无限多个不大可能事物的驱动器是一种在一瞬间飞越星座距离的奇妙的新方法,而不需要在超空间中讨论来讨论去。
galaxy)中,书中的英雄偶然发现了去星星旅行的最富有创造性的方法。在星系问旅行,他想象可以不利用虫洞、超光速推进装置或空间入口,而是利用测不准原理飞越广阔的星际空间。如果我们能够找到一种方法控制某些不可能事件的慨率,那么任何事情,包括超光速旅行,甚至时间旅行都是可能的。在几秒钟时间飞到遥远的星星是不太可能的事情,但是当我们能够任意控制量子概率时,那么即使是不可能的事也变成普通的事情了。
量子理论是根据这样一种思想:所有可能的事件,不管它们多么奇怪或可笑,都有一定的概率发生。这个想法也是膨胀宇市理论的中心思想。当原始大爆炸发生时,宇宙发生量子转变过渡到新的状态,在这个新的状态下有一个巨大的是使宇宙突然膨胀。看来我们整个的宇宙是从不大可能的量子跃迁中诞生的。尽管亚当斯(Alas)说的是笑话,物理学家认识到如果能够发现一种办法控制这些概率,我们的技艺就会和魔术师没有什么区别。但是到日前为止,改变事件的概率远远超出我们的技术能力。
我有时问我们大学的博士生一个简单的问题,如计算他们在墙的这一侧突然消失又重新出现在墙的另一侧的概率有多少。根据量f理论,有一个很小的但是可以计算的概率使这件事会发生。或者由于这种原因,我们会在自己的卧室中消失,又出现在火星上。根据量子理论,在原则上一个人有可能突然出现在火星上。当然,这样的概率太小了,我们等待的时间不得不比宇宙的寿命还要长。结果,在我们常的生活中我们会排除这样的不可能事件。但是在亚原子范围,这些概率对电子、计算机、激光的功能是至关紧要的。
事实上在你的PC和CD构件的内部,电子规则地消失在墙壁的一侧并出现在墙壁的另一侧。事实是,如果不允许电子同时出现在两个地方,现代文明就会崩溃。(没有这个奇异的原理,我们身体内的分子也会崩溃。想象两个太阳系在空间,由于牛顿的重力规律而碰撞。碰撞的太阳系会前溃,形成混乱的一堆行星和小行星。类似地，如果原子服从牛顿的规律、只要它们与另一个原子撞击就会破裂。将两个原子锁定在一个稳定的分子里的原因是:电子可以同时处在很多的位置,从而形成电子“云”将两个原子绑在一起。因此,分子稳定和宇宙不破裂的原因是电子能同时处在很多位置。)
如果电子可以存在于平行的状态,盘旋于存在和消失之间,那么为什么宇宙就不能呢?毕竟宇宙曾经比一个电子还小。一旦我们引进将量子原理应用到字宙中的可能性,我们就不得不考虑平行宇宙。
Castle)中探讨的正是这种可能性。在这本书中,因为一个关键的事件,有另外一个宇宙从我们的宇宙中分离出去。在1933年,那个宇宙中的总统罗斯福在他当权的第一年就被他助手的子弹打死了,从而世界历史改变。副总统加纳取而代之,确定了孤立主义者的政策,削弱了美国的军事力量。由于对珍珠港偷袭没有准备,整个美国舰队被毁灭不能恢复,1947年美国被迫投降德国和日本。美国最终被分成三片,德意志帝国控制东海岸,日本控制西海岸,中间是一个不稳定的缓冲区,一个多岩石的山区。在这个平行宇宙中,有一个神秘的人根据圣经中的一段故事写了一本书叫做《蚱蜢撒大谎》(
The GrasshopperLies Heavy),这本书被纳粹禁止。这本书讲的是另一个宇宙,在这个宇宙中罗斯福没有被暗杀,美国和英国打败了纳粹。故事中英雄的使命是看一看在另一个民主和自由,而不是暴政和种族偏见占主导地位的宇宙中这些是不是真的。
《高处城堡中的人》所在的世界和我们的世界仅仅是由一个微小的偶然事件,一颗助手的子弹分开的。然而,一个平行的宇宙也可能通过一个最小的可能事件,如一个量子事件,一个宇宙射线的冲击而与我们的宇宙分开。
Zone)中有这样一段故事情节:一个人醒来,发现他的妻子不认识他。她尖叫着离开去叫警察。当他在城镇周围漫步时,他发现他毕生的朋友也不认识他,好像他从未存在过。最后,他访问他父母的家,让他大吃一惊。他的父母说他们以前从未见过他,并且他们从来没有过儿子。没有朋友、家庭或一个家,他漫无日的地在城市周围游荡,最后在公园的长椅子上睡着了像一个无家可归的人。当他第二天醒束时他发现他和他的妻子舒适地睡在床上。然而,当他的妻子转过身来,他吃惊地发现她根本不是他的妻子,睡在他床上的是一个以前从未见过的陌生的妇女。
这样荒谬的故事可能吗?也许吧。如果《黄昏地带》中的主角问他的母亲一些有启迪作用的问题,他或许能发现她流过产,因此从来没有儿子。有时一条奇怪的射线,一个从外层空间来的粒子能够穿透到胚胎内的DNA中，引起变化导致流产。在这样的情况下,一个单一的量子事件就能将两个世界分开,一个是我们正常生活的世界,另一个世界除了你从未诞生以外是完全相同的。
