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纪念戈革——兼论对应原理、互补原理及 EPR 等 (中)
- 卢昌海 -
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三. 关于玻尔的历史地位
在戈革先生的观点中， 最有争议的也许是对玻尔的历史地位， 尤其是对他与爱因斯坦的相对地位的评价。
戈革在这方面的基本观点， 是认为玻尔的历史地位不在爱因斯坦之下[注一]。
比如他在《尼耳斯 • 玻尔： 他的生平、 学术和思想》一书的序言中这样写道：
真正全面地、 综合地、 历史地、 不偏不倚地考察起来， 无论就其深度、 广度、 强度来看还是就其持久性来看，
玻尔在二十世纪物理学中乃至在整个的人类思想领域中所起的作用， 无论如何不亚于爱因斯坦。
又比如他在 “尼耳斯 • 玻尔的学术贡献” 一文中， 对玻尔的评价是：
从他们对物理学本身的全部贡献来看， 玻尔无论如何不亚于爱因斯坦。 从他们在二十世纪物理学革命中所起的推动作用来看，
玻尔显然超过爱因斯坦。
这两个 “无论如何不亚于” 和一个 “显然超过” 很清楚地表明了戈革对玻尔历史地位的评价。 而在被他视为 “学术遗嘱” 的
“《尼耳斯 • 玻尔集》译后记” 中， 他更是毫不含糊地提出： “尼耳斯 • 玻尔在科学史上的地位， 可以和牛顿的地位相比”。
戈革对玻尔的推崇遭到了很多人的抨击。 他 60 岁时 (1982 年) 甚至在一次演讲中因这一观点而被一位比他更老的
“老先生” 轰下台去。 后来他在文章中愤然评论道：
在国外， 爱因斯坦的名声被无知大众吹得甚高， 这未必是爱因斯坦之福 (有关议论在此无暇分析)；
在国内， 个别人不许任何人对爱因斯坦有任何批评， 谁要说了一句不敬的话， 他就会暴跳如雷，
那一幅学阀面貌也很好玩！
此外， 有批评者认为戈革对玻尔的推崇， 是典型的研究什么就抬高什么。 更有人指责他借抬高被研究对象来抬高自己。
在我看来， 戈革对玻尔的推崇是发自内心的， 是因认为其伟大而研究， 而非相反， 更不是为了抬高自己。
他在各种细节上流露出的对玻尔的感情， 不是一个怀着功利目的而从事研究的人所能具有的。
至于那种将戈革轰下台去的粗野做法， 则不值一评。
不过， 撇开各种情绪化的因素， 我们也应该看到， 爱因斯坦的名声绝非只是 “无知大众” 的吹捧，
事实上， 就连戈革本人也某些文字中承认爱因斯坦是 “实至名归”。 在我看来， 如果一定要对科学家的历史地位进行排序，
那么 20 世纪的物理学家中唯一没有悬念的就是第一名， 即爱因斯坦 (类似地，
20 世纪之前的物理学家中唯一没有悬念的也是第一名， 即牛顿)， 这或许也是多数人的共同看法。
那么， 戈革究竟是出于什么理由， 认为玻尔的历史地位 “无论如何不亚于”， 甚至 “显然超过” 爱因斯坦呢？ 从我收集的资料来看，
他的依据主要有以下四条：
- 因为量子理论比相对论更重要。
- 因为量子理论对观念的突破比相对论更深刻。
- 因为玻尔对同时代物理学家的影响更大。
- 其它零星理由。
在本节中， 我将对上述四条 (尤其是二、 三两条) 作一些分析。 鉴于此类问题固有的模糊性，
这些分析当然不可能逻辑地推翻任何观点，
因此本节的侧重点将是对上述几条的内涵进行分析， 并提出一些在我看来是利用上述几条进行分析时不可忽视， 却往往被忽视的地方。
考虑到上述几条 (主要是前三条) 在文献中常常出现 (虽然用意各不相同)， 对它们的内涵进行分析或许要比得到或推翻一个结论更有意义。
至于结论——即那个见仁见智的排序问题——就像《雪山飞狐》中胡斐那一刀是劈还是不劈， 每位读者可以自己去品味。
上述四条中的第一条人们已讨论得很多， 我不拟多说。 总体来讲，
