏着的人,这个人是一个“隐变

    量”!

    不管怎么说,因果关系不能抛弃!爱因斯坦的信念到此时几乎变成一种信仰了,他已

    决定终生为经典理论而战,这不知算是科学的悲剧还是收获。一方面,那个大无畏的领路

    人,那个激情无限的开拓者永远地从历史上消失了。亚伯拉罕?帕斯(abraham pais)在《

    爱因斯坦曾住在这里》一书中说,就算1925年后,爱因斯坦改行钓鱼以度过余生,这对科

    学来说也没什么损失。但另一方面,爱因斯坦对量子论的批评和诘问也确实使它时时三省

    吾身,冷静地审视和思考自己存在的意义,并不断地在斗争中完善自己。大概可算一种反

    面的激励吧?

    反正他不久又要提出一个新的实验,作为对量子论的进一步考验。可怜的玻尔得第三

    次接招了。

    *********

    饭后闲话:海森堡和德国原子弹计划(三)

    玩味一下海森堡的声明是很有意思的:讨厌纳粹和希特勒,但忠实地执行对祖国的义

    务,作为国家机器的一部分来履行爱国的职责。这听起来的确像一幅典型的德国式场景。

    服从,这是德国文化的一部分,在英语世界的人们看来,对付一个邪恶的政权,符合道德

    的方式是不与之合作甚至摧毁它,但对海森堡等人来说,符合道德的方式是服从它--正如

    他以后所说的那样,虽然纳粹占领全欧洲不是什么好事,但对一个德国人来说,也许要好

    过被别人占领,一战后那种惨痛的景象已经不堪回首。

    原子弹,对于海森堡来说,是“本质上”邪恶的,不管它是为希特勒服务,还是为别

    的什么人服务。战后在西方科学家中有一种对海森堡的普遍憎恶情绪。当海森堡后来访问

    洛斯阿拉莫斯时,那里的科学家拒绝同其握手,因为他是“为希特勒制造原子弹的人”。

    这在海森堡看来是天大的委屈,他不敢相信,那些“实际制造了原子弹的人”竟然拒绝与

    他握手!也许在他心中,盟军的科学家比自己更加应该在道德上加以谴责。但显然在后者

    看来,只有为希特勒制造原子弹才是邪恶,如果以消灭希特勒和法西斯为目的而研究这种

    武器,那是非常正义和道德的。

    这种道德观的差异普遍存在于双方阵营之中。魏扎克曾经激动地说:“历史将见证,

    是美国人和英国人造出了一颗炸弹,而同时德国人--在希特勒政权下的德国人--只发展了

    铀引擎动力的和平研究。”这在一个美国人看来,恐怕要喷饭。

    何况在许多人看来,这种声明纯粹是马后炮。要是德国人真的造得出来原子弹,恐怕

    伦敦已经从地球上消失了,也不会罗里罗嗦地讲这一大通风凉话。不错,海森堡肯定在

    1940年就意识到铀炸弹是可能的,但这不表明他确切地知道到底怎么去制造啊!海森堡在

    1942年意识到以德国的环境来说分离铀235十分困难,但这不表明他确切地知道到底要分

    离“多少”铀235啊!事实上,许多证据表明,海森堡非常错误地估计了工程量,为了维

    持链式反应,必须至少要有一个最小量的铀235才行,这个质量叫做“临界质量”

    (critical mass),海森堡--不管他是真的算错还是假装不知--在1942年认为至少需要几

    吨的铀235才能造出原子弹!事实上,只要几十千克就可以了。

    诚然,即使只分离这么一点点铀235也是非常困难的。美国动用了15000人,投资超过

    20亿美元才完成整个曼哈顿计划。而德国整个只有100多人在搞这事,总资金不过百万马

    克左右,这简直是笑话。但这都不是关键,关键是,海森堡到底知不知道准确的数字?如

    果他的确有一个准确数字的概念,那么虽然这德国来说仍然是困难的,但至少不是那样的

    遥不可及,难以克服。英国也同样困难,但他们知道准确的临界质量数字,于是仍然上马

    了原子弹计划。

    海森堡争辩说,他对此非常清楚,他引用了许多证据说明在与斯佩尔会面前他的确知

    道准确的数字。可惜他的证据全都模糊不清,无法确定。德国的报告上的确说一个炸弹可

    能需要10-100千克,海森堡也描绘过一个“菠萝”大小的炸弹,这被许多人看作证明。然

    而这些全都是指钚炸弹,而不是铀235炸弹。这些数字不是证明出来的,而是猜测的,德

    国根本没有反应堆来大量生产钚。德国科学家们在许多时候都流露出这样的印象,铀炸弹

    至少需要几吨的铀235。

    不过当然你也可以从反方面去理解,海森堡故意隐瞒了数字,只有天知地知他一个人

    知。他一手造成夸大了的假相。

    至于反应堆,其实石墨也可以做很好的减速剂,美国人就是用的石墨。可是当时海森

    堡委派波特去做实验,他的结果错了好几倍,显示石墨不适合用在反应堆中,于是德国人

    只好在重水这一棵树上吊死。这又是一个悬案,海森堡把责任推到波特身上,说他用的石

    墨不纯,因此导致了整个计划失败。波特是非常有名的实验物理学家,后来也得了诺贝尔

    奖,这个黑锅如何肯背。他给海森堡写信,暗示说石墨是纯的,而且和理论相符合!如果

    说实验错了,那还不如说理论错了,理论可是海森堡负责的。在最初的声明中海森堡被迫

    撤回了对波特的指责,但在以后的岁月中,他,魏扎克,沃兹等人仍然不断地把波特拉进

    来顶罪。目前看来,德国人当年无论是理论还是实验上都错了。

    对这一公案的争论逐渐激烈起来,最有影响的几本著作有:robert jungk的《比一千

    个太阳更明亮》(brighter than a thousand sunds,1956),此书赞扬了德国科学家那高

    尚的道义,在战时不忘人类公德,虽然洞察原子弹的奥秘,却不打开这潘多拉盒子。1967

    年david irving出版了《德国原子弹计划》(the german atomic bomb),此时德国当年的

    秘密武器报告已经得见天日,给作品带来了丰富的资料。

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