第698章 華山小論劍
第698章 華山小論劍
現在的哥本哈根研究所除了8名永久成員，還有10名左右長期訪問學者，已經基本達到飽和狀態。
研究所的設計規劃是二十世紀上半葉很典型的理論物理研究所模式：上面兩層是宿舍，地下室供實驗用，只有一小半的空間實際用於理論物理研究。
李諭來到哥本哈根研究所後，玻爾高興道：「看到這個足球了嗎，是當時李諭先生你來哥本哈根大學時我們一起踢的那個。」
李諭笑道：「真是太有紀念意義了。」
玻爾說：「以貴國的足球水平，來到奧運會也不會差。」
李諭唏噓道：「要是能保持下去就好了。」
民國時期的足球水平相當高，至少制霸亞洲。
李諭看到他們的實驗室有一台單光子實驗設備，「你們也要重複這個實驗？」
玻爾說：「時代變化太快，兩年前我還不相信你和愛因斯坦聲稱的波粒二象性，而現在康普頓效應的實驗都做出來了，我不得不選擇接受。在波動性與粒子性之間的兩難，讓我一度陷入困境，可我必須給BKS理論舉行葬禮了。」
BKS理論是當初玻爾與兩位兩個學者提出的，試圖解決波和粒子的爭論。
在這個理論看來，每一個穩定的原子附近，都存在著某些虛擬的振動與經典振動相對應。認為它們只不過是一種統計下的平均情況。但是這一觀點拋棄了物理學最基本的能量守恆和動量守恆定律，所以反對者非常多，不僅愛因斯坦等人，玻爾的堅定追隨者泡利也深表異議。
加上這兩年越來越多實驗證明微觀粒子不僅在統計學意義上存在能量守恆，單個的粒子也要遵守。玻爾只能放棄有些荒唐的BKS理論。
李諭說：「東方有句話，叫做涅槃重生，葬禮不見得是壞事。」
「先生果然和以前一樣，充滿哲學思想，」玻爾謙虛道，「研究所里的幾位博士生一定和你有很多話題。」
這裡面肯定有海森堡。
李諭問道：「海森堡什麼時候回哥本哈根？」
「應當快了，玻恩教授收到了一封美國的邀請，去美國幾所大學講解矩陣力學，海森堡在哥廷根也沒有事做。」玻爾說。
「不如就在這裡舉辦一次小小的學術交流會，把他們都叫來？」李諭建議道。
「估計愛因斯坦先生也會感興趣。」玻爾欣然採納。
——
首先來的，就是愛大神。
李諭同他握手道：「教授又幫助量子力學邁上了一個大台階。」
愛因斯坦叼著菸斗說：「實際上連我自己都開始困惑了。」
「我看了那篇玻色-愛因斯坦凝聚的文章，教授的表現堪稱無私。」李諭讚賞了一句。
愛因斯坦無所謂道：「加上他的名字是必須的。」
愛因斯坦的人品魅力都很好。
實際上，玻色-愛因斯坦凝聚起碼99%的功勞都是歸於愛因斯坦的。
當時玻色犯了一個巨大錯誤，所有報刊編輯都看出來了，因此退了稿。玻色沒辦法，嘗試寄給愛因斯坦，沒想到愛大神讚不絕口，並主動翻譯成德文發表。
然後愛因斯坦進行了更大的擴展，他預言在低於某個溫度時，所有粒子都會進入基態，宏觀上就會發生相變，即所謂的玻色-愛因斯坦凝聚。
這些事都是愛因斯坦做的，玻色甚至沒有意識到愛因斯坦是以不同的方式進行計算的。
玻色-愛因斯坦凝聚顯然是個量子領域成果，——即便愛因斯坦一直反對量子力學，但他卻好幾次走到了量子領域的前沿位置。
李諭又說：「教授看過波動力學的論文了嗎？」
愛因斯坦說：「看過了，他對德布羅意的論文進行了完美的延伸，能夠觸碰一個新世界。此前我就想過，要是用一束氣體分子做雙縫干涉試驗，他們或許會像波一樣彼此干涉。」
李諭說：「雙縫有點難，但衍射實驗估計用不了多久就會有人做出來。」
