相對論與量子力學剪不斷的「恩怨」

文化的聚集地

上篇文章我們了解了愛因斯坦與相對論的相愛相殺，相信許多朋友還意猶未盡，處於一種霧裡看花的感覺，不過沒關係，畢竟物理學這座摩天大廈還得一層層的攀登，今天我將給大家帶來：相對論與量子力學剪不斷的「恩怨」，請各位耐心細讀。

量子力學

量子糾纏

量子力學是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科。它提供粒子「似-粒」、「似-波」雙重性（即「波粒二象性」）及能量與物質相互作用的數學描述。它和經典力學的主要區別在於：它研究原子和次原子等「量子領域」。量子力學的進一步研究課題為：宏觀物質在十分低或十分高能量或溫度才出現的現象。

量子力學的著名開創者是愛因斯坦的老師——馬克思.普朗克。可見名師出高徒呀，所以，你們懂得。讓我們把目光拉回到19世紀末跟著大師發現量子力學的奇妙之處。

青年普朗克

在那時，許多物理學家對黑體輻射非常感興趣，咱們先不管黑體輻射是啥，繼續往下看，然後普朗克也很好奇這個東西，就從1984年開始研究黑體輻射問題。他在想：能不能用一個方程式來描述這個現象呢？結果他就茶飯不思，一頭扎入其中。結果在1900年，他欣喜不已，接著就提出了量子假說。在這個假說里，他假定地磁場和物質交換能量是以間斷的形式（能量子）實現的，能量子的大小同他振動的頻率成正比，而這個比率就是後來我們熟知的普朗克常數。

起飛

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故事就慢慢拉開帷幕了。愛因斯坦這時剛從蘇黎世聯邦工業大學畢業，居然找不到工作，那怎麼辦呢？他的同學不忍心看他這樣，就介紹他去專利局幹活，別看是專利局，可他是三等職員，也就是最下等的。不過愛因斯坦想：反正閑著也是閑著，幹了再說。然後就在工作之餘開始他的研究，並在發表了三篇論文，上期我又談到，這裡就不說了。到了1905年，由於他之前看了普朗克的論文，於是愛因斯坦有個驚人的想法，可不可能光也不是連續的？隨即他發表「量子論」，提出量子假說，並把光的最小單位稱作光子。這名字都取一樣，可見他當時對普朗克的崇拜。然後居然就順利解決了當時物理學界頗有爭議的「光電效應」，之後他在1921年獲得諾貝爾獎。但這時這讓愛因斯坦這個未出茅廬的毛頭小子聲名鵲起，但同時也褒貶不一。

真是自古英雄出少年，無巧不成書。這時候普朗克也碰巧看到了愛因斯坦的文章，他想，這個年輕人有點意思。結果越看越有意思，然後就寫信給愛因斯坦，表達他對愛因斯坦的讚譽同時也表示對這些理論有些懷疑。愛因斯坦收到信後驚喜不已，自己的偶像居然給我來信，估計要是今天的人就應該拿個保險箱給保存了，要是這樣後面的故事也沒了。愛因斯坦就立馬給「偶像」回信，信中也是先表達對普朗克的敬仰之情，然後說了自己的看法。普朗克一看信，笑了，這小子真是頭鐵，算了，先不管他。不過後來之後他們兩人一直有書信來往，而且大多都是討論學術問題。

愛因斯坦與普朗克

愛因斯坦雖然憑藉幾篇論文在學術界小有名氣，可跟普朗克相比還差之甚遠。他不甘寂寞，回家潛心修鍊，苦思冥想，終於在1915年提出廣義相對論。真是不鳴則已，一鳴驚人。他這個理論一出來，就引起當時學術界爭議，因為這與牛頓的萬有引力形成的世界體系完全相反，所以，有人就說這根本是胡言亂語，怎麼敢推翻我們偉大的物理學之父牛盾的理論呢？但他們又找不出實例來反駁愛因斯坦，於是到了20世紀20年代，就開始了驚世駭俗的學術大戰。

