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話說當年的量子江湖上，各路英雄湧現，建立量子力學並推出了粒子和波動兩大綱領。開始時兩派人馬有所對立，繼而形勢快速發展，約爾當和狄拉克都證明了矩陣力學和波動方程兩者是等同的。所以雙方學者並無太大的隔閡，大家共同努力，為量子力學譜新篇。
後來，多數物理學家基本接受了玻恩的概率解釋，並形成了以玻爾為首的哥本哈根詮釋。然而世事難料，彼時科學界頭號人物愛因斯坦突然站到了量子革命派的對立面，反對玻恩加玻爾的概率解釋等不確定性觀點。愛因斯坦態度的轉變打亂了原有陣營，嚴酷的客觀形勢讓物理學家們重新站隊：支持概率解釋的，和反對概率解釋的。
這整段歷史包括了許多有趣的關鍵事件，值得我們更仔細的回味……
第五次索爾維會議之前
從1925年海森堡等的文章，到1926年上半年薛定諤的波動力學文章，中間還有狄拉克q-數的文章，總共不過短短几個月，量子力學的三套馬車已經全部啟動了！各派物理學家們，分析形勢熱烈響應，唯恐被馬車甩下！他們踴躍參加學術會、爭先恐後發文章，思想活躍求詮釋、你追我趕緊跟上。那是量子物理學史上最高峰、最激動人心的歲月！
海森堡、薛定諤、狄拉克幾位駕車人，則奔波輾轉於各個大學、研究所之間，受邀到處作報告，忙得不亦樂乎！
玻爾，這位量子物理革命派的掌門人，更是日夜不停地整理信息、思考問題。他的優勢是有哥本哈根研究所這塊風水寶地，吸引了一大批年輕人才接踵而至，為了及時地更新知識、交流思想，玻爾不停地邀請各方學者、專家來訪作報告。
狄拉克於1926年9月拜訪哥本哈根，逗留了6個月。但玻爾喜好物理概念的定性描述，不適應狄拉克的抽象數學。所謂的q-數等等，令玻爾頭痛。還好那年也邀請了薛定諤，微分方程是在經典物理中就司空見慣的東西，玻爾喜歡，認為薛定諤的這種數學形式“清晰而簡潔，與之前的量子力學表述形式相比，有了巨大進步”。所以，玻爾這次對薛定諤倍加關照，親自到火車站迎接，讓他住在自己家裡，當作“家庭客人”。
玻爾對待薛定諤如此看重，當然是有他的打算的。海森堡曾經在那年夏末到慕尼黑參加薛定諤的討論會，被與會的學者對波動力學的熱情所震撼，連夜寫信給玻爾報告情況，促成了玻爾立即決定邀請薛定諤。
薛定諤10月1日到達哥本哈根，與玻爾的熱烈討論從火車站第一眼見面時就開始了。玻爾那時對量子力學已經有了基本的理解方式，就是後來被稱之為“哥本哈根詮釋”中的部分說法，包括原子模型、其中電子軌道是否存在等問題，玻爾（和海森堡）當然要急不可待地將這些新觀念灌輸到薛定諤的腦袋裡！
薛定諤導出的方程，是電子遵循的波動方程，電子的粒子性實際上也隱藏其中，但薛定諤並未意識到這一點。他以為他的方程將電子的運動迴歸到了經典物理的方式，他不承認電子能量可以跳躍式的變化，以為用經典觀念可以詮釋他的方程和理論！
但玻爾和海森堡則認為：在量子的水平上，電子軌道沒有任何意義，取而代之的，是電子的狀態在離散的量子態之間瞬時躍遷！
薛定諤的腦袋裡已經塞滿了太多經典觀念，不是太容易任憑玻爾“灌輸”的！玻爾著急且不讓步，從早到晚，從清晨到深夜，數度高談闊論，一片狂轟濫炸！最後薛定諤實在招架不住，只好承認自己的闡述不夠充分，薛定諤所有想兜圈子繞過這個結果的企圖都被玻爾駁倒。最後連人也徹底倒下了，薛定諤得了感冒，病倒在床！
玻爾讓妻子照顧病中的薛定諤，端茶倒水無微不至，但一有機會仍然不忘喋喋不休地為其“洗腦”：“薛定諤，不管怎樣你得承認……”。薛定諤不接受哥本哈根學派採用的玻恩的概率解釋，他認為波函數是實在的物理量，反映了電子電荷的分佈密度。當然，這個頗為幼稚的說法顯然無法令人同意，包括愛因斯坦。泡利就曾經在寫給玻爾的信中，刻薄地嘲笑薛定諤的文章是“兒童般幼稚的論文”！
最後，薛定諤拗不過玻爾，但始終也不願同意量子躍遷，他最後快發火了，說：“假如擺脫不了這些該死的量子躍遷的話，那麼我寧可從來沒有涉足過什麼量子力學！” 雖然兩人誰也說服不了誰，大家仍然禮貌而散。薛定諤回他的慕尼黑，玻爾也感覺有些筋疲力盡，後來又與海森堡辯論不相容性原理，再後來就找空閒去挪威滑雪度假去了。顯然，玻爾“度假”修整一段時間，對大家都有好處。