愛因斯坦最起碼是堅持波粒二象性的，「我表示期待。可我仍然對量子理論的方向感到不安，它雖然在數學上沒有什麼問題，但其物理性質一直隱藏著，這不是一個好現象。」
「你不是認為海森堡種下了一粒大種子嗎？」李諭問。
愛因斯坦苦澀道：「我現在要改變看法了，海森堡種下的其實是個量子蛋！哥廷根的人都相信他，但我還是不能相信。」
這就是愛因斯坦對量子的複雜態度。
他或許希望量子理論與實驗相輔相成「循序漸進」，而非這兩年突然的大跨步。
但量子力學的實驗其實比他的廣義相對論還要簡單很多……愛因斯坦的那些廣義相對論預言，都是大半個世紀以後才有能力進行驗證。
「太榮幸了，愛因斯坦教授，我和您有一樣的觀點！」薛丁格到了，「我也難以接受海森堡的說法。」
玻爾隨口問道：「薛丁格教授，那你認為應該怎麼樣？」
薛丁格說：「波動性是量子力學中唯一的決定因素，就連量子躍遷也要符合連續性。」
量子躍遷是玻爾的能級理論核心觀點之一，玻爾馬上反駁：「不管實驗中的原子譜線、還是能級理論，以及兩位優秀博士生泡利的不相容原理和海森堡的矩陣力學，都證明了量子理論的正確。波動性並非決定因素！尤其是海森堡的矩陣力學，將數學上的不可對易性完美體現了出來。」
「矩陣力學嘛？」薛丁格似乎就在等這句話，「正好我有個成果藉此機會給大家展示一下，我已經寄給雜誌社，一兩天後便會在《物理年鑑》上看到。」
薛丁格從包中拿出一沓論文，「通過把我的波動方程中對應位置和動量的變量用兩個來自海森堡矩陣力學中被稱為算符的表達式來代替，矩陣力學就可以從波動力學中推導出來。」
這句話有點殺傷力。
「你的意思是，海森堡的矩陣力學與你的波動力學在數學上其實是等價的？」愛因斯坦驚訝道。
「對！」薛丁格說，「我的理論早就可以輕鬆推出原子譜線。所以波動性和連續性才是量子領域的基礎！而非不連續！」
幾人紛紛傳看薛丁格的論文。
薛大神的筆跡比海森堡優美許多，他的數學功底也要更深一點。
薛丁格的做法在數學上叫做「代入」，可以用另一種方式進行從矩陣力學到波動力學的轉換。
他並不是第一個發現矩陣力學與波動力學在數學上等價的人，一個月前「懟神」泡利已經發覺這種關聯性。
不過他們兩人雖然證明了二者等價，卻不理解為什麼這樣，對於更深的數學本質無法參透。
要等到幾個月後，狄拉克才解釋清楚。狄大神發展出了另外一種看待量子世界的方式，稱之為變換理論，並且運用了一些很難的數學證明所有版本的量子力學都包含在這個包羅一切的理論之中。
狄拉克真心很強，但就像楊振寧一樣，非業內人士大都不太了解他們的工作。主要是兩人的工作太基礎，而且非常數學，理解起來不太容易，動不動就是各種複雜深奧的場論。
但物理學家大部分也不希望涉及過於高深的數學，因為太痛苦。當知道矩陣力學和波動力學等價後，絕大多數理論物理學家都會選擇薛丁格的波動力學，即便矩陣力學在處理自旋時更有優勢，可波動力學畢竟是他們一直在用的微分方程，總比矩陣要熟悉得多，還與經典物理學有些關聯。
這個結果顯然是海森堡不願意看到的，自己好不容易弄出來矩陣力學，結果才不到一年，你薛丁格就搞出了個波動力學？
所以海森堡到後，立刻表達了自己的觀點進行反擊：「波動力學尚且找不到足夠的物理意義。」
薛丁格回了一句：「矩陣力學也是一樣。」
兩人簡直在互相傷害，兩套理論都沒有足夠的物理解釋來支撐。