从这个世界走到另一个世界,物理学定律是允许的。但是这个可能性很小很小,也就是说发生的慨率是非常非常小。并且正如你能看到的,量子理论对我们的宇宙的描述比爱因斯坦的描述要奇怪得多。在相对论中,我们表演的生活舞台可以是橡皮胶做成的,当演员在舞台上活动时走过邮线的路径。在爱因斯坦世界中的演员也像牛顿世界中的演员一样,鹦鹉学舌地背诵事先写好的剧本台词。但是在量子世界的表演中,演员会突然扔掉剧本按他们自己的意愿表演。就好像木偶扯断了拴住它们的线,按它们自已的意愿表演一样。演员可以从舞台消失又重新出现。甚至陌生人也是这样,他们可能会发现他们自己同时出现在两个地方。演员在念他们的台词时不能确切地知道是不是在对某个可能突然消失而又出现在另一个地方的人讲话。
[怪物的智力:约翰·惠勒]
大概除了爱因斯坦和玻尔以外,没有人能比约翰·惠勒( John Wheeler)更强烈地挑战量子理论的荒谬和成功了。难道所有的自然的事实都是一种幻觉吗?平行的量子宇宙确实存在吗?在过去,当他不再琢磨这些难以处理的量子矛盾时,他把这些或然性用于造原子弹和氢弹,并倡导在黑洞的研究中。他的学生里查德·费曼( Richar|
Feynman)一直与量子理论的荒谬结论搏斗,他曾经将约翰惠勒称为最后一位巨人或“怪才”。
是惠勒在1967年栻撰了“黑洞”这个术语。那是在第一颗脉冲星发现之后,在纽约城美国国家航空航天局(NASA)的戈达德空间研究所的一次会议上提出的。
惠勒1911年生于佛罗里达的杰克逊维尔。他的父亲是一个图书管理员,但他的家庭的血统是搞工程学的。他的三个叔叔是采矿工程师,在他们的工作中经常使用炸药。使用炸药的想法使他着迷、他喜欢看爆炸。(一天,他不小心地实验一块炸药、炸药意外地在他的手中爆炸了,炸掉一节大拇指和一个手指尖。巧合的是,当爱因斯坦是一个学院学生时,由于不小心,一次类似的爆炸在他的手里发生,结果缝了好几针。)
惠勒是一个早熟的孩子,很早就掌握了微积分,并贪婪地阅读能够找到的有关量子力学新理论的每一本书。就在他的眼前,在欧洲一个新的理论由尼尔斯玻尔、沃纳·海森堡和埃尔温·薛定谔创立。这个理论突然揭开了原子的秘密就在儿年前,哲学家恩斯特·马克( Ernst
mach)的追随者还在嘲笑原子的存在说原子从未在实验室中观察到,大概是一种虚构。他们说看不见的东西大概是不存在的。奠定热动力学定律的伟大的德国物理学家路德维格·冯·波茨曼( Ludwig von baliza)在1906年自杀,部分原因是他推出原子概念所面对的强烈的嘲笑和奚落。
然而,经过短短的非常重要的几年,从1925年到1927年,原子的秘密突然被揭开了。在现代历史上(除了1905年爱因斯坦的工作以外)从来没有在这样短的时间内完成这样重大的突破。惠勒想成为这个革命的一部分。但他认识到美国的物理学研究是落后的,在它的行列中没有一位世界级的物理学家。像他之前的J.罗伯特·奥本海默(J. Robert)
oppenheimer)一样,惠勒离开美国旅行到哥木哈根向他的导师尼尔斯·玻尔学习。
以前的有关电子的实验证明,电子既是粒子又是波。这个奇怪的波粒二相性是最终被量子物理学家揭示的:电子在围绕原子跳动时」它表现为粒子,但它伴随有神秘的波。1925年,奥地利物理学家欧文·薛定谔( Erwin
Schridinger)提出一个方程(著名的薛定谔波动方程),精确地描述伴随电子的波的运动。这个波用希腊字母ψ(普西)表示,它惊人地精确预计原子的行为,引发了物理学的一场革命。突然,儿乎是从基本原理出发,人们能够窥视原子的内部,计算电子怎样在它的轨道上跳动,怎样转变和将原子绑在一起成为分子。
作为量子物理学家的保罗·狄拉克( Paul dirac)吹嘘说,物理学将很快将所有的化学简化为纯粹的工程学。狄拉克( Dirac)宣布:“大部分物理学和整个化学的数学理论所需要的基本物理定律因此完全清楚了,困难仅仅是从这些定律的应用得出的方程太复杂,不好解。”与这个波函数ψ一样引人人胜的是:它实际代表什么仍然是个谜。
bor)提出一个想法:这个波函数代表在一个给定地点发现电子的概率。换句话说,你绝不能精确知道电子在哪,所有你能够做的是计算它的波函数,告诉你它在某处的概率。因此,如果原子物理能够归纳为一个电子位于某处的概率波,如果一个电子能够同时出现在两个地方,我们怎么能够最终确定电子确实在哪呢?
