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发信人: redfox (不知道什么名字好), 信区: Science
标  题: 没人看月亮时她是否还在那儿(1)巨人之争
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年07月10日14:43:04 星期一), 站内信件

没人看月亮时她是否还在那儿(1)巨人之争  
　　　1927 年九月，在义大利科摩(Como)召开了一次纪念义大利科学家 
Alexaudro Volta(1745-1827) 逝世一百周年会议，许多世界知名科学家应邀参加
．Niels Bohr 在会议中首度公开地演讲他的互补原理(complementary 
principle)． Bohr 采用了大量的哲学语言来阐释互补原理，使大家感到震惊与困
惑! 

　　当时大多数人对于测不准关系及互补原理的深刻内涵还不大明了． 事后法国
物理学家 Eugene Wigner 言道，Bohr 的演讲不会使我们当中任何一位改变对量子
力学的看法． 

　　几个星期后在布鲁塞尔举行的第五届 Solvay Congress，包括 Bohr, 
Einstein, Max Born, Ervin Schrodinger, Louis deBroglie, Werner K. 
Heisenberg 等世界最著名的科学家都出席了这项盛会． Bohr 在会议中重述了他
在科摩会议上的观点．由于 Einstein 并未参加科摩会议， 这还是他首次听到 
Bohr 亲自阐述互补原理和对量子力学的诠释．Einstein 一直对量子力学的机率解
释感到不满， 他曾在写给 Born 的信中提到: 「量子力学虽然令人赞叹，但在我
的心中有个声音告诉我， 它还不是那真实的东西……我无论如何不相信上帝会在
掷骰子!」因此人们急切地想知道 Einstein 对 Bohr 观点的反应．本世纪最伟大
的两位科学巨人之间的大战就此揭开序幕． 

　　Einstein 起来发言，表示赞同量子力学的系综(ensemble)机率解释． 
deBrodlie-Schrodinger 波不是代表单个粒子，而是代表分布在空间中的一个粒子
系综． 理论所提供的信息是关于这个过程的系综的，因此不赞成量子力学是描述
单一过程的完备理论． 

　　Einstein 的发言立即激起了与会学者的热烈讨论．虽然 Einstein 和 Bohr 
两人都尽量地使用客气的言词和有礼的态度，尊重自己的对手．但两人一交锋，就
充分显示出问题的尖锐性． 

　　Bohr 极力地想说服 Einstein：难道不就是你第一个突破古典物理的框架，提
出相对论和光的量子理论吗? 难道不就是你首先在 1905 年提出光的波粒二象性思
想的吗？不就是你将机率的概念引入来解释辐射问题的吗？ 像你这样一个量子物
理的开拓者，难道不应该进一步接受更新的量子力学观点， 把理论更进一步向前
推进？ 

　　然而 Einstein 并不听这一套．他坚信，有一个离开知觉主体而独立存在的客
观世界， 是一切自然科学的基础．为 Einstein 立传的作家 A.Pais 回忆道： 「
有一次和 Einstein 同行，他突然停下来，转身问我是否真的相信， 月亮只有在
我去看它的时候才存在？」 

　　Einstein 企图用一些理想实验来反驳测不准原理．首先，他设计了一个让电
子通过单狭缝绕射的实验， 认为这个实验可以提供一个精确的时空坐标，同时又
能提供对此过程中能量和动量交换平衡的详细说明． 

　　然而，Bohr 很决的指出，他不能避免在测量时仪器对电子的干扰，即电子与
狭缝边缘的相互作用． 这在分析理想实验是十分重要的． Einstein 见单狭缝难
不倒 Bohr，第二天又想出了新的实验．他承认用确定位置坐标的同一系统来精确
测量动量是不可能的， 所以他以分开的装置，一个测位置，一个测动量．他设计
了一个电子通过双狭缝干涉的实验， 当双狭缝开启时，从屏幕出现的亮点可以知
道电子垂直方向的动量，分别关上其中一个狭缝， 就可以知道电子的确实位置．
 然而 Bohr 在仔细思考后发现，如果关上其中任何一个狭缝，实验的状态就完全
改变了． 当双狭缝开启时，即便电子一个个发射出来，最后仍会在屏上形成干涉
条纹．假如轮流开启一个狭缝， 虽然可以得知电子究竟经过那个狭缝，但最后却
不会再有干涉条纹了．就这样，这个本来是 Einstein 用来反驳量子力学的理想实
验，经由 Bohr 的解释在今日已成了说明测不准关系和互补原理的标准范例． 

　　据 Heisenberg 事后回忆，Einstein 往往在吃早饭的时候告诉 Bohr 他所想
出来反驳测不准原理的理想实验．Bohr 立即著手分析，总是在吃晚饭前， Bohr 
告诉 Einstein，他的实验是驳不倒测不准原理的．如此接连数日， 甚至使一些原
本怀疑 Copenhagen 解释的科学家，都转而支持 Bohr 的立场了． 会议落幕了．
虽然 Bohr 成功的捍卫了测不准原理和互补性诠释的无矛盾性， 但 Einstein 并
未服输．他坚持：「上帝并不掷骰子．」这场大战正如火如荼地展开呢! 
 

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