Page 16 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

质。费曼也指出：“现时我们限于计算概率。我们说‘现时’，但是我们强烈地期望将永远是
这样——解除这一困惑是不可能的——自然界就是按这样的方式行事的。”
然而，另一些人不同意这样的结论，最主要的反对者是爱因斯坦，他坚信“上帝并不是
跟宇宙玩掷骰子游戏”。1935 年，爱因斯坦联同美国物理学家波多尔斯基(B.Podolsky)和罗
森(N.Rosen)发表了《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗》一文，向量子力学的
完备性提出了严厉的质疑，即著名的 EPR 悖论。其主要观点是：因不确定性原理之故，两
共轭力学量不能同时确定地测量，二量就不可能同时“实在”，那么量子力学波函数所提供
的关于物理实在的描述并不完备。爱因斯坦不满意以不确定关系、概率波解释和互补原理为
主要内容的所谓“哥本哈根诠释”，他说：“海森堡-玻尔的绥靖哲学是如此精心策划的，使
它得以向那些信徒暂时提供了一个舒适的软枕。”为此，爱因斯坦与玻尔展开了一场持续三
十年之久的论战，直到 1955 年爱因斯坦去世。其后，玻姆（D.Bohm）提出“隐变量”解释，
认为目前量子理论之所以是一个统计理论，是因为还存在着未被发现的“隐变量”的缘故，
个别体系的规律正是由这些隐变量来确定的，如果能找出这些隐变量，就可以准确地决定对
微观现象每一次测量结果，而不只是决定各种可能出现的结果的几率。然而，直到 1964 年
贝尔（J.S.Bell）不等式产生以及此后的一系列实验，几乎所有的实验事实都与概率理论预
期相符。哥本哈根学派似乎取得了胜利，但争论并没有因此而平息。因为量子力学对丰富多
彩的量子现象仅仅能够进行抽象的数学说明，而哥本哈根诠释并不能对这种数学说明提供任
何实在论意义上的理解。正如著名物理学家盖尔曼（M.Gell-Mann）所指出：“量子力学是神
秘的、混乱的一门学科，我们中的每一个人除了知道如何使用它之外，没有人真正地理解它。”
人们渴望真正地理解量子力学，而不满足于仅仅只是会使用它。以至后来（1972 年）哥本
哈根学派的核心人物狄拉克也说：“在我看来，我们还没有量子力学的基本定律。目前还在
使用的定律需要作重要的修改，……。当我们作出这样剧烈的修改后，当然，我们用统计计
算对理论作出物理解释的观念可能会被彻底地改变。”
2000 年，美国著名理论物理学家惠勒（J.A.Wheeler）为纪念量子理论诞生 100 周年写
了一篇文章“量子何为？——量子物理的荣耀与耻辱”，他在回顾了量子物理的发展与现状
之后说：“这就是普朗克之后 100 年的量子物理，全部化学、生物学、计算机技术、天文学
和宇宙学的理论基础。然而，如此值得自豪的基础，却仍然不能知道其自身的基础。我们可
以相信，我确实相信，对于‘量子何为’这个问题的回答也将被证明是对‘存在何为’这个问题
的回答。”另一个哥本哈根诠释的拥趸，1979 年诺贝尔物理学奖获得者史蒂文•温伯格（Steven
Weinberg）晚年对量子力学本质的思考和挣扎尤其发人深省，他在 2017 年为纽约书评撰写
的《量子力学的困境》一文中发出了“概率从何而来？”的疑问，他说：“把概率引入物理
学原理曾困扰物理学家，但是量子力学的真正困难不在于概率。这点我们可以承受。困难在
于量子力学波函数随时间演化的方程——薛定谔方程，本身并不涉及概率。它就像牛顿运动
方程和引力方程一样具有确定性。也就是说，一旦给定某时刻的波函数，薛定谔方程就能够
准确告诉你未来任意时刻的波函数，甚至不会出现混沌（一种牛顿力学中对初始条件极其敏
感的现象）的可能性。所以如果我们认定整个测量过程都是由量子力学方程来确定，而这些
方程又是确定的，那量子力学中的概率究竟是怎么来的呢?”这一困惑历经百年，至今依然
未解。
三、问题与出路
自二十世纪初叶物理学革命以后，在一百多年的时间内，物理学并没有发生新的基础性
的重大变革，物理学的进展主要表现为相对论和量子力学的推广应用，促使原子物理、核物
理、粒子物理、天体物理等日趋成熟，为我们这个世界提供了核能技术、半导体技术、激光
技术、超导技术等新技术，开创并促进了信息科学在极广泛领域的应用，取得了令人惊叹的
成就，推动人类从工业社会进入到信息社会。

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