题目可能有些雷人吧,其实是今天阅读的感悟,当再次回顾物理学发展历史,再次看到历史上对于波动和粒子的持久而激烈的论争的时候,我想到了经济学理论目前的局面,马克思经济学理论和现代西方经济学理论,有着与此相似的经历,它们分别在历史的不同时期,占据着这个世界的主要位置,也都经历了兴旺和衰落的交替,虽然目前,二者还有些不可调和,然而,二者本质上的统一性,仅仅只是暂时被人类认识所割裂。
经济学理论发展与物理学发展的历史在这一点上是相似的,仅仅是晚了一个世纪而已,当20世纪物理学风雷激荡的时候,经济学却是那样的平静,而现在,物理学确归于平静,经济学理论却被两片乌云所遮盖,而这注定要像20世纪前期发生的那样,在21世纪的前页,经济学理论将经历一次雷鸣电闪,开辟一个全新的世界,物理学将波和粒子纳入一个系统,经济学将把马克思和现代经济学纳入一个体系。
附:《也谈科学巨匠》节选
回顾一下量子论在发展过程中所经历的两条迥异的道路是饶有趣味的。第一种办法的思路是
直接从观测到的原子谱线出发,引入矩阵的数学工具,用这种奇异的方块去建立起整个新力
学的大厦来。它强调观测到的分立性,跳跃性,同时又坚持以数学为唯一导向,不为日常生
活的直观经验所迷惑。但是,如果追究根本的话,它所强调的光谱线及其非连续性的一面,
始终可以看到微粒势力那隐约的身影。这个理论的核心人物自然是海森堡,波恩,约尔当,
而他们背后的精神力量,那位幕后的“教皇”,则无疑是哥本哈根的那位伟大的尼尔斯•玻
尔。这些关系密切的科学家们集中资源和火力,组成一个坚强的战斗集体,在短时间内取得
突破,从而建立起矩阵力学这一壮观的堡垒来。
而沿着另一条道路前进的人们在组织上显然松散许多。大致说来,这是以德布罗意的理论为
切入点,以薛定谔为主将的一个派别。而在波动力学的创建过程中起到关键的指导作用的爱
因斯坦,则是他们背后的精神领袖。但是这个理论的政治观点也是很明确的:它强调电子作
为波的连续性一面,以波动方程来描述它的行为。它热情地拥抱直观的解释,试图恢复经典
力学那种形象化的优良传统,有一种强烈的复古倾向,但革命情绪不如对手那样高涨。打个
不太恰当的比方,矩阵方面提倡彻底的激进的改革,摒弃旧理论的直观性,以数学为唯一基
础,是革命的左派。而波动方面相对保守,它强调继承性和古典观念,重视理论的形象化和
物理意义,是革命的右派。这两派的大战将交织在之后量子论发展的每一步中,从而为人类
的整个自然哲学带来极为深远的影响。
在上一节中,我们已经提到,海森堡和薛定谔互相对对方的理论表达出毫不掩饰的厌恶(当
然,他们私人之间是无怨无仇的)。他们各自认定,自己的那套方法才是唯一正确的。这是
自然的现象,因为矩阵力学和波动力学看上去是那样地不同,而两人的性格又都以好胜和骄
傲闻名。当衰败的玻尔理论退出历史舞台,留下一个权力真空的时候,无疑每个人都想占有
那一份无上的光荣。不过到了1926年4月份,这种对峙至少在表面上有了缓和,薛定谔,泡
利,约尔当都各自证明了,两种力学在数学上来说是完全等价的!事实上,我们追寻它们各
自的家族史,发现它们都是从经典的哈密顿函数而来,只不过一个是从粒子的运动方程出
发,一个是从波动方程出发罢了。而光学和运动学,早就已经在哈密顿本人的努力下被联系
在了一起,这当真叫做“本是同根生”了。很快人们已经知道,从矩阵出发,可以推导出波
动函数的表达形式来,而反过来,从波函数也可以导出我们的矩阵。1930年,狄拉克出版了
那本经典的量子力学教材,两种力学被完美地统一起来,作为一个理论的不同表达形式出现
在读者面前。
但是,如果谁以为从此就天下太平,万事大吉,那可就大错特错了。虽然两种体系在形式上
已经归于统一,但从内心深处的意识形态来说,它们之间的分歧却越来越大,很快就形成了
不可逾越的鸿沟。数学上的一致并不能阻止人们对它进行不同的诠释,就矩阵方面来说,它
的本意是粒子性和不连续性。而波动方面却始终在谈论波动性和连续性。波粒战争现在到达
了最高潮,双方分别找到了各自可以依赖的**,并把这场战争再次升级到对整个物理规律
的解释这一层次上去。
“波,只有波才是唯一的实在。”薛定谔肯定地说,“不管是电子也好,光子也好,或者任
何粒子也好,都只是波动表面的泡沫。它们本质上都是波,都可以用波动方程来表达基本的