量子理论比相对论更重要， 是几乎所有物理学家的共识。 不过， 用这一条分析玻尔与爱因斯坦的相对地位时，
最大的困难在于： 相对论的创立基本上是爱因斯坦的 “独角戏” (即便狭义相对论，
他也是基本独立——甚至孤立——地完成的)， 而量子理论的创立却是一大批物理学家——其中包括爱因斯坦——共同努力的结果。
因此从量子理论与相对论的对比到玻尔与爱因斯坦的对比， 其间存在巨大的鸿沟。
接着看第二条， 量子理论对观念的突破比相对论更深刻， 这也是几乎所有物理学家的共识。 用这一条分析玻尔与爱因斯坦的相对地位时，
除面临与前一条同样的鸿沟外， 在我看来还有一个不可忽视， 却往往被忽视的地方，
那就是在量子理论的发展中， 观念的突破往往滞后于理论框架及实验结果的出现。
比如普朗克 (Max Planck) 是首先通过含义不清的数学内插手段得到与实验相符的黑体辐射公式，
然后才提出量子假说； 比如玻尔在构筑原子模型时， 关注的是直接来自观测的原子光谱问题而非诸如
“当电子从一个定态过渡到另一个定态时， 它怎么决定将以什么频率来振动”
之类的观念性问题； 比如导致巨大观念性困难的波粒二象性， 主要是由实验确立的；
比如颠覆了经典决定论的波函数几率诠释， 主要来自散射实验方面的经验[注二]。
与之不同的是， 在相对论的发展中，
观念的突破却先行或同步于理论框架， 且独立于实验结果。 比如爱因斯坦在建立狭义相对论的过程中，
一开始就对诸如同时的相对性之类的观念性问题给予了极大的重视[注三]。
因此， 量子理论对观念的突破虽然比相对论更深刻，
但它的发展过程却是由一系列比相对论的发展过程更接近常规的步骤组成的，
相应的观念性问题则往往是在那些接近常规的步骤完成之后才出现或引起重视的。 换句话说，
量子理论的观念性突破往往是在以接近常规的方式打开理论框架及实验结果这个潘多拉盒子之后， 才自然而然跑出来的
(这时候想赶也赶不走了)， 是一种 “逼上梁山” 的被动式突破。
虽然思考、 分析、 及接受这种突破同样需要巨大的勇气与智慧， 而玻尔在其中起了重要作用。
但它与爱因斯坦创立相对论所经历的主动式突破在难度、
创造性、 贡献度等方面该如何对比， 是一个需要考虑的因素。
再看第三条。 这一条本身显然也是成立的。 玻尔与同时代的很多物理学家——尤其是年轻人——有着密切的讨论关系，
在这点上他绝非本质上是 “个体户” 的爱因斯坦可比[注四]。
可以说， 玻尔是量子理论发展史上的领袖人物。
不过， 由讨论所产生的影响是一个高度含糊的概念， 量子理论后来的发展在多大程度上得益于玻尔的这种影响， 是一个很难确切回答的问题。
退一步讲， 即便玻尔能因这种影响而获得明确的功劳， 也必须看到， 由德布罗意 (de Broglie) 的物质波、
薛定谔 (Erwin Schrödinger) 的波动方程、 以及玻恩 (Max Born) 的几率诠释组成的波动力学的主线是独立于玻尔发展起来的
(这条主线倒是在每个环节上都受到爱因斯坦的某种影响)。
同样的， 狄拉克 (Paul Dirac) 的相对论量子力学也是独立于玻尔发展起来的。
不仅如此， 就连量子力学的另一条主线——矩阵力学——的提出与玻尔也没有显著关系， 虽然矩阵力学的创始人海森堡
(Werner Heisenberg) 与玻尔有着密切关系。《尼耳斯 • 玻尔集》第五卷的编辑吕丁格 (Erik Rüdinger)
和斯陶耳岑堡 (Klaus Stolzenburg) 在有关矩阵力学及电子自旋的部分 (即该卷第二编) 的引言中这样写道： “一个很奇特的事实就是，
尽管我们在这儿讨论的这个时期在其它方面是以玻尔和海森堡之间的密切相互作用为其特征的，
但在 1925 年夏天却很引人注目地没有任何这样的作用。 尽管海森堡在给克朗尼希
(Ralph Kronig) 的信中尤其是在给泡利的信中详细叙述了他的进展，
