《量子、猫与罗曼史》（上）

吴砺

            

                                                                《量子、猫与罗曼史》（上）

        翻阅《量子、猫与罗曼史：薛定谔传》／（英）格里宾（Gribbin，J．）著；匡志强译，——上海：上海科技教育出版社，2013. 12

看这本薄薄一本226页的《量子、猫与罗曼史》的薛定谔传记，对长期受大部头西方人物传记压迫的我，读书之前难得的感觉一种轻松。然而现实是这本书看得吃力，有大幅度的关于量子力学专业论述。老实说，我看到这些论述都是跳过，以至于薛定谔怎样发明他著名的薛定谔方程的过程都没有弄清楚。

当年我也曾是中国最顶尖的理科大学的物理系的学生，我同年级的二个小班中就有四名来自全国的四个省的高考理科状元，更不用说大部分同学都是参加过省或全国数理化竞赛的选手。不幸的我只是他们中最烂的最蹩脚的勉强混毕生的物理系学生。这本书主人翁发明的薛定谔方程我亦在大学的四大力学中的量子力学中学过。我己忘记了具体的公式。然而这门量子力学因为我考了三次研究生，加上大学本身的考试，我曾痛苦地如吃蜡烛般的啃了整整四遍，如同吃了太多熬制中药的人一样，我一看到量子力学内容就像闻到熬制中药汤药的气味一样心牛顿生极度地厌恶。因为我苦苦地读了四次也没有完全弄懂它大部分原理，完全是靠死记硬背题目才混过了考试。这其中一个原因是我对书中描述的测不准原理等量子力学基本现象感到本能的排斥和畏惧。

不过，这本书对读者仍然具有强大的吸引力，因为书中描述的薛定谔丰富多彩的私生活和罗曼史。薛定谔一生总是把他眼中看到过的他的生活圈子中够得着的美人设法变成自己的情人或情妇。二十世纪初天才倍出的科学家中难得有这样传奇色彩的花花公子式的人物。

薛定谔像贾宝玉一样小时候生长在一群女人的庇护中，长大以后像贾宝玉一样多情，但又同西门庆一样好色并予以行动。这个其貌不扬的科学才子在西柏林大摇大摆地和自己的妻子与情妇生活在一起，真是为近现代那批似乎不食人间烟火的天才科学家队伍添上了一道亮丽的世俗的风景线。拥有众多美丽的情人无疑是大多数理科生愿意做梦和幻想的事。然而现实中他们绝大多数人没有这样的能力，更是没有这样行动的胆子。这样这位诺贝尔物理学奖获得者也无意中为后来的理科生们创造了科学之外难以攀登的K2峰，即比珠穆拉玛峰难度系数大太多的乔戈里峰。

“任何想蹚量子力学浑水的人都喜欢科学肥皂剧，但本书奉献给的是那些热切希望了解科学发现是如何真正起作用之过程的读者。

                              ——《新科学家》(New Scientist)

“在这本极具吸引力的传记中，约翰。格里宾将我们带入了量子革命的核心地带，以其惯有的通俗文风和深广涉猎，为我们展现了现代科学之基石——量子力学那引人入胜的炫美世界，以及薛定谔令人惊叹的多彩生活（他到牛津就职时同时带着妻子和情妇）。

“我们不应忘记，那些图景和模型的最终目的，只是用来作为所有原则上可行的观测的框架。

                ——埃尔温·薛定谔，法兰克福，1928 年12月

“他的私生活对于我们这样的保守中产阶级分子来说，似乎很不可思议，但这一切都无妨。他是位极可爱的人，无拘无束，喜欢逗趣，性情多变，仁慈慷慨，并且拥有极完美而聪明的头脑。

      ——马克斯·玻恩( Max Born)，《我曲-生》( My Life，1978)

“量子物理学不像经典物理学。它绝对不是火箭科学；它比这个要难以理解得多。许多顶尖科学家在20世纪的头 30 年里不停地工作，才仅仅发现了量子物理学是什么，而当他们确实找到一些答案的时候，其中有些人——包括本书的主人公——并不喜欢他们所找到的东西。

