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第二十章 量子纠缠,.2

作者:美-沃尔特·艾萨克森/译者:张卜天 当前章节:3901 字 更新时间:2026-6-30 18:52

理论起的作用很小,但他有一种直觉,能够基于当前的实验和观察,从

大自然中攫取洞见和原理,这种能力一直使他受益良多。这一特征现在

变得不那么明显了。

到了20世纪30年代末,他对新的实验发现愈发不闻不问。随着弱核

力和强核力这两种新的力被发现,需要完成的不是引力与电磁力的统

一,而是更大的统一。“爱因斯坦没有理会这些新的力,尽管它们和另

外两种知道时间更长的力同样基本,”他的朋友派斯回忆说,“他继续着

以前的研究,试图将引力与电磁力统一起来。” [1295]

不仅如此,从20世纪30年代起,一系列新的基本粒子陆续被发现,

目前已多达百十种,其中既有像光子和胶子这样的玻色子,也有像电

子、正电子、上夸克、下夸克这样的费米子,林林总总,不一而足。对

于爱因斯坦统一万物的目标来说,这并不是好兆头。1940年加盟研究院

的泡利嘲弄了他徒劳的探索:“神所分开的,人还是不要拼合吧。” [1296]

爱因斯坦也感到这些新发现隐隐使人不安,但他还是心安理得地不

去过分强调它们。“我从这些伟大发现中只能获得些许的愉快,因为目

前它们似乎并不利于我对基础的理解,”他写信给劳厄,“奇怪的是,我

并没有放弃希望,但我觉得自己就像一个得不到入门诀窍的孩子。毕

竟,在这里与我们打交道的是斯芬克斯(sphinx)[1297],而不是自愿的

拉客妓女。”[1298]

于是,爱因斯坦逆潮流而动,不断退回到过去。他意识到,沿这条

孤独的道路行进很奢侈,对于那些仍在建功立业的年轻物理学家来说,

这可能过于冒险了。[1299]但正如事实所表明的,通常总会有至少两三位

年轻物理学家被爱因斯坦的光环所吸引,希望同他合作,即使大多数物

理学家都认为,他对统一场论的探索是不切实际的空想。

年轻的助手恩斯特·施特劳斯还记得与爱因斯坦合作的经历,当时

所采取的方案爱因斯坦已经研究了近两年。一天晚上,施特劳斯失望地

发现,他们的方程导出了一些明显的错误。第二天,他和爱因斯坦从各

个角度研究了这个问题,但仍然没能避免这个令人失望的结果。那天他

们早早回家了。施特劳斯灰心丧气,认为爱因斯坦只会心情更糟。但让

他没想到的是,爱因斯坦第二天和往常一样热情和兴奋,他又提出了一

种新的方案。“我们又开始了一种全新的理论,经过半年的工作又被扔

进了垃圾堆,而哀悼它的时间并不比它的前身更久。”施特劳斯回忆

说。[1300]

爱因斯坦的探索一直被他的一种直觉所驱动,那就是:数学简单性

是大自然的一个特征,他虽然在看到数学简单性时能够知道它,但从来

没能将它定义清楚。[1301]每当有特别优美的公式出现时,他就会高兴地

对施特劳斯说:“上帝不可能放过如此简洁的东西。”

热情洋溢的信仍然陆陆续续从普林斯顿发出,通报他与量子理论家

交战的最新进展。量子理论家们似乎迷上了概率,不愿相信有什么背后

的实在。“我正在与我的年轻同事共同研究一种极为有趣的理论,我希

望能够借此击败迷信神秘主义和概率的现代人,打消他们对物理学领域

中实在概念的厌恶。”他1938年写信给索洛文。[1302]

类似地,关于各种突破的报道也继续从普林斯顿传出。“阿尔伯特·

爱因斯坦博士,宇宙阿尔卑斯山的攀登者,正在一座人迹罕至的数学高

峰之上翱翔,说他已经看到了空间和物质结构的一种新样式。”著名的

《纽约时报》科学记者威廉·劳伦斯在1935年的一篇头版文章中报道

说。而在1939年的一篇头版文章中,同一位作者又在同一份报纸上报道

说:“从无限广袤的空间中的恒星和星系到无限小的原子内部的秘密,

在对能够解释整个宇宙机制的定律做了20年不懈探索之后,阿尔伯特·

爱因斯坦今天透露,他最终看到了他所希冀的那块‘知识的应许之地’,

那里可能保有解决创世之谜的最重要的钥匙。” [1303]