一晃1927年，海森堡趁著玻爾不在眼前，寄出了他關於“不相容性原理”的論文，後來他接受了萊比錫大學的邀請，離開了哥本哈根。玻爾經過長時間的思考，他的互補原理基本成熟，並且，他既然想通了“粒子波動”互補，當然也對海森堡的不相容原理感到豁然開朗。正好1927年9月時，意大利有一個紀念伏打百年忌辰的科莫會議，玻爾就將他的並協和互補等在會上講了一遍。可惜那個會議愛因斯坦和薛定諤都沒有參加，因此風平浪靜無爭論。
泡利、海森堡和費米1927年在科莫會議期間遊科莫湖（科莫會議愛因斯坦未參加）
洛倫茲（Lorentz，1853－1928）是當年德高望重的物理學家，已經74歲了。從第一次索爾維會議開始，他就擔任主席一職，到了1927年，他又開始積極籌辦主題定為“電子與光子”的第五次索爾維會議。
你可能不知道1927年第五次索維爾會議，但照片裡的人，你肯定認識不少！圖片來源：Wikimedia Commons
大家都見過這次會議出席者們的照片，群賢畢至，濟濟一堂。29人中有17位諾獎得主，許多人都是我們這個量子群英會系列的主角。照片中展示了與會的人員，但令人頗感奇怪的是，也有幾位與會議主題相關的科學家未被邀請，例如盧瑟福和索末菲均未到會，還有參與創立矩陣力學並有極重要貢獻的約爾丹也沒有被邀請。
到會的量子英雄們，每個人都身懷特技，帶獨門法寶。其中有：玻爾的“氫原子模型”、玻恩的“概率”、德布羅意的“物質波”、康普頓的“效應”。此外，狄拉克有“算符”，薛定諤有“方程”，布拉格有“晶體”模型，海森堡和泡利有“測不準原理”和“不相容原理”，埃倫費斯特則舉著一塊“浸漸原理”大招牌。愛因斯坦當然絕頂風光，手握兩面相對論大旗，頭頂“光電效應”的光環；居里夫人緊握“鐳和僕”；還有洛倫茲的“變換”、普朗克的“常數”、郎之萬的“原子論”、威爾遜的“雲霧室”，等等等等。
第五次索爾維會上
這次會議的主題“電子與光子”，表明了這是一次關於量子力學的會議。
正式會議上，以兩個實驗報告開場：小布拉格講X射線的反射強度；康普頓講輻射實驗與電磁理論之間不一致之處。那幾年，量子力學不僅僅理論有所發展，實驗上也有突破：1923年，康普頓完成了X射線散射實驗，光的粒子性被證實；1925年，戴維遜和革末證實了電子的波動性。
演講之後是討論。克拉默斯（Kramers，1894－1952）針對小布拉格的演講介紹了他自己的工作。克拉默斯的名字過去聽得少，這位來自荷蘭的科學家當年可是哥本哈根的重要成員，玻爾的主要助手！居里夫人則在討論中說康普頓效應或許在生物上會有重要應用，以及產生X射線的高壓技術在醫學治療上能找到重要用途，等等。
兩個實驗報告後，緊接著四個重磅理論報告：德布羅意導波、玻恩和海森堡矩陣力學、薛定諤波動方程，以及玻爾的報告。
大家在會前就已經瞭解了玻恩的頗具顛覆性的統計詮釋，因此，與會人員在思想上已經分成了兩大陣營：大部分年輕而喜新厭舊的“男孩”物理學家們，支持新理論和新解釋；反對概率詮釋的愛因斯坦這邊，除了他這個領頭人之外，則有幾個自己反對自己理論的保守派，聽起來都是曾經在量子江湖開天闢地的“老骨幹”：普朗克、德布羅意、薛定諤等。
德布羅意難以接受統計詮釋，但又抱著調和的心態，在索爾維會議上的演講採取了比較緩和與含糊的說法。他設想波動方程有兩個解，一個具有奇點，表示具有顆粒性的微觀物質粒子，一個是連續的波動，附著在粒子上引導粒子運動。德布羅意稱之為“雙解理論”，而把引導粒子運動的波稱為“導波”（pilot wave），用這種方法來詮釋波粒二象性。泡利對德布羅意的導波，開始覺得新穎，後來認為整個理論都不能接受，因為它重新引入電子軌道，走回頭路。
玻恩與海森堡的演講總結、評論了創立量子力學的工作，包括矩陣力學及測不準原理，玻恩的統計詮釋，也包括了劍橋狄拉克的與矩陣力學頗為類似的q-數理論。
薛定諤則講了他的波動力學與時間無關和相關的方程，及其與矩陣力學的等價性。薛定諤認為他的波函數ψ描述物質的連續分佈，其平方表示物質的密度。薛定諤如此解釋波函數，連德布羅意都不接受，試想：每個電子的波包，都佈滿了整個原子，還隨著時間而變化，這是一幅什麼奇怪的圖像？難怪泡利要挖苦薛定諤“兒童般幼稚的論文”。
三個演講後也都有相應的討論，無需贅述，因為研究內容涉及的數學理論和實驗驗證並無大問題，人們有分歧的是物理概念的解釋。例如，狄拉克與海森堡之間關於波函數塌縮產生一點爭論：狄拉克說這是“大自然的選擇”，海森堡認為是“觀測者做出的選擇”。這也涉及了量子測量這個至今也還爭論不休的問題。
會上激起物理和概念上激烈爭論的，是最後玻爾的演講。
為何最後是波爾報告呢？最初，洛倫茲邀請愛因斯坦做報告，愛氏表示可以講量子統計，但後來他改變了想法，說自己沒有全力以赴地參與量子理論的最新發展，並且也不贊成純統計的看法，謙虛地表示沒有資格作報告。愛氏推薦費米或郎之萬代替他講量子統計。但到最後，費米或郎之萬都沒有來講，而是玻爾願意講，但把題目改成了“量子假設與原子學說之新進展”，就是他九月在科莫會議上講的，如何詮釋量子力學的問題。
第五次索爾維會議-下
開始時，愛因斯坦一直保持沉默。到了玻恩與海森堡的演講，愛因斯坦才發出聲音，建議討論一下電子通過狹縫投射到屏幕上的衍射。“穿過狹縫的電子可以出現在屏幕上不同的地方，按照概率詮釋，則同一過程將會在屏幕上多個地點引起作用。”這就意味著超距作用，違反相對論原理。
當玻爾結束了關於“互補原理”的演講後，愛因斯坦又突然發動攻勢：“很抱歉，我沒有深入研究過量子力學，不過，我還是願意談談一般性的看法。”然後，愛因斯坦用一個關於α射線粒子的例子表示了對玻爾等學者發言的質疑。不過，愛因斯坦在會上的發言都相當溫和。此外，在演講之後會上的討論交流中，也不可能談論很多講題之外的東西。
愛因斯坦與玻爾的爭論，基本上是在會外進行，是在正式會議結束之後幾天的討論中。那時候，火藥味就要濃多了。根據海森堡的回憶，常常是在早餐的時候，愛因斯坦設想出一個巧妙的思想實驗，以為可以難倒玻爾，但到了晚餐桌上，玻爾就想出了招數，一次又一次化解了愛因斯坦的攻勢。當然，到最後，誰也沒有說服誰。
海森堡在1967年的回憶裡說道：“討論很快就變成了一場愛因斯坦和玻爾之間的決鬥：當時的原子理論在多大程度上可以看成是討論了幾十年的那些難題的最終答案呢？我們一般在旅館用早餐時就見面了，於是愛因斯坦就描繪一個思維實驗，他認為從中可以清楚地看出哥本哈根解釋的內部矛盾。然後愛因斯坦、玻爾和我便一起走去會場，我就可以現場聆聽這兩個哲學態度迥異的人的討論，我自己也常常在數學表達結構方面插幾句話。在會議中間，尤其是會間休息的時候，我們這些年輕人——大多數是我和泡利——就試著分析愛因斯坦的實驗，而在吃午飯的時候討論又在玻爾和別的來自哥本哈根的人之間進行。一般來說，玻爾在傍晚的時候就對這些理想實驗完全心中有數了，他會在晚餐時把它們分析給愛因斯坦聽。愛因斯坦對這些分析提不出反駁，但在心裡他是不服氣的。”
玻爾被愛因斯坦難住了（上）
玻爾想出了對策，喜笑顏開（下）
玻爾和愛因斯坦在1927年的索爾維會議上。
埃倫費斯特也在一封信中描述過類似情景：“每晚凌晨1點，玻爾都到我房中來，直到凌晨3點，只對我說單獨的一個詞（ONE SINGLE WORD）。”玻爾所承受的壓力和全身心的投入可想而知。“我真高興在玻爾與愛因斯坦交談時能夠在場，就像下棋。愛因斯坦總是有新的例子，在一定的意義上就是一種破壞測不準關係的第二類永動機……愛因斯坦就像一個盒中的玩偶，每天早晨都精神抖擻地跳出來。”看來愛因斯坦晚上也沒閒著，真夠玻爾應付的。“玻爾從哲學的煙霧中不斷地找出各種工具，來摧毀這一個一個的例子。”
總之，1927年布魯塞爾的第五次索爾維會議，標誌著“玻愛爭論”的公開化，量子力學發展史上的一個轉折點。這個里程碑似的時空點已深深刻在量子物理史及科學史上，並將載入史冊。
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