1927年的科莫会议邀请了当时几乎所有的杰出物理学家,遗憾的是爱因斯坦与薛定谔别有要务,没能出席。玻尔仓促决定披露他的互补原理,作了题为“量子公设和量子论的最近发展”的演讲,第一次描述了波粒二象性。他强调观测的重要性,声称完全独立和绝对的测量是不存在的。波恩特别强调了量子论的不确定性,特别举了波函数“坍缩”的例子来说明这一点。但是对于那些不属于哥本哈根派的人物,他们对玻尔的想法和工作并不熟悉,互补原理令他们迷惑不解。
对于爱因斯坦而言,一个没有严格因果律的物理世界是不可想象的,他完全无法接受哥本哈根解释。他坚信量子论的基础大有毛病,从中必然能挑出点刺来,迫使人们回到一个严格的、富有因果性的理论中来。双方都在集聚力量,准备展开决战。
1927年10月的第五届索尔维会议成为战场。参加会议的“物理学全明星梦之队”大致分为三派,只关心试验结果的实验派(如布拉格和康普顿);哥本哈根派(如玻尔、波恩、海森堡);哥本哈根的死敌(如爱因斯坦、德布罗意、薛定谔)。
这场讨论更像是哲学家间的论辩。据埃仑费斯特的描述:爱因斯坦像一个弹簧玩偶,每天早上都带着新的主意从盒子里弹出来,而玻尔则从云雾缭绕的哲学中找到工具,把对方所有的论据都一一碾碎。
海森堡的回忆说:我们一般在旅馆用早餐时就见面了,于是爱因斯坦就描绘一个思维实验,我们一起走去会场,我就可以现场聆听两位哲人的讨论。我们这些年轻人试着分析爱因斯坦的实验。吃午饭时讨论在玻尔与其他哥本哈根的人之间进行。一般来说,玻尔在晚餐时分析给爱因斯坦听。爱因斯坦提不出反驳,但在心里是不服气的。
爱因斯坦坚信“上帝不掷骰子”,但无论如何,这一仗他输得很狼狈。三年后的第六届索尔维会议,爱因斯坦带着他的“光箱试验”卷土重来,试图反驳“不确定原理”,从根本上击溃哥本哈根的量子论。
“想象一个箱子,上面有一个小孔,并有一道可以控制其开闭的快门,箱子里面有若干光子。假设快门控制得足够好,以致每次只允许一个光子飞出。因为时间极短,Δt是足够小的。那么箱子里少了一个光子,可以用一个理想的弹簧秤测量出减少的质量,也就可以算出箱子内部减少的能量ΔE。那么ΔE和Δt都很确定,海森堡的公式ΔE*Δt>h就不成立了。”
玻尔呆若木鸡。罗森菲尔德的描述是:爱因斯坦身影高大庄严,带着一丝嘲讽的笑容,静悄悄的走了出去。玻尔在后面一路小跑,词不达意的辩解说要是这个装置真的管用,物理学就完蛋了。
第二天,大反转来临了。玻尔指出:一个光子跑了,箱子轻了Δm,我们用弹簧秤测得箱子在引力场中产生Δq的位移。根据广义相对论,时间的快慢也要随之改变相应的Δt。可以用公式计算出,Δt>h/Δmc²,再代入质能公式ΔE=Δmc²,就得到了我们熟悉的海森堡公式Δt*ΔE>h。
现在轮到爱因斯坦无话可说了,他终究是输掉了这场哲学家的对决。目前为止,他已经两战两败,不得不承认,量子论的根基比想象的要牢固很多。但是,爱因斯坦绝不愿抛弃“确定的因果关系”,这几乎成为他的“信仰”。几年后,他将给出自己的最后一击。
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