爱因斯坦年少时所取得的成功部分来自于他的一种本能,使之能够

发现背后的物理实在。他能够直觉地感受到一切运动的相对性的含义、

光速的恒定性以及引力质量与惯性质量的等效。由此他可以基于对物理

学的感受去构造理论。然而到了后来,他变得愈发信赖那些脱离物理直

觉的数学形式描述,因为正是凭借着这种方法,他才最终完成了广义相

对论场方程。

如今,在探索统一理论的过程中,似乎有许多数学形式描述,但极

少有基本的物理洞见在指导他。“在早先探索广义相对论时,爱因斯坦

曾经受他的引力与加速等效的原理所指引,”在普林斯顿与爱因斯坦合

作的霍夫曼说,“然而,可能导出统一场论的指导性原则在哪里?没有

人知道。甚至爱因斯坦也不知道。因此,这项工作与其说是探索,不如

说是在没有被物理直觉照亮的黑暗的数学丛林中摸索。”杰里米·伯恩斯

坦后来说,这“就像是在不考虑物理学的情况下,对数学公式进行近乎

随意的排列组合”。[1304]

又过了一段时间,乐观的报道和信件不再从普林斯顿传出,爱因斯

坦公开承认他至少在目前还处于困难境地。“我没有这么乐观。”他对

《纽约时报》说。多年来,对于爱因斯坦所声称的统一理论的每一次突

破,《纽约时报》都会做重点报道,但现在它的大标题说:“宇宙之谜

难住了爱因斯坦。”

然而,爱因斯坦说他仍然无法“接受这样一种看法,即大自然中的

事件如同一场碰运气的赌博”,因此,他发誓继续进行探索。即使失

败,他也觉得这种努力是有意义的。“每个人都可以自由选择他的努力

方向,”他解释说,“每个人都可以从这句名言中感到安慰:探索真理比

对它的占有更宝贵。”[1305]

在爱因斯坦60岁生日前后,即1939年初春,玻尔来到普林斯顿做两

个月访问。爱因斯坦对他的老朋友和争论伙伴仍然有些疏远。他们在招

待会上见过几次面,做了短暂的交谈,但并未就有关量子奇异性的思想

实验重新进行交锋。

爱因斯坦在这一时期只做了一次讲演,玻尔出席了。他在讲演中谈

到了他对统一场论的最新尝试。最后,爱因斯坦把目光转向玻尔,说他

长期以来一直试图以这样一种时尚来解释量子力学。但他明确说自己不

想再就这个问题继续讨论下去。“玻尔对此深感不快。”他的助手回忆

说。[1306]

玻尔带来了一些与爱因斯坦发现的质能关系E=mc2有关的科学新

闻。在柏林,奥托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼已经通过中子轰击重铀的

方法得到了一些有趣的实验结果。这些结果被送到了他们以前的同事迈

特纳那里,她刚刚逃到瑞典,因为她是半个犹太人。她转而告诉了她的

侄子奥托·弗里施,他们的结论是,原子裂开了,产生了两个较轻的原

子核,少量丢失的质量变成了能量。

在证实了这些被他们称为“裂变”的结果之后,弗里施将它们告诉了

正准备启程赴美的玻尔。1939年1月底,玻尔一到普林斯顿,就在物理

学家的每周聚会(被称为“周一晚间俱乐部”)上讲述了这种新发现。一

连数日,这些结果被不断重复,研究者们开始撰写论述这一过程的论

文,玻尔和一位还没有获得终身职位的年轻物理学教授惠勒也合写了一

篇。

爱因斯坦向来对控制原子的能量或释放由 E= mc 2蕴含的能量心存疑

虑。在1934年访问匹兹堡时,他被问及释放原子能量的可能性,他回答

说:“通过轰击使原子裂开就像在鸟儿稀少的漆黑之地打鸟。”《匹兹堡

邮报》头版的大标题称:“爱因斯坦使原子能的希望破灭/释放巨大能量

的尝试被指徒劳/著名科学家如是说。”[1307]

随着1939年初的消息被披露,轰击原子核使之产生裂变显然很可能

会成为现实,爱因斯坦需要再次面对这个问题。那年3月,在为他60岁

生日所做的一次采访中,他被问及这对人类是否有用处。“迄今为止,

关于原子裂变所获得的成果尚不能表明,在这一过程中所释放出来的原

子能量能够实际加以利用。”他回答。然而,他又意味深长地补充

说:“几乎不可能有哪位物理学家会如此缺乏理智上的好奇,以至于仅

仅因为以前的实验没有得到理想的结果而冷落这一极为重要的课

题。” [1308]

又过了四个月,他的兴趣的确快速增长了。

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