海森堡說：「即便數學上等價，波動力學也是受到了矩陣力學的啟發，存在先後順序。」
「並非如此，」薛丁格說，「我的理論受到了德布羅意的啟發，還受益於愛因斯坦先生、李諭先生簡短但極有遠見的評論，與矩陣力學並沒有什麼關聯。而且對於我來說，矩陣力學過於複雜，我甚至有些被它嚇住。」
海森堡還有牌可以出：「你不能用波和振動模態代替量子躍遷和量子態、不連續性。」
薛丁格說：「我的波動力學是從經典質點力學走向一種連續理論的一步，這個理論建立在一種連續場上，儘管這個場不存在於我們日常所見的實際空間之內，而是處於抽象的多維空間。但用這種方式可以把物理學完全推回到經典圖景和原子模型中。」
海森堡戲謔道：「薛丁格教授要讓物理學倒退？」
「必然不是倒退，你可以當成一種哲學考量，」薛丁格此前好長一段時間他都在研究哲學，差不多是物理學家里哲學最好的，他繼續說，「最有利於量子物理學未來發展的，是本人堅持的『直觀』的波動力學；而非抑制『直覺』，運用躍遷、概率、能級等抽象概念的其他理論。」
兩人都辯論到哲學上了，李諭趕忙插了一嘴：「除了數學上的爭論，我認為你們兩人更大的分歧在於對量子的解釋上。是不是海森堡博士不認可決定論，而薛丁格教授至少還認為波動性是決定性的。」
兩人點頭道：「是的。」
好嘛，那就沒法調和了。
雖然歷史上薛丁格與海森堡針對矩陣力學VS波動力學搞了很多次辯論，尤其在證明二者等價後，辯論更是上升到了一個新高度。
但本質上看，還是二人針對量子的理念大相逕庭，而且任何一方都不肯讓步。
不過此時的兩人尚且只能算初級交鋒，大爭論要等到明年的索爾維會議爆發。
愛因斯坦放下菸斗，替己方隊友薛丁格說了一句：「微觀組成宏觀，如果微觀沒有決定論，真是太可怕了。」
海森堡雖然沒有泡利的急脾氣，但對自己的理論自信心非常高，於是說：「我認為非決定論，也就是嚴格因果性的消失是必要的！否則根本沒有辦法解釋量子躍遷為何不連續！」
薛丁格反對道：「如果沒有定律來描述量子躍遷中電子的運動，那麼整個量子躍遷的概念就完全是一種幻想。」
又提到量子躍遷，玻爾不能再沉默：「這不能證明沒有量子躍遷，只是證明我們不能想像出它們。對於量子躍遷，經典物理學中的實驗和描述方式是不夠的。」
薛丁格說：「要是該死的量子躍遷真的存在，我會很遺憾我曾經參與到量子理論之中。」
這是薛大神一句著名的論斷，表明他在這時候已經堅定站到愛因斯坦的一邊。
——貌似愛因斯坦、泡利都說過類似的話。
海森堡說：「我們確實無法觀測到原子內部的電子軌道，所以一個好的理論必須基於直接可觀測的量。」
這是海森堡的信條。他堅信量子理論，並選擇了一條經典物理學家挑不出毛病的路：全部基於實驗的理論，再推導出的新成果肯定就是真的，於是驗證了量子理論的正確性。
愛因斯坦再次開口：「但你並不會真正相信只有可觀測量才能進入一個物理理論。」
海森堡聽了有些驚訝：「那不就是您的相對論所做的事情嗎？」
「也許我的確用過這種推理，」愛因斯坦承認，「但它仍然是胡說。」
海森堡說：「不管相對論還是量子力學，都不是胡說。」
「好吧，」愛因斯坦無奈地抱怨道，「但現在的物理學似乎有一種新時尚，總是宣稱某些事物無法觀測到，因此就不是實在的。」
李諭笑道：「你所說的這種時尚恰恰是你1905年所做的。」
愛因斯坦一愣，不知道怎麼反駁，只能幽上一默：「好的笑話不能老是重複！」
