主题：【原创】《量子》----第十章·哥本哈根的不确定性（1） -- 奔波儿

对此，玻尔不以为然。他指出，在收集与量子世界相关的信息时，人们所做实验的结果应该能够被记录下来，形式无论，它可以是打在屏幕上的一束光，或者是盖革计数器上的那些计数，或者是电压表上晃动的指针，等等。现如今，在物理实验室中，这样的实验装置已经是司空见惯，但是，如果想在量子尺度进行观测，人们只也能依靠这些设备，而观测结果往往是来对实际发生的情况进行了放大。正是实验装置与微物理观测目标之间的这种互动，引起盖革计数器数字的变化或者电压表指针的转动。

而这种互动至少包含着一份量子能量的交换。玻尔说，其后果是“观测装置决定了被观测现象之所以能够出现的条件，因此当用它们对原子尺度的目标体进行观测之时，根本不可能准确分辨什么是目标体的真实运动状态，什么是仪器的响应”。换言之，在经典物理中，人们能够将观测者与被观测对象区分开来，也能分辨出测量设备与测量对象，但这一套到了原子尺度就不灵了。

电子或者一束光到底是粒子还是波，是物质还是辐射，这都是由特定的实验本身展示出来的，对此，玻尔坚信不疑。在同一观测现象的背后，粒子和波是互补的，同时又是互斥的，无论是在真实的实验，还是在头脑中假想的实验中，这两种特性不能同时出现。如果实验装置是用来观测光的干涉现象的，例如著名的杨氏双缝实验，那么展示出来的将是波的特点。如果该实验是用来研究光电效应的，即用一束光轰击金属表面，那么观测出来的光将是粒子。因此，关于光到底是波还是粒子的这样的问题是没有意义的。玻尔指出，在量子力学中，人们没有办法知道光“到底是”什么。唯一值得探究的问题是：光到底“表现”得像是粒子还是光？而答案是，有时候，它像粒子，而有时，它像波，这取决于人们选择什么样的实验。

玻尔认为实验的选择起了至关重要的作用。海森堡也发现观测行为起了决定作用，例如，通过观测虽然能够确定电子的精确位置，但该位置也将干扰对于电子动量的同时精确测量。玻尔赞同存在着物理干扰。“的确，我们对物理现象所做的通常的（经典物理体系的）描述，是完全基于一种观点，即人们可以在对观测现象不产生明显干扰的情况下，对其进行观测”，他在1927年9月的一次讲座上发表了这段言论。这段话说明在量子世界中，这种干扰是由观测行动本身引起的。一个月以后，他的观点更加具体，在一篇论文中，他写道“当对原子现象进行观测时，是不可能不对其产生干扰的”。然而，他坚信，引起这种无法约束的干扰的缘由，并不是观测行为本身，而是在实验中为了做出观测而对波粒二相性选边的结果。玻尔认为，不确定性，就是做出这一选择所要付出的必然代价。

1927年4月中旬，在利用互补原理搭建的概念体系中，玻尔为了对量子力学做出合理的解释，忙着做数学推演，而同时，应海森堡的请求，他将测不准原理论文的复本寄给了爱因斯坦。在附信中，他写道“对这场量子理论的有关问题的讨论，你的参与意义重大”。尽管玻尔与海森堡二人之间经常进行白热化的争论，但是玻尔还是告诉爱因斯坦“海森堡以极其聪慧的方式，展示了他的不确定性关系式不但能真正意义上推动量子理论的发展，而且能够用于对其描绘的内容进行判断”。进一步，他也解释了自己随之而来的一些观点，其可能会有助于解决“量子理论中的那些难题，这并非是指该找到什么表述方法来描述物质世界，因为这些表述往往都是基于经典物理理论的，真正的难点是与概念有关的”。不知是什么原因，爱因斯坦做的反应是沉默不语。

海森堡在慕尼黑过完复活节，回到了哥本哈根，如果此时他想从爱因斯坦那儿得到什么意见，那么他一定会失望的。玻尔提出的解释理论宛如一座大山，一直压在海森堡头上，而且日益沉重，他必须得喘口气了。5月31日，海森堡在写给泡利的信中说“为了矩阵力学，我奋起而战，直面波动力学的挑战”，同一天，他的27页论文也正式发表了。“在这场斗争中，我头脑发热，经常抨击玻尔对我的工作的反对过于直白，其实我并不没有意识到自己的言论，或者有意这样说，但结果是对他造成了人身上的伤害。现在，当我回想起这些争论，我由衷地体会到玻尔对这种方式非常不满。”在他发出忏悔后，又过了两周，他最终向泡利坦陈，玻尔是正确的。

当伽玛射线发生散射后，会进入这架假想中的显微镜的观测视角，测不准原理中，动量与位置的关系式就是基于这种散射的。“因此，关系式ΔpΔq≈h确实会自然而然出现，但却和我以前想的完全不一样。”海森堡进一步承认“某些观点”如果用薛定谔的波动力学进行解释要更容易一些，但是他坚定不移地认定在量子物理中，“只有不连续性才有意思”，但其意义并没有引起足够的重视。现在撤掉论文还不算太晚，但却没必要做出这样的举动。“毕竟，文中所有的结果都是正确的，”他告诉泡利说，“而且，我也同意玻尔的观点，对问题并没有隐瞒。”

作为一种权宜之计，海森堡加了一篇辅助说明。“在前面发表的论文中，我已经做出了结论，之后，”文中开篇说道“根据玻尔最近做的一些研究，我们有必要对这一理论中的量子力学关系式进一步做出发展和推进。”海森堡承认，玻尔促使他将注意力放在自己曾经忽略过的但却至为关键之处----波粒二相性引起了不确定性。在文章结尾，他向玻尔表达了自己的谢意。随着这篇文章的发表，几个月来的角力以及“彼此间无处不在的误解”，即使没有被彻底忘记，但也被二人坚定地弃之一旁。尽管分歧依旧存在，但是，正如海森堡后来所说的，“现在，在描绘事实时，阐述方法是否新颖无关紧要，重要的是这一方法能够被所有物理学家掌握并接受”。

第十章·哥本哈根的不确定性（10）

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