运动方式。”
“绝对不敢苟同。”海森堡反驳道,“物理世界的基本现象是离散性,或者说不连续性。大
量的实验事实证明了这一点:从原子的光谱,到康普顿的实验,从光电现象,到原子中电子
在能级间的跳跃,都无可辩驳地显示出大自然是不连续的。你那波动方程当然在数学上是一
个可喜的成就,但我们必须认识到,我们不能按照传统的那种方式去认识它——它不是那个
意思。”
“恰恰相反。”薛定谔说,“它就是那个意思。波函数ψ(读作psai)在各个方向上都是连
续的,它可以看成是某种振动。事实上,我们必须把电子想象成一种驻在的本征振动,所谓
电子的“跃迁”,只不过是它振动方式的改变而已。没有什么‘轨道’,也没有什么‘能
级’,只有波。”
“哈哈。”海森堡嘲笑说,“你恐怕对你自己的ψ是个什么东西都没有搞懂吧?它只是在某
个虚拟的空间里虚拟出来的函数,而你硬要把它想象成一种实在的波。事实上,我们绝不能
被日常的形象化的东西所误导,再怎么说,电子作为经典粒子的行为你是不能否认的。”
“没错。”薛定谔还是不肯示弱,“我不否认它的确展示出类似质点的行为。但是,就像一
个椰子一样,如果你敲开它那粒子的坚硬的外壳,你会发现那里面还是波动的柔软的汁水。
电子无疑是由正弦波组成的,但这种波在各个尺度上伸展都不大,可以看成一个‘波包’。
当这种波包作为一个整体前进时,它看起来就像是一个粒子。可是,本质上,它还是波,粒
子只不过是波的一种衍生物而已。”
正如大家都已经猜到的那样,两人谁也无法说服对方。1926年7月,薛定谔应邀到慕尼黑大
学讲授他的新力学,海森堡就坐在下面,他站起来激烈地批评薛定谔的解释,结果悲哀地发
现在场的听众都对他持有反对态度。早些时候,玻尔原来的助手克莱默接受了乌特勒支
(Utrecht)大学的聘书而离开哥本哈根,于是海森堡成了这个位置的继任者——现在他可
以如梦想的那样在玻尔的身边工作了。玻尔也对薛定谔那种回归经典传统的理论观感到不
安,为了解决这个问题,他邀请薛定谔到哥本哈根进行一次学术访问,争取在交流中达成某
种一致意见。
9月底,薛定谔抵达哥本哈根,玻尔到火车站去接他。争论从那一刻便已经展开,日日夜
夜,无休无止,一直到薛定谔最终离开哥本哈根为止。海森堡后来在他的《部分与整体》一
书中回忆了这次碰面,他说,虽然平日里玻尔是那样一个和蔼可亲的人,但一旦他卷入这种
物理争论,他看起来就像一个偏执的狂热者,决不肯妥协一步。争论当然是物理上的问题,
但在很大程度上已经变成了哲学之争。薛定谔就是不能相信,一种“无法想象”的理论有什
么实际意义。而玻尔则坚持认为,图像化的概念是不可能用在量子过程中的,它无法用日常
语言来描述。他们激烈地从白天吵到晚上,最后薛定谔筋疲力尽,他很快病倒了,不得不躺
到床上,由玻尔的妻子玛格丽特来照顾。即使这样,玻尔仍然不依不饶,他冲进病房,站在
薛定谔的床头继续与之辩论。当然,最后一切都是徒劳,谁也没有被对方说服。
物理学界的空气业已变得非常火热。经典理论已经倒塌了,现在矩阵力学和波动力学两座大
厦拔地而起,它们之间以某种天桥互相联系,从理论上说要算是一体。可是,这两座大厦的
地基却仍然互不关联,这使得表面上的亲善未免有那么一些口是心非的味道。而且,波动和
微粒,这两个300年来的宿敌还在苦苦交战,不肯从自己的领土上后退一步。双方都依旧宣
称自己对于光、电,还有种种物理现象拥有一切主权,而对手是非法武装势力,是反**组
织。现在薛定谔加入波动的阵营,他甚至为波动提供了一部完整的宪法,也就是他的波动方
程。在薛定谔看来,波动代表了从惠更斯,杨一直到麦克斯韦的旧日帝国的光荣,而这种贵
族的传统必须在新的国家得到保留和发扬。薛定谔相信,波动这一简明形象的概念将再次统
治物理世界,从而把一切都归结到一个统一的图像里去。
不幸的是,薛定谔猜错了。波动方面很快就要发现,他们的宪法原来有着更为深长的意味。
从字里行间,我们可以读出一些隐藏的意思来,它说,天下为公,哪一方也不能独占,双方
必须和谈,然后组成一个联合**来进行统治。它还披露了更为惊人的秘密:双方原来在血
缘上有着密不可分的关系。最后,就像阿尔忒弥斯庙里的祭司所作出的神喻,它预言在这种
联合统治下,物理学将会变得极为不同:更为奇妙,更为神秘,更为繁荣。
好一个精彩的预言。