現在的哥本哈根研究所除了8名永久成員，還有10名左右長期訪問學者，已經基本達到飽和狀態。
研究所的設計規劃是二十世紀上半葉很典型的理論物理研究所模式：上面兩層是宿舍，地下室供實驗用，只有一小半的空間實際用於理論物理研究。
李諭來到哥本哈根研究所後，玻爾高興道：「看到這個足球了嗎，是當時李諭先生你來哥本哈根大學時我們一起踢的那個。」
李諭笑道：「真是太有紀念意義了。」
玻爾說：「以貴國的足球水平，來到奧運會也不會差。」
李諭唏噓道：「要是能保持下去就好了。」
民國時期的足球水平相當高，至少制霸亞洲。
李諭看到他們的實驗室有一台單光子實驗設備，「你們也要重複這個實驗？」
玻爾說：「時代變化太快，兩年前我還不相信你和愛因斯坦聲稱的波粒二象性，而現在康普頓效應的實驗都做出來了，我不得不選擇接受。在波動性與粒子性之間的兩難，讓我一度陷入困境，可我必須給BKS理論舉行葬禮了。」
BKS理論是當初玻爾與兩位兩個學者提出的，試圖解決波和粒子的爭論。
在這個理論看來，每一個穩定的原子附近，都存在著某些虛擬的振動與經典振動相對應。認為它們只不過是一種統計下的平均情況。但是這一觀點拋棄了物理學最基本的能量守恆和動量守恆定律，所以反對者非常多，不僅愛因斯坦等人，玻爾的堅定追隨者泡利也深表異議。
加上這兩年越來越多實驗證明微觀粒子不僅在統計學意義上存在能量守恆，單個的粒子也要遵守。玻爾只能放棄有些荒唐的BKS理論。
李諭說：「東方有句話，叫做涅槃重生，葬禮不見得是壞事。」
「先生果然和以前一樣，充滿哲學思想，」玻爾謙虛道，「研究所里的幾位博士生一定和你有很多話題。」
這裡面肯定有海森堡。
李諭問道：「海森堡什麼時候回哥本哈根？」
「應當快了，玻恩教授收到了一封美國的邀請，去美國幾所大學講解矩陣力學，海森堡在哥廷根也沒有事做。」玻爾說。
「不如就在這裡舉辦一次小小的學術交流會，把他們都叫來？」李諭建議道。
「估計愛因斯坦先生也會感興趣。」玻爾欣然採納。
——
首先來的，就是愛大神。
李諭同他握手道：「教授又幫助量子力學邁上了一個大台階。」
愛因斯坦叼著菸斗說：「實際上連我自己都開始困惑了。」
「我看了那篇玻色-愛因斯坦凝聚的文章，教授的表現堪稱無私。」李諭讚賞了一句。
愛因斯坦無所謂道：「加上他的名字是必須的。」
愛因斯坦的人品魅力都很好。
實際上，玻色-愛因斯坦凝聚起碼99%的功勞都是歸於愛因斯坦的。
當時玻色犯了一個巨大錯誤，所有報刊編輯都看出來了，因此退了稿。玻色沒辦法，嘗試寄給愛因斯坦，沒想到愛大神讚不絕口，並主動翻譯成德文發表。
然後愛因斯坦進行了更大的擴展，他預言在低於某個溫度時，所有粒子都會進入基態，宏觀上就會發生相變，即所謂的玻色-愛因斯坦凝聚。
這些事都是愛因斯坦做的，玻色甚至沒有意識到愛因斯坦是以不同的方式進行計算的。
玻色-愛因斯坦凝聚顯然是個量子領域成果，——即便愛因斯坦一直反對量子力學，但他卻好幾次走到了量子領域的前沿位置。
李諭又說：「教授看過波動力學的論文了嗎？」
愛因斯坦說：「看過了，他對德布羅意的論文進行了完美的延伸，能夠觸碰一個新世界。此前我就想過，要是用一束氣體分子做雙縫干涉試驗，他們或許會像波一樣彼此干涉。」
李諭說：「雙縫有點難，但衍射實驗估計用不了多久就會有人做出來。」
愛因斯坦最起碼是堅持波粒二象性的，「我表示期待。可我仍然對量子理論的方向感到不安，它雖然在數學上沒有什麼問題，但其物理性質一直隱藏著，這不是一個好現象。」
「你不是認為海森堡種下了一粒大種子嗎？」李諭問。
愛因斯坦苦澀道：「我現在要改變看法了，海森堡種下的其實是個量子蛋！哥廷根的人都相信他，但我還是不能相信。」
這就是愛因斯坦對量子的複雜態度。
他或許希望量子理論與實驗相輔相成「循序漸進」，而非這兩年突然的大跨步。
但量子力學的實驗其實比他的廣義相對論還要簡單很多……愛因斯坦的那些廣義相對論預言，都是大半個世紀以後才有能力進行驗證。
「太榮幸了，愛因斯坦教授，我和您有一樣的觀點！」薛丁格到了，「我也難以接受海森堡的說法。」
玻爾隨口問道：「薛丁格教授，那你認為應該怎麼樣？」
薛丁格說：「波動性是量子力學中唯一的決定因素，就連量子躍遷也要符合連續性。」
量子躍遷是玻爾的能級理論核心觀點之一，玻爾馬上反駁：「不管實驗中的原子譜線、還是能級理論，以及兩位優秀博士生泡利的不相容原理和海森堡的矩陣力學，都證明了量子理論的正確。波動性並非決定因素！尤其是海森堡的矩陣力學，將數學上的不可對易性完美體現了出來。」
「矩陣力學嘛？」薛丁格似乎就在等這句話，「正好我有個成果藉此機會給大家展示一下，我已經寄給雜誌社，一兩天後便會在《物理年鑑》上看到。」
薛丁格從包中拿出一沓論文，「通過把我的波動方程中對應位置和動量的變量用兩個來自海森堡矩陣力學中被稱為算符的表達式來代替，矩陣力學就可以從波動力學中推導出來。」
這句話有點殺傷力。
「你的意思是，海森堡的矩陣力學與你的波動力學在數學上其實是等價的？」愛因斯坦驚訝道。
「對！」薛丁格說，「我的理論早就可以輕鬆推出原子譜線。所以波動性和連續性才是量子領域的基礎！而非不連續！」
幾人紛紛傳看薛丁格的論文。
薛大神的筆跡比海森堡優美許多，他的數學功底也要更深一點。
薛丁格的做法在數學上叫做「代入」，可以用另一種方式進行從矩陣力學到波動力學的轉換。
他並不是第一個發現矩陣力學與波動力學在數學上等價的人，一個月前「懟神」泡利已經發覺這種關聯性。
不過他們兩人雖然證明了二者等價，卻不理解為什麼這樣，對於更深的數學本質無法參透。
要等到幾個月後，狄拉克才解釋清楚。狄大神發展出了另外一種看待量子世界的方式，稱之為變換理論，並且運用了一些很難的數學證明所有版本的量子力學都包含在這個包羅一切的理論之中。
狄拉克真心很強，但就像楊振寧一樣，非業內人士大都不太了解他們的工作。主要是兩人的工作太基礎，而且非常數學，理解起來不太容易，動不動就是各種複雜深奧的場論。
但物理學家大部分也不希望涉及過於高深的數學，因為太痛苦。當知道矩陣力學和波動力學等價後，絕大多數理論物理學家都會選擇薛丁格的波動力學，即便矩陣力學在處理自旋時更有優勢，可波動力學畢竟是他們一直在用的微分方程，總比矩陣要熟悉得多，還與經典物理學有些關聯。
這個結果顯然是海森堡不願意看到的，自己好不容易弄出來矩陣力學，結果才不到一年，你薛丁格就搞出了個波動力學？
所以海森堡到後，立刻表達了自己的觀點進行反擊：「波動力學尚且找不到足夠的物理意義。」
薛丁格回了一句：「矩陣力學也是一樣。」
兩人簡直在互相傷害，兩套理論都沒有足夠的物理解釋來支撐。