但是现存的信件中却几乎没有包含关于玻尔如何得悉矩阵力学的证据”。
另一方面， 玻尔是一个讨论型的物理学家， 讨论对于他自己中期及后期的工作也是至关重要的，
因此这种因讨论而产生的影响具有双向性。 如果要谈论功劳， 其实也必须考虑这种双向性。
除此之外， 我觉得在用这一条分析玻尔与爱因斯坦的相对地位时还有一个不可忽视、
却往往被忽视的地方， 那就是玻尔与年轻人的讨论有时也会产生负面影响。 比如荷兰裔美国物理学家兼科学史学家派斯
(Abraham Pais) 在《尼耳斯 • 玻尔的时代》(Niels Bohr's Times) 一书中就提到， 与像玻尔那样不知疲倦的人合作时，
年轻人几乎没有任何时间和精力来搞自己的研究[注五]。
他并且引述合作者之一的瑞典物理学家克莱因 (Oskar Klein) 的话说，
他是当玻尔不在哥本哈根时才做出自己最独创和最大胆的工作的。 无独有偶， 海森堡也是在和玻尔讨论得筋疲力尽之后，
趁其不在哥本哈根时完成了有关不确定原理的论文的， 对这一工作有过启示的人是泡利 (Wolfgang Pauli)、 玻恩、
约尔丹 (Pascual Jordan)、 及爱因斯坦， 但不是玻尔。
举这些例子， 当然不是要抹杀玻尔对年轻人的正面影响，
而是要强调在评估这种影响时所需面对的复杂性。
关于第四条， 我们在这里只讨论其中特别有趣的一个观点[注六]。
戈革在其为《科学家传记词典》撰写的词条中曾经写道：
甚至有人说， 玻尔早就有了关于新量子力学的概念， 只是他那种无休止地修改文稿的办法，
才使他延误了时间， 落在了别人的后面。
这段引文似在暗示玻尔有能力自己提出新量子力学。 但事实上， 玻尔在博士毕业之后的几乎所有工作中，
都明显呈现出定性分析越来越多， 定量计算越来越少的趋势[注七]。
而无论矩阵力学还是波动力学， 它们最大的特点是奠定了量子理论的数学框架。
如果海森堡和薛定谔没有作出他们的发现， 或许早晚会有其他人脱颖而出， 但这 “其它人” 却几乎不可能会是玻尔。
因为玻尔虽对当时的整个形势有广博而深入的了解， 但以他那种偏向定性的研究风格，
是极不可能得到像矩阵力学或波动力学那样具体的数学框架的。 因此， 上述引文有很大的水分。
除上述疑似 “水货” 的引文外， 戈革还在讲述新量子力学的诞生时， 援引了玻尔最忠实的学生，
被泡利称为教皇 (指玻尔) 的唱诗童子的比利时物理学家罗森菲尔德 (Léon Rosenfeld) 的一段话：
玻尔观点的充分影响一直停留在他的为数很少但却很有才华的一群学生中间，
这些弟子们在通过及时地发表自己的结果而使自己更广泛地为人所知方面确实比他们的老师干得更好。
戈革并且评论道： “这句颇有 ‘微言大义’ 味道的话确实是很值得我们玩味的”。 引用这样的
“微言”， 其 “值得玩味” 的 “大义” 似乎也是要暗示玻尔本人若不是发表文章的速度太慢， 是有可能亲自创立新量子力学的。
而这——如我们刚才所分析的——恐怕只能算是 “唱诗童子” 所唱的圣歌， 是对玻尔极大的高估。
四. 关于对应原理
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二零零八年三月十日写于纽约
二零零八年三月十一日发表于本站
二零一三年十月二十四日最新修订
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网友： 快刀浪子 (发表于 2008-03-11)
先向昌海兄问好！
戈革让玻尔作为量子力学一方的代表与爱因斯坦比较， 其实对量子力学贡献最大的是不是玻尔可能都有争议吧？
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卢昌海 (发表于 2008-03-11)
的确如此。 戈革在很大程度上以玻尔的影响力为由， 把 Heisenberg
