第20部分 (第3/4頁)
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又一次批評他的理論時,海森堡甚至當真哭出了眼淚。對海森堡來說,玻爾在他心目中的地位是獨一無二的,失去了他的支援,海森堡感覺就像在河中游水的小孩子失去了大人的臂膀,有種孤立無援的感覺。
不過,現在玻爾已經去挪威度假了,他大概在滑雪吧?海森堡記得玻爾的滑雪水平拙劣得很,不禁微笑一下。玻爾已經不能提供什麼幫助了,他現在和克萊恩抱成一團,專心致志地研究什麼相對論化的波動。波動!海森堡哼了一聲,打死他他也不承認,電子應該解釋成波動。不過事情還不至於糟糕到頂,他至少還有幾個戰友:老朋友泡利,哥廷根的約爾當,還有狄拉克——他現在也到哥本哈根來訪問了。
不久前,狄拉克和約爾當分別發展了一種轉換理論,這使得海森堡可以方便地用矩陣來處理一些一直用薛定諤方程來處理的機率問題。讓海森堡高興的是,在狄拉克的理論裡,不連續性被當成了一個基礎,這更讓他相信,薛定諤的解釋是靠不住的。但是,如果以不連續性為前提,在這個體系裡有些變數就很難解釋,比如,一個電子的軌跡總是連續的吧?
海森堡盡力地回想矩陣力學的建立史,想看看問題出在哪裡。我們還記得,海森堡當時的假設是:整個物理理論只能以可被觀測到的量為前提,只有這些變數才是確定的,才能構成任何體系的基礎。不過海森堡也記得,愛因斯坦不太同意這一點,他受古典哲學的薰陶太濃,是一個無可救要的先驗主義者。
“你不會真的相信,只有可觀察的量才能有資格進入物理學吧?”愛因斯坦曾經這樣問他。
“為什麼不呢?”海森堡吃驚地說,“你創立相對論時,不就是因為‘絕對時間’不可觀察而放棄它的嗎?”
愛因斯坦笑了:“好把戲不能玩兩次啊。你要知道在原則上,試圖僅僅靠可觀察的量來建立理論是不對的。事實恰恰相反:是理論決定了我們能夠觀察到的東西。”
是嗎?理論決定了我們觀察到的東西?那麼理論怎麼解釋一個電子在雲室中的軌跡呢?在薛定諤看來,這是一系列本徵態的疊加,不過,forgethim!海森堡對自己說,還是用我們更加正統的矩陣來解釋解釋吧。可是,矩陣是不連續的,而軌跡是連續的,而且,所謂“軌跡”早就在矩陣創立時被當作不可觀測的量被拋棄了……
窗外夜闌人靜,海森堡冥思苦想而不得要領。他愁腸百結,輾轉難寐,決定起身到離玻爾研究所不遠的faelled公園去散散步。深夜的公園空無一人,晚風吹在臉上還是凜冽寒冷,不過卻讓人清醒。海森堡滿腦子都裝滿了大大小小的矩陣,他又想起矩陣那奇特的乘法規則:
p×q≠q×p
理論決定了我們觀察到的東西?理論說,p×q≠q×p,它決定了我們觀察到的什麼東西呢?
i×ii什麼意思?先搭乘i號線再轉乘ii號線。那麼,p×q什麼意思?p是動量,q是位置,這不是說……
似乎一道閃電劃過夜空,海森堡的神志突然一片清澈空明。
p×q≠q×p,這不是說,先觀測動量p,再觀測位置q,這和先觀測q再觀測p,其結果是不一樣的嗎?
等等,這說明了什麼?假設我們有一個小球向前運動,那麼在每一個時刻,它的動量和位置不都是兩個確定的變數嗎?為什麼僅僅是觀測次序的不同,其結果就會產生不同呢?海森堡的手心捏了一把汗,他知道這裡藏著一個極為重大的秘密。這怎麼可能呢?假如我們要測量一個矩形的長和寬,那麼先測量長還是先測量寬,這不是一回事嗎?
除非……
除非測量動量p這個動作本身,影響到了q的數值。反過來,測量q的動作也影響p的值。可是,笑話,假如我同時測量p和q呢?
海森堡突然間像看見了神啟,他豁然開朗。
p×q≠q×p,難道說,我們的方程想告訴我們,同時觀測p和q是不可能的嗎?理論不但決定我們能夠觀察到的東西,它還決定哪些是我們觀察不到的東西!
但是,我給搞糊塗了,不能同時觀測p和q是什麼意思?觀測p影響q?觀測q影響p?我們到底在說些什麼?如果我說,一個小球在時刻t,它的位置座標是10米,速度是5米/秒,這有什麼問題嗎?
“有問題,大大地有問題。”海森堡拍手說。“你怎麼能夠知道在時刻t,某個小球的位置是10米,速度是5米/秒呢?你靠什麼知道呢?”
“靠什麼?這還用說嗎?觀察