科学蒙难集 1106-第19节
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的对象，并不是几率”，“最后要使理论基础摆脱统 计概念”。
随着科学的发展和人们认识水平的提高，爱因斯坦的观点受到越来越多的批评， 陷于十分孤立的境地。 1949年， 他在“对批评的回答”一文中承认，量子力学是 “迄今为止唯一能把物质的粒子和波动的两重特征以逻辑上令人满意的方式统一起 来的理论”。但是他对量子力学仍然“反感”，认为波函数做为“休系整体的一个 统计性的描述”“是不完备的”，“是使人迷惑”的“暂时成功”，而不是“原则 性的考虑”。1953年，爱因斯坦写了《关于量子力学基础的解释的基本意见——赠 给马克斯。玻恩的科学论文集，为纪念他从爱丁堡大学台特自然哲学讲座退休》一 文，继续同玻恩进行激烈的争论。直到1954年爱因斯坦逝世前几个月，他在同海森 堡谈到量子力学的解释时，仍然互相不能“说服”，爱因斯坦坚持认为统计性的量 子力学“这样的方案不可能是自然的最终描述”。
薛定谔因创立波动力学而蜚声物理学界，他始终反对波函数的统计解释。1928 年，他在一次演讲中说：“关于Ψ函数的明显的统计解释，……这种观点有点不能 令人满意”。1952年，他为庆祝德布罗意60寿辰而写的“波动力学的意义”中，称 波函数的几率解释为“超经验的，几乎是心理上的解释。这种解释立即受到绝大多 数第一流的理论家的欢呼，把它当作唯一符合于实验的解释，而且这种解释现在已 经成为人人都接受的（只有少数值得注意的人除外）正统教义了”。这使“德布罗 意和我一样都感到震惊和失望”。
至于普朗克，他直到逝世的时候都属于怀疑派，支持薛定谔而反对玻恩关于波 函数的统计解释。
像爱因斯坦这样的科学权威，哪怕只有他一个反对，也足以使诺贝尔奖金委员 会畏缩不前，甚至把一致同意的候选人从实际获奖者的名单中悄悄地勾掉。何况还 有薛定谔和德布罗意等几个“伟大人物”同他站在一起呢？正是由于爱因斯坦等少 数权威的一贯坚决反对， 才使玻恩的获奖时间整整推延了22年。1954年11月3日， 玻恩获奖后坦率地讲出他“惊喜交集”的矛盾心理和感伤情绪：“1932年我没有海 森堡一起得到诺尔奖金，尽管海森堡给我写了一封友好的信，这件事当时还是在我 的感情上造成了巨大的创伤。
新思想与旧习惯的激烈斗争
“科学中的进展不能老是通过用已知的自然律来解释新现象的办法来实现，在 某些情况下，被观测到的新现象只能用新概念来理解”。
本世纪20年代初，物理学正处于蓬勃发展又激烈动荡的时期，相对论取得成功， 量子论方兴未艾。 玻尔（N。Bohr，1885－1962）用旧量子论解释原子现象，实际 是把新的量子化概念放到旧的经典力学轨道中，像用旧瓶装新酒、穿新鞋走老路一 样，对于一些新问题显得无能为力。为了摆脱这种困境，许多物理学家纷纷提出各 种新的概念、学说和理论，出现百花争艳的局面。物理学处于又一次重大革命的前 夜，量子力学到了它的临产时期。
一些具有新思想的物理学家，看清了这种形势，积极探索恰当描述和完满解释 微观世界和原子事件的新理论，玻恩则是一个杰出的代表。玻恩一向主张创新，反 对倒退。当相对论刚刚问世受到各种攻击时，他积极支持并勇敢捍卫了这个伟大的 新理论；1924年他预见到新理论即将出现，而把他写的一部完整原子理论著作为第 一卷；1925年他发现海森堡“运动学及力学诸关系的量子解释”论文中的新方法很 价值，立刻寄出发表，并且以此为突破口，与他的助手一起建立了矩阵力学。玻恩 以实验事实为基础，创建背离经典物理框架的量了力学，体现了他敢于突破、大胆 创新的先进科学思想。在薛定谔建立波动力学后，玻恩提出波函数的统计解释，是 历史的必然。
