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在我們出發去回顧新量子論與經典決定論的那場驚心動魄的悲壯決戰之前，在本章的最後還是讓我們先來關注一下歷史遺留問題，也就是我們的微粒和波動的宿怨。波恩的概率解釋無疑是對薛定諤傳統波動解釋的一個沉重打擊，現在，微粒似乎可以暫時高興一下了。

「看，」它嘲笑對手說，「薛定諤也救不了你，他對波函數的解釋是站不住腳的。難怪總是有人說，薛定諤的方程比薛定諤本人還聰明哪。波恩的概率才是有道理的，電子始終是一個電子，任何時候你觀察它，它都是一個粒子，你吵嚷多年的所謂波，原來只是那看不見摸不著的『概率』罷了。哈哈，把這個頭銜讓給你，我倒是毫無異議的，但你得首先承認我的正統地位。」

但是波動沒有被嚇倒，說實話，雙方300年的恩怨纏結，經過那麼多風風雨雨，早就練就了處變不驚的本領。「哦，是嗎？」它冷靜地回應道，「恐怕事情不如你想像得那麼簡單吧？我們不如縮小到電子那個尺寸，去親身感受一下一個電子在雙縫實驗中的經歷如何？」

微粒遲疑了一下便接受了：「好吧，讓你徹底死心也好。」

那麼，現在讓我們也想像自己縮小到電子那個尺寸，跟著它一起去看看事實上到底發生了什麼事。一個電子的直徑小於一億分之一埃，也就是10^-23米，它的品質小於10^-30千克，變得這樣小，看來這必定是一次奇妙的旅程呢。

好，現在我們已經和一個電子一樣大了，突然縮小了那麼多，還真有點不適應，看出去的世界也變得模糊扭曲起來。不過，我們第一次發現，世界原來那麼空曠，幾乎是空無一物，這也情有可原，從我們的尺度看來，原子核應該像是遠在天邊吧？好，現在迎面來了一個電子，這是個好機會，讓我們睜大眼睛，仔細地看一看它究竟是個粒子還是波？奇怪，為什麼我們什麼都看不見呢？啊，原來我們忘了一個關鍵的事實！

要「看見」東西，必須有光進入我們的眼睛才行。但現在我們變得這麼小，即使光--不管它是光子還是光波--對於我們來說也太大了。但是不管怎樣，為了探明這個秘密，我們必須得找到從電子那裡反射過來的光，憑感覺，我知道從左邊來了一團光(之所以說「一團」光，是因為我不清楚它究竟是一個光粒子還是一道光波，沒有光，我也看不到光本身，是吧？)，現在讓我們勇敢地迎上去，啊，秘密就要揭開了！

隨著「砰」地一聲，我們被這團光粗暴地擊中，隨後身不由己地飛到半空中，被彈出了十萬八千里。這次撞擊使得我們渾身筋骨欲脫，腦中天旋地轉，眼前直冒金星。我們忘了自己現在是個什麼尺寸！要不是運氣好，這次碰撞已經要了咱們的小命。當好不容易爬起來時，早就不知道自己身在何方，那個電子更是無影無蹤了。

剛才真是好險，看來這一招是行不通的。不過，我聽見聲音了，是微粒和波動在前面爭論呢，咱們還是跟著這哥倆去看個究竟。它們為了類比一個電子的歷程，從某個陰極射線管出發，現在，面前就是那著名的雙縫了。

「嗨，微粒。」波動說道，「假如電子是個粒子的話，它下一步該怎樣行動呢？眼前有兩條縫，它只能選擇其中之一啊，如果它是個粒子，它不可能兩條縫都通過吧？」

「嗯，沒錯。」微粒說，「粒子就是一個小點，是不可分割的。我想，電子必定選擇通過了其中的某一條狹縫，然後投射到後面的光屏上，激發出一個小點。」

「可是，」波動一針見血地說，「它怎能夠按照干涉模式的概率來行動呢？比如說它從右邊那條縫過去了吧，當它打到螢幕前，它怎麼能夠知道，它應該有90%的機會出現到亮帶區，10%的機會留給暗帶區呢？要知道這個干涉條紋可是和兩條狹縫之間的距離密切相關啊，要是電子只通過了一條縫，它是如何得知兩條縫之間的距離的呢？」

微粒有點尷尬，它遲疑地說：「我也承認，伴隨著一個電子的有某種類波的東西，也就是薛定諤的波函數ψ，波恩說它是概率，我們就假設它是某種看不見的概率波吧。你可以把它想像成從我身上散發出去的某種看不見的場，我想，在我通過雙縫之前，這種看不見的波場在空間中彌漫開去，探測到了雙縫之間的距離，從而使我得以知道如何嚴格地按照概率行動。但是，我的實體必定只能通過其中的一條縫。」

「一點道理也沒有。」波動搖頭說，「我們不妨想像這樣一個情景吧，假如電子是一個粒子，它現在決定通過右邊的那條狹縫。姑且相信你的說法，有某種概率波事先探測到了雙縫間的距離，讓它胸有成竹知道如何行動。可是，假如在它進入右邊狹縫前的那一剎那，有人關閉了另一道狹縫，也就是左邊的那道狹縫，那時會發生什麼情形呢？」

微粒有點臉色發白。

「那時候，」波動繼續說，「就沒有雙縫了，只有單縫。電子穿過一條縫，就無所謂什麼干涉條紋。也就是說，當左邊狹縫關閉的一剎那，電子的概率必須立刻從干涉模式轉換成普通模式，變成一條長狹帶。」

「現在，我倒請問，電子是如何在穿過狹縫前的一剎那，及時地得知另一條狹縫關閉這個事實的呢？要知道它可是一個小得不能再小的電子啊，另一條狹縫距離它是如此遙遠，就像從上海隔著大洋遙望洛杉磯。它如何能夠瞬間作出反應，修改自己的概率分佈呢？除非它收到了某種暫態傳播來的信號，怎麼，你想開始反對相對論了嗎？」

「好吧，」微粒不服氣地說，「那麼，我倒想聽聽你的解釋。」

「很簡單，」波動說，「電子是一個在空間中擴散開去的波，它同時穿過了兩條狹縫，當然，這也就是它造成完美干涉的原因了。如果你關閉一個狹縫，那麼顯然就關閉了一部分波的路徑，這時就談不上干涉了。」

「聽起來很不錯。」微粒說，「照你這麼說，ψ是某種實際的波，它穿過兩道狹縫，完全確定而連續地分佈著，一直到擊中感應屏前。不過，之後呢？之後發生了什麼事？」

「之後...」波動也有點語塞，「之後，出於某種原因，ψ收縮成了一個小點。」

「哈，真奇妙。」微粒故意把聲音拉長以示諷刺，「你那擴散而連續的波突然變成了一個小點！請問發生了什麼事呢？波動家族突然全體罷工了？」

波動氣得面紅耳赤，它爭辯道：「出於某種我們尚不清楚的機制...」

「好吧，」微粒不耐煩地說，「實踐是檢驗真理的唯一標準是吧？既然我說電子只通過了一條狹縫，而你硬說它同時通過兩條狹縫，那麼搞清我們倆誰對誰錯不是很簡單嗎？我們只要在兩道狹縫處都安裝上某種儀器，讓它在有粒子--或者波，不論是什麼--通過時記錄下來或者發出警報，那不就成了？這種儀器又不是複雜而不可製造的。」

波動用一種奇怪的眼光看著微粒，良久，它終於說：「不錯，我們可以裝上這種儀器。我承認，一旦我們試圖測定電子究竟通過了哪條縫時，我們永遠只會在其中的一處發現電子。兩個儀器不會同時響。」

微粒放聲大笑：「你早說不就得了？害得我們白費了這麼多口水！怎麼，這不就證明了，電子只可能是一個粒子，它每次只能通過一條狹縫嗎？你還跟我嘮叨個什麼！」但是它漸漸發現氣氛有點不對勁，終於它笑不出來了。

「怎麼？」它瞪著波動說。

波動突然咧嘴一笑：「不錯，每次我們只能在一條縫上測量到電子。但是，你要知道，一旦我們展開這種測量的時候，干涉條紋也就消失了...」

...

時間是1927年2月，哥本哈根仍然是春寒料峭，大地一片冰霜。玻爾坐在他的辦公室裡若有所思：粒子還是波呢？5個月前，薛定諤的那次來訪還歷歷在目，整個哥本哈根學派為了應付這場硬仗，花了好些時間去鑽研他的波動力學理論，但現在，玻爾突然覺得，這個波動理論非常出色啊。它簡潔，明確，看起來並不那麼壞。在寫給赫維西(Hevesy)的信裡，玻爾已經把它稱作「一個美妙的理論」。尤其是有了波恩的概率解釋之後，玻爾已經毫不猶豫地準備接受這一理論並把它當作量子論的基礎了。

嗯，波動，波動。玻爾知道，海森堡現在對於這個詞簡直是條件反射似地厭惡。在他的眼裡只有矩陣數學，誰要是跟他提起薛定諤的波他准得和誰急，連玻爾本人也不例外。事實上，由於玻爾態度的轉變，使得向來親密無間的哥本哈根派內部第一次產生了裂痕。海森堡...他在得知玻爾的意見後簡直不敢相信自己的耳朵。現在，氣氛已經鬧得夠僵了，玻爾為了不讓事態惡化，準備離開丹麥去挪威度個長假。過去的1926年就是在無盡的爭吵中度過的，那一整年玻爾只發表了一篇關於自旋的小文章，是時候停止爭論了。

但是，粒子？波？那個想法始終在他腦中纏繞不去。

進來一個人，是他的另一位助手奧斯卡‧克萊恩(Oskar Klein)。在過去的一年裡他的成就斐然，他不僅成功地把薛定諤方程相對論化了，還在其中引進了「第五維度」的思想，這得到了老洛倫茲的熱情讚揚。不管怎麼說，他可算哥本哈根最熟悉量子波動理論的人之一了。有他助陣，玻爾更加相信，海森堡實在是持有一種偏見，波動理論是不可偏廢的。

「要統一，要統一。」玻爾喃喃地說。克萊恩抬起頭來看他：「您對波動理論是怎麼想的呢？」

「波，電子無疑是個波。」玻爾肯定地說。

「哦，那樣說來...」

「但是，」玻爾打斷他，「它同時又不是個波。從BKS倒臺以來，我就隱約地猜到了。」

克萊恩笑了：「您打算發表這一觀點嗎？」

「不，還不是時候。」

「為什麼？」

玻爾嘆了一口氣：「克萊恩，我們的對手非常強大...非常強大，我還沒有準備好...」

(注：老的說法認為，互補原理只有在不確定原理提出後才成型。但現在學者們都同意，這一思想有著複雜的來源，為了把重頭戲留給下一章，我在這裡先帶一筆波粒問題。)

上帝擲骰子嗎-量子物理史話(曹天元)

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