等在哥本哈根工作过的物理学家的贡献部分地加到了玻尔头上， 把他从一个松散意义上的 “领袖”
变成了集多人 “内功” 为一体的 “天罡北斗阵”， 然后拿这个 “北斗阵” 去和爱因斯坦比。
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网友： chang905 (发表于 2008-03-11)
昌海解说的关于爱因斯坦和玻尔的比较， 可以用爱因斯坦自己的话来概括：
“我要知道的是造物主如何创造这个世界， 我对这个或那个现象没有兴趣， 我要知道他想的是什么，
其余的都是细节。” ("I want to know how God created this world, I am not interested in this or
that phenomenon, I want to know his thoughts, the rest are details"， quoted from《Fearful Symmetry》by Zee)。
当然爱因斯坦的话可真是一竿子打翻了一船人， 让百分之九十九点九的物理学家伤感不已。 但是， 谁又能否认，
包括玻尔在内， 物理学家们干的都是细节现象呢？
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网友： shanqin (发表于 2008-03-11)
我以前对戈革的怀疑与反感完全因为他过分推崇 Bohr 所致。 我一直认为这种一厢情愿的推崇是神经质的表现，
而且完全站不住脚。 QM 当然非常重要， 但是光量子概念确是 Einstein 提出的， 物质波的概念是 de Broglie 根据
Einstein 的思想发展出来的， 然后有了 Schrodinger 方程， Bohr 在 QM 的发展过程中不仅无法起到什么领袖作用，
而且事实上那么多大师的贡献基本上没有比他差的， 他比 Einstein 差远了。 说别人对 Einstein 的赞扬是无知，
这也够离谱了吧。
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网友： 大漠孤狼 (发表于 2008-03-12)
昌海兄的 “主动式突破” 和 “被动式突破” 论述很有说服力， 凭此一条就可判断区分爱因斯坦和玻尔的高下了。
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网友： 星空浩淼 (发表于 2008-03-15)
昌海兄最近的 “纪念戈革” 系列写得真好！
我感觉整个近代物理似乎处处都有爱因斯坦的影子。 近代物理两大基础之一的相对论几乎是爱因斯坦一人的杰作，
而另一支柱的量子力学也有爱因斯坦的功劳。
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网友： blackhole (发表于 2008-03-27)
如果爱因斯坦不是无可争议的第一的话， 也就不会有 “爱因斯坦年” 了。
另外， 谈到相对论的提出跟之前的实验关系不大， 我很同意。 个人认为，
爱氏对相对论的提出其实是深深地基于其内心强烈的对相对性原理的信仰。 实际上，
我们熟知的他小时候的追光实验， 就已经初步体现了他的这种信仰。
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网友： 快刀浪子 (发表于 2008-05-05)
物理高手三个半： 牛顿、 爱因斯坦、 哥本哈根学派、 麦克斯韦。
玻尔单打独斗比不过爱因斯坦， 要拉上整个学派和他比拼。:-)
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