“任何一项新的科学原理的发现都意味着对人们习以为常的传统观念的背离和 决裂”。波函数的统计解释第一次把几率概念正式引进“精确的”物理学，从此物 理学特别是微观物理学必须考虑一个几率的理论，“粒子的运动遵循几率定律，而 几率本身则按因果律分布”，这种解释表明量子力学与经典力学的本质区别。“量 子力学有它独特之处，一般它只预言一个事件的几率，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。
“科学总是革命的和非正统的，这是它本性”，其实质就在于不断探索新领域， 发现新规律，创立新理论，并用新眼光评价或更新旧观点。但是，传统观念总是把 已有理论当成包医百病的万应灵药，希望它能解释所有现象；对旧理论暴露出来的 弊病，总是习惯于修修补补，维持原状；而对新的发现和创造总是极力反对，或想 方设法将其纳入旧框架中。传统观念是科学发现、发明和创造的巨大障碍，它束缚 人们的头脑和手脚，该想的不敢想，该干的不敢干。特别是科学界某些权威受传统 观念影响严重时，造成的危害可能就更大了。由于过分迷信权威，如果科学发现有 权威反对，结果就会造成该承认的不敢承认，该支持的不敢支持，使得创造精神受 到扼杀，科学发展受到阻碍。因此，发展科学必须摆脱传统观念的束缚，破除对权 威的过分迷信，彻底解放思想，在科学的征途上，做新发现的勇敢支持者，新领域 的大胆探索者。
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第十四章 “尚未绞决”
——相对论的厄运
1905年，在物理学的地平线上，一颗耀眼的巨星腾空而起，像一把利剑，直刺 向不平静的科学夜空。
在瑞士的伯尔尼，住在克拉姆胡同49号顶楼里的一个某专利局的小公务员经常 向人们侃侃而谈： 一对孪生子，其中一个坐上光子火箭去宇宙空间旅行。1年后， 他回到家里，发现自己的孪生史弟已经是白发苍苍的老人，自己却还是那样年轻… …。 1千克煤中蕴藏了21万多亿千卡的能量，如果的马这些能量全部释放出来，可 供一个大城市消耗几年……。
10年之后，在德国的柏林，还是这个人，以柏林科学院院士的身份，在科学院 挤得水泄不通的讲堂里向人们发表演说：空间是弯曲的光线也会拐弯，宇宙在膨胀 和收缩……。讲演者那深刻的思想，精辟的论述，在生动、幽默的趣谈陪衬下，具 有一种特殊的魅力，使听众为之惊叹，为之倾倒。这位讲演者就是在物理学家中负 有盛名的、 被誉为科学巨匠的阿尔伯特。爱因斯坦。（Albert Einstein，1879－ 1955）。他所讲的就是经过他严格科学推导而创立的、为现代物理学对发展开辟了 广阔道路的全新的物理学体系——相对论。
今天，相对论已经成为现代物理学的理论大厦最重要的支柱之一，人们对爱因 斯坦及其相对论也有了更广泛地了解。不过，可以肯定地说，从科学史的角度，人 们知道的更多的是在爱因斯坦带有神奇色彩的创造性工作，以及他所提出的深邃问 题和研究的辉煌成果。随着相对论的问世，爱因斯坦的名字作为“智慧”、“理性” 的代名词开始闪耀在全世界报刊上，拨动着人们的心弦。爱因斯坦一下子跃居于群 英荟萃的科学圣坛中最显赫的位置。然而，科学鲜花从来都是在疾风暴雨中绽开的。 对于相对论的问世，人世间赐予爱因斯坦既有赞颂、钦佩和欢呼，也有讥笑、斥责 和咒骂。谁曾知晓，就是这个相对论和自然科学中其他一些改变人们传统观念的理 论一样，也有过一段艰难曲折的历程，遭受了厄运，在它身上，深深地烙着对习惯 势力阻挠的拚搏，对反动阶级扼杀的抗争的斑斑印迹。
科学的丰碑
19世纪末，物理学已经有了相当的发展，似乎近于完美无缺了：研究物体的运 动，有牛顿力学；研究热运动，有热力学和统计力学；研究电磁波和光波，有麦克 斯韦的电磁场理论。因而，许多物理学家踌躇满志，叹为观止。他们普遍认为，理 论上的一些基本的、原则的问题都已经得到解决，这标志着物理学已经发展到了完 整、系统和成熟的阶段，所以，物理学�
