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对抗奥本海默

时间:2023-12-17 来源: 浏览:

对抗奥本海默

Louisa Gilder 返朴
返朴

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1952年至1957年,美国发生一场关于量子力学诠释的论争。一位教授发现冯·诺伊曼关于量子力学数学基础的证明中的问题——论证并不适合玻姆的隐变量。而后者的理论并非主流,甚至作为当时物理学界领袖的奥本海默主张忽视玻姆。那场争论只留下了纳什写给奥本海默的一封信……

撰文  路易莎·吉尔德(Louisa Gilder)
翻译  李树锋 阮冬

第二次世界大战前不久,一个名叫马克斯·德莱斯登的年轻人离开了荷兰阿 姆斯特丹,前往美国安娜堡的密歇根大学攻读博士学位。在泡利与海森堡的老校友奥托·拉波特、“电子自旋”的发现者荷兰人塞缪尔·古兹密特以及乔治·乌伦贝克 (由于希特勒的迫害,他们全去了美国) 的领导下,安娜堡很快变成了年轻物理学家们的向往之地。德莱斯登从此永久定居在了美国,在纽约州立大学石溪分校,他将成为一个在 25 年里为大家所钟爱的知名人士。

在那里,他写了一本关于玻尔的“红衣主教”——克拉默斯的传记,书中讲述了伟大的量子物理时代的精彩故事。这是一本不同寻常的书,因为主人公在他最亲密的朋友和同事们不断取得丰功伟绩的同时,却三番五次地遭受挫折——克拉默斯差点就发现了矩阵力学、狄拉克方程和量子电动力学,但每一次,都没能成就富有想象力的最终飞跃。

在 1952 年,德莱斯登当时是堪萨斯大学的一名新任教授。由于爱说笑话,以及对物理、艺术和文学有着广泛热情,大家都很欣赏他。这时,学生们向他介绍了戴维·玻姆的论文。德莱斯登起初告诉他们:“哦,可是,冯·诺伊曼已经表明……”但学生们是如此着迷,所以他也读了这篇论文。德莱斯登很奇怪自己没能及时发现这个致命的缺陷。他又回去读了冯·诺伊曼的著作。在这个问题上,德莱斯登开始明白冯·诺伊曼的论证不适合波玻姆的隐变量。

德莱斯登去征求奥本海默的意见。 奥本海默没有读过这篇论文,他说:“我们认为这是一个幼稚的异端,不要浪费我们的时间。” 然而,当德莱斯登说这个问题让他很困扰的时候,奥本海默提议,让德莱斯登在普林斯顿高等研究院召开一个关于玻姆理论的讨论会。

结果表明,这次研讨会是一次离奇的经历。派斯也将玻姆的研究称为“幼稚的异端”,也有人说它是“公害”。比起讨论玻姆的物理学,人们更喜欢指责他是“同路人”——可是,德莱斯登仍然在一片鄙夷声中讲述了玻姆的理论。期间,有人提出了一些有关玻姆物理解释的难题,这些难题就连提问者自己也解答不了。

奥本海默做出总结:“如果我们不能驳倒玻姆,我们就要一致忽视他。”

奥本海默的这个指令在物理学家中几乎没有遭到什么反对,反而是一名数学家要和他对抗。他就是“悲剧人物”约翰·纳什 (电影《美丽心灵》的主人公) 。纳什已经于 1949 年底在普林斯顿大学做出了自己最好的成就——一个有关博弈论的发现,称为“纳什均衡”。而那时候,玻姆还在量子理论的奋斗中原地徘徊。10 年之后,在普林斯顿高等研究院,纳什与奥本海默进行了一场关于量子论的论战。这位数学家通过阅读冯·诺伊曼的名作 (德语版本) ,已经弄明白了量子论。

关于这次论争,留下来的只有纳什在 1957 年夏天写给奥本海默的一封信。 他对自己曾经盛气凌人的态度表示歉意,但也表达了对“大多数物理学家 (也包括一些研究过量子理论的数学家) ”的失望。他发现这些人“态度十分固执”,他们视“每一个怀有质疑态度或信任‘隐变量’的人……为愚蠢或无知的人”。就这一点,读一下海森堡写于 1925 年的关于矩阵力学的论文就很清楚了,纳什说:“对我来说,海森堡的论文干得最漂亮的地方就是对可观测量的限定…… 想为不可观测的实在找到一个不同的、更让人满意的深层 景象

纳什的传记作者西尔维娅·纳萨尔这样记述:“数十年后,纳什第一次与精神病医师交谈时提到,他将引发自己精神疾病的祸首归于解决量子力学矛盾的欲望。他在 1957 年夏天着手做这件事,‘可能做得太过火了,心理上产生了波动’。”

1958 年 2 月,纳什一贯的古怪行为严重到了令人恐惧的地步,从此,他踏上了疯癫的漫长历程。几十年后,他又慢慢恢复了心智,还奋力攀上了 1994 年诺贝尔奖的顶峰。该奖项是基于他在近半个世纪之前发现的“纳什均衡”而授予他的。

看上去,量子论几乎已经击溃了玻姆,但故事尚未结束。他的理论不会像纳什的理论一样有重大的反复,但在一个遥远的国度,在一位不知名的物理学家手中,它将展现为贝尔定理中神秘而精确的不等式——一个被证实比均衡更重要的观点。

路易莎·吉尔德(Louisa Gilder)著; 李树锋 阮冬译

本文选自《纠缠》(人民邮电出版社·图灵新知)第25章《对抗奥本海默 1952年至1957年》。

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