海森堡說：「即便數學上等價，波動力學也是受到了矩陣力學的啟發，存在先後順序。」
「並非如此，」薛丁格說，「我的理論受到了德布羅意的啟發，還受益於愛因斯坦先生、李諭先生簡短但極有遠見的評論，與矩陣力學並沒有什麼關聯。而且對於我來說，矩陣力學過於複雜，我甚至有些被它嚇住。」
海森堡還有牌可以出：「你不能用波和振動模態代替量子躍遷和量子態、不連續性。」
薛丁格說：「我的波動力學是從經典質點力學走向一種連續理論的一步，這個理論建立在一種連續場上，儘管這個場不存在於我們日常所見的實際空間之內，而是處於抽象的多維空間。但用這種方式可以把物理學完全推回到經典圖景和原子模型中。」
海森堡戲謔道：「薛丁格教授要讓物理學倒退？」
「必然不是倒退，你可以當成一種哲學考量，」薛丁格此前好長一段時間他都在研究哲學，差不多是物理學家里哲學最好的，他繼續說，「最有利於量子物理學未來發展的，是本人堅持的『直觀』的波動力學；而非抑制『直覺』，運用躍遷、概率、能級等抽象概念的其他理論。」
兩人都辯論到哲學上了，李諭趕忙插了一嘴：「除了數學上的爭論，我認為你們兩人更大的分歧在於對量子的解釋上。是不是海森堡博士不認可決定論，而薛丁格教授至少還認為波動性是決定性的。」
兩人點頭道：「是的。」
好嘛，那就沒法調和了。
雖然歷史上薛丁格與海森堡針對矩陣力學VS波動力學搞了很多次辯論，尤其在證明二者等價後，辯論更是上升到了一個新高度。
但本質上看，還是二人針對量子的理念大相逕庭，而且任何一方都不肯讓步。
不過此時的兩人尚且只能算初級交鋒，大爭論要等到明年的索爾維會議爆發。
愛因斯坦放下菸斗，替己方隊友薛丁格說了一句：「微觀組成宏觀，如果微觀沒有決定論，真是太可怕了。」
海森堡雖然沒有泡利的急脾氣，但對自己的理論自信心非常高，於是說：「我認為非決定論，也就是嚴格因果性的消失是必要的！否則根本沒有辦法解釋量子躍遷為何不連續！」
薛丁格反對道：「如果沒有定律來描述量子躍遷中電子的運動，那麼整個量子躍遷的概念就完全是一種幻想。」
又提到量子躍遷，玻爾不能再沉默：「這不能證明沒有量子躍遷，只是證明我們不能想像出它們。對於量子躍遷，經典物理學中的實驗和描述方式是不夠的。」
薛丁格說：「要是該死的量子躍遷真的存在，我會很遺憾我曾經參與到量子理論之中。」
這是薛大神一句著名的論斷，表明他在這時候已經堅定站到愛因斯坦的一邊。
——貌似愛因斯坦、泡利都說過類似的話。
海森堡說：「我們確實無法觀測到原子內部的電子軌道，所以一個好的理論必須基於直接可觀測的量。」
這是海森堡的信條。他堅信量子理論，並選擇了一條經典物理學家挑不出毛病的路：全部基於實驗的理論，再推導出的新成果肯定就是真的，於是驗證了量子理論的正確性。
愛因斯坦再次開口：「但你並不會真正相信只有可觀測量才能進入一個物理理論。」
海森堡聽了有些驚訝：「那不就是您的相對論所做的事情嗎？」
「也許我的確用過這種推理，」愛因斯坦承認，「但它仍然是胡說。」
海森堡說：「不管相對論還是量子力學，都不是胡說。」
「好吧，」愛因斯坦無奈地抱怨道，「但現在的物理學似乎有一種新時尚，總是宣稱某些事物無法觀測到，因此就不是實在的。」
李諭笑道：「你所說的這種時尚恰恰是你1905年所做的。」
愛因斯坦一愣，不知道怎麼反駁，只能幽上一默：「好的笑話不能老是重複！」