這場戰爭沒有硝煙但比有硝煙的戰爭更驚心動魄，戰爭一開始就分為兩派，一派當然是傳統物理學陣營，以1922年獲諾貝爾獎的波爾為首，裡面大將眾多：馬克思.普朗克，海森堡，等等學術界的大師們。當然其中不乏有搖擺不定，兩邊倒的人，這就不說了。愛因斯坦這邊當然是敵眾我寡，就他一個光桿司令，不過沒關係，一個好將軍敵得過10個師。愛因斯坦看來也是懂兵法的的人，擒賊先擒王，他不管其他人，反正都是跟著波爾的，我把波爾擊敗就行。

愛因斯坦與波爾

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於是，波爾跟愛因斯坦就開始了長達30年的學術論戰。玻爾和愛因斯坦是在1920年相識的。那一年，年輕的玻爾第一次到柏林講學，和愛因斯坦結下了長達35年的友誼。但也就是在他們初次見面之後，兩人即在認識上發生分歧，隨之展開了終身論戰。他們只要見面，就會唇槍舌劍，辯論不已。1946年，玻爾為紀念愛因斯坦70壽辰文集撰寫文章。當文集出版時，因斯坦則在文集末尾撰寫了長篇《答詞》，尖銳反駁玻爾等人的觀點。他們的論戰長達30年之久，直至愛因斯坦去世。但是，長期論戰絲毫不影響他們深厚的情誼，他們一直互相關心，互相尊重。愛因斯坦本來早該獲得諾貝爾獎，但由於當時有不少人對相對論持有偏見，直到1922年秋才迴避相對論的爭論，授予他上年度諾貝爾物理獎，並決定把本年度的諾貝爾物理獎授予玻爾。這兩項決定破例同時發表。

愛因斯坦當時正赴日本，在途經上海時接到了授獎通知。而玻爾對愛因斯坦長期未能獲得諾貝爾獎深感不安，怕自己在愛因斯坦之前獲獎。因此，當玻爾得知這一消息後非常高興。立即寫信給旅途中的愛因斯坦。玻爾非常謙虛，他在信中表示，自己之所以能取得一些成績，是因為愛因斯坦作出了奠基性的貢獻。因此，愛因斯坦能在他之前獲得諾貝爾獎，他覺得這是「莫大的幸福」。愛因斯坦在接到玻爾的信後，當即回了信。信中說：「我在日本啟程之前不久收到了您熱情的來信。我可以毫不誇張地說，它像諾貝爾獎一樣，使我感到快樂。您擔心在我之前獲得這項獎金。您的這種擔心我覺得特別可愛——它顯示了玻爾的本色。」

在愛因斯坦去世的前幾天還錄音對以色列廣播，他說：「我們這時代最大的問題是人類分成兩個互相對敵的陣營：共產世界和所謂的自由世界。由於「自由」及「共產」這兩個詞的意義對我很難理解，我寧願用「東方」和「西方」的權力衝突來說，然而，這地球是圓的，這樣「東方」和「西方」的真正精確意義也不能清楚。」

而當波爾得知愛因斯坦去後，他痛苦流涕，悲痛不已，就如司馬懿得知孔明去世時，他們失去了這個世界上最了解自己的人和最大的敵人。玻爾——他最強勁的對手——表達了對他的敬仰之情，感人至深。幾年後，當玻爾也去世的時候，有人拍下了他書房黑板的照片。黑板上畫著一幅圖，是愛因斯坦思想實驗中那個「充滿光的盒子」。直到生命的最後一刻，他仍在挑戰自己，仍然想要知道得更多。直到最後一刻，他仍未停止懷疑。

這寥寥數語說不清量子力學和相對論的關係，更說不清愛因斯坦與波爾兩人的愛恨情仇，不過學術是沒有國界的，思想也是沒有國界的，他們兩人亦師亦友，亦敵人亦盟友，亦戀人亦愁人，再次夢裡沒有評判的資格，不過，兩位偉人都是值得敬仰的，他們科學成果和對人類世界的貢獻是前無古人後無來者的，我們通過了解他們的生平過往去感受偉人的思想、情懷、和胸襟。

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降落

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