量子物理学主要描述非常小的世界——粗略地说，就是原子尺度乃至更小。物理学家们辛勤地（而且痛苦地）在20世纪头 30 年里发现的东西是：粒子可以表现得像波一样，而波也可以像粒子，子；量子实体(entity)可以同时位于至少两个位置；它们可以从一个位置到另一个位置而无需经过这两个位置之间的空间；量子世界里没有确定性，所有一切都依赖于概率。这就好像你把一架航天探测 器送上旅程，知道它有50%的可能性会到达火星，而有50%的可能性会到达金星，但却没有办法预先判断它究竟会到达哪里。这对于重建对自由意志的信心是很好的，但在其他方面就很难让我们安心了。不过，量子世界所有这些让人抓狂的行为都已经在无数次实验中被检验并且证实了。P002

薛定谔不仅䑡是一名物理学家。他是叔本华(Arthur Schopenhauer)的信徒，对哲学和东方宗教有浓厚的兴趣，尤其赞同印度的吠檀多哲学( Hindu Vedanta)，支持存在单一宇宙意识（我们都是这个宇宙意识的一部分）的思想。他研究过色觉，并写过一本书《生命是什么？》( Whatis Life?)，克里克(Francis Crick)和沃森(James Watson)两人都曾各自谈到这本书对他们发现DNA双螺旋结构工作的重大影响。薛定谔还提出过一些问题，比如“什么是自然律？”以及这个世界在原则上是否为决定论的及可以预测的。他写过诗《并不怎么好》，还写过一本关于古希腊的科学和哲学的书。

薛定谔的私人生活也同样让人感兴趣。P003

他打算逃出纳粹控制下的欧洲的第一次尝试失败了，当时他和妻子及情妇一起出现在牛津，但却冒犯了那里的学术机构，因为他没有试图掩盖他们的住宿安排，而他的妻子——她有着自己的情人——对此却十分高兴。在普林斯顿找个位置和爱因斯坦做伴的可能性，也因为同样的原因落了空。薛定谔最终在更宽容的都柏林落下了脚，在爱尔兰总理德瓦莱拉（mon de Valera）的要求下，都柏林高等研究院建立了，给他提供了一个根据地。

薛定谔在其他方面同样不同流俗。作为普鲁士式礼仪的最后岁月里的一名大学教师，他不记得戴领带，并且穿得非常随意，以至于常常被误认为是一名学生，有时甚至被当成流浪汉。至少有一次，他差点没法参加一次重要的科学会议，因为他没有乘火车去会场，而是自己徒步去。当时，他径直来到会场，穿着徒步用的衣服，还带着一个帆布背包。P004

但是一代又一代物理学专业的学生们从那个冠以他名字的方程知道了他，而数不清的非物理学人士则从薛定谔猫(Schrodinger’s cat)的比喻里知道了他。这个比喻的意义是为了揭示量子物理学的荒谬，而且它只可能被一位沉浸在经典传统里的物理学家凭空构造出来。因此，我们对薛定谔的探索，就从经典物理学开始吧。P004

埃尔温·薛定谔是奥匈帝国最后几十年里一个富有的维也纳家庭的独子。这种家庭背景很自然地影响到他长大成人后是个什么样子；它同样影响了他思考科学的方式，以及他最伟大的科学思想的产生——他为此获得了诺贝尔奖。P005

在19世纪，死亡可能以一种近乎随意的方式打击文明世界最富裕的地方，鲁道夫的父母深受此影响。P005

埃尔温是个独子，有着两位溺爱他的姨妈、一个表姐妹[多拉( Dora)，他姑姑的女儿]，还有一串保姆和女仆，她们简直惯着他，任其随心所欲。人们可能会想从这里找出埃尔温成年后与女性交往方式的源头。他长大后，总是希望女性迎合他，而不怎么关注她们的需求。按照精神病学家弗里德曼( Dennis Friedman)的说法，一个在孩提时由 其母亲和一位照料他的保姆抚养长大的小男孩，长大后更有可能成为一位爱与女性调情的人：那些经历在他的心里产生了一条界线，一边是他知道的生身母亲，一边是他有着亲身接触的女性：那个给他洗澡、带他去公园、让他感到完全与之融为一体的女性……他长大后就知道，尽，尽管他终有一天会履行婚姻的所有社会及生理形式，他的内心还是会认为，存在另外一位女性，她不仅知道而且会迎合他的所有需求。p009

一则从1891 年流传下来的记录上写着：“晚上艾米姨妈[米妮]煮了一顿很棒的晚饭，然后我们谈了关于世界的一切话题。”在纸上记录他的思想和活动后来成了他一生的习惯。p009

玻尔兹曼本人没有犯这个错误。他带头将奥地利人——至少是他本人——的成就推广到更大的科学圈中。玻尔兹曼认识到，到 19世纪末，科学已经成为一项国际性的事业，和在不同国家的同行保持接触貞至关重要的。在20世纪没有人比薛定谔更能体现出物理学的国际性特征，他在玻尔兹曼作出这些评论仅仅一年后进人了维也纳大学。P014

但即使是牛顿，也不是什么事都自己做。17世纪伊始，英国内科医垡蒹科学䆥吉伯（William Gilbert，1544-1603）发表了论磁性的专著《磁石论》（De magnete），其中他不仅对磁现象进行了后来 200 年都没有超越的描述，还把他从实验室研究中得出的认识扩展到解释地球的磁场——这是当时走向宇宙的重要一步。吉伯还提出了后来的科学方法的基础：用实验和观测来验证假说，拒绝任何与这些测试不符的想法。尽管在我们看起来也许有些怪诞，但在吉伯的时代，哲学家主要试图靠争论而非实验去解决那些我们视为科学的问题（比方说重的物体是不是比轻的物体坠落得快），仍然是司空见惯的。吉伯对这些人很尖刻：

每一天，在我们的实验里，新的、闻所未闻的特性被发现了……

但在如此广阔的书海里（好学者的头脑由此被迷惑了），这些书里有着更为愚蠢的内容，由此最普通的、没有一点天才火花的人变得兴奋、疯狂、飘飘然，并且被引导去写数不胜数的书籍以声称自已是哲学家、医生、数学家和占星家，与此同时却忽视和蔑视那些有学问的人——我是说，为什么我还要给这个著述混乱的世界增添一些东西呢？或者说，为什么我要把这个宏伟的、新鲜而且不被承认（由于它构成了许多前所未闻的东西）的哲学体系交给那些发誓要追随其他人的观点的人来评判，接受各种艺术的无意识的破坏，交给识字的小丑、语法学家、诡辩家、喋喋不休者和执迷不悟的乌合之众，被谴责，被撕成碎片 并无礼地堆在一边呢？我只把这些磁学的基础知识（一种新的哲学思维）献给你们，真正的哲学家——你们的心灵不仅对书开放，而且也对可以从中获得知识的事物本身敞开着。

他还把“新型哲学思维”总结如下：

在发现隐藏的事物以及研究隐藏的缘由时，更有力的论证来自确凿的实验和明白无误的证据，而非可能的推测和普通的哲学思考者的观点。

“确凿的实验和明白无误的证据”这一概念，是科学的基础。P019

当然，那位通常被认为发展了科学方法论，尤其是做工落体实验的入是伽利略（Galileo Galilei，1564-1642）——尽管事实上伽利略本人并没有从比萨斜塔上往下扔东西。他做了球从斜面上滚下的实验，而且也解释了著名的斜塔实验。这个实验事实上是由一个对手做的，他试图推翻伽利略关于一个重物和一个轻物会同时落地的宣称。不过，伽利略是从哪里学到科学方法论的？他当然有可能是自己发现的，但如果他需要什么通往正确道路的激励的话，他也肯定得到了它。从他在一封信里对吉伯的书的赞同意见，我们知道他读过《磁石论》这本书。当然，牛顿也非常熟悉伽利略和其他人如笛卡儿( Rene Descartes，1596-1650)的工作。正如牛顿本人所说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”不过他确实看得更远。P019

               

                                                                                                                                                                 吴砺

                                                                                                                                                                                           2016．5.27

吴砺

选自待出版的散文集《致远方朋友的信》

西园采桑

楼主终于把字体设大一码，看上去舒服多了。