玻尔和海森堡最终在一本量子烹调书中开出一套完整的药方,能够非常精确完美地应用在原子实验中。波函数仅告诉你电子位于某处的概率。如果在某点波函数大,这意味着电子位于此处的概率就大。如果在某一点波函数小,在这点发现电子的概率就小。例如,如果我们能够“看”到一个人的波函数大,那么你看到这个人的概率就很大。然而,波函数也逐渐渗漏到空间去,这意味着在月亮上发现这个人的概率就很小。(事实上,这个人的波函数实际散布到整个宇宙中。)
这也意味着一棵树的波函数可以告诉你它或者是立着或者是倒下的概率,但是不能确切告诉你它实际的状态。但是常识告诉我们物体是处于一个确定的状态。当你看一棵树时,这棵树就确确实实在你的而前。也就是说树不是立着就是倒下,不能同时是二者。
要解决概率波和有关存在的常识观念之间的矛盾,他们假定:在一位外界观察者做了测量之后,波函数就魔术般地“消失”了,电子落入确定的状态。也就是说,我们看过这棵树之后,我们看到这棵树是确实立着的。换句话说,观祭过程确定电子的最终状态。观察对存在是至关重要的。在我们看了电子之后,它的波函数就消失了,因此现在电子是处在确定的状态,不再需要波函数。
1.所有的能量发生是在叫做“量子”的离散包中。(例如,光的量子叫做光子,弱力的量子叫做W-玻色子和Z-玻色子,强力的量子叫做“胶子”,重力的量子叫做“引力子”,它在实验室中尚未发现。)
2.物质由点粒子代表,但是发现点粒子的概率由一个波确定。该波动又服从特定的波动方程(如薛定谔波动方程)。
3.在进行行观察前,物体可以同时以各种可能的状态存在。要确定物体处在什么状态,必须进行观察,它使波函数“消失”,物体进入确定状态,观察的作用是使波函数消失,使物体呈现确定的状态。波函数所起的作用是:给我们在特定状态下发现物体的精确概率。
量子理论是所有年代最成功的物理理论。量子理论的最高形式是标准模式,它代表粒子加速器几十年实验的成果。这个理论的若干部分已经过测试,精度到一百亿分之一。如果将中微子质量包括进去,那么标准模式与所有亚原子粒子的实验一致,无一例外。
但是无论量子理论多么成功,在实验上它是根据一些基本假定,这些假定在过去80年间遭到哲学界和理论界的强烈反对。特别是(哥本哈根学派的)第二个假定,因为它问是谁决定我们的命运,所以引起宗教界的愤怒。自始至终,哲学家、神学家和科学都对未来着迷.是不是有一种办法能知道我们的命运。在莎士比亚的悲剧《麦克佩斯》(macbeth)中,班柯(Banlquo)绝望地揭开遮盖我们命运的面纱,说出了以下难忘的话:
并说哪一粒生长哪一粒不,
莎上比亚在1606年写下这些话。80年后,另一位英国人艾萨克·牛顿大胆地声称他知道了对这一古老问题的答案。牛顿和爱因斯坦都相信“决定论”概念,它说所有将来的事件在原则上能够确定。对牛顿来说,宇宙是一个在创世之初由上帝上紧了发条的巨大钟表。从那时起它就按照他的运动三定律,以可以预计的精确方式滴答滴答地走个不停。法国数学家,拿破仑的科学顾问皮埃尔·西蒙·德·拉普拉斯( Pierre
Simon de laplace)写道,人们可以利用牛顿定律像观察过去一样精确地预测将来。他写道,如果知道了宇宙中所有粒子的位置和速度,“对这样一种智力来说,没有任何事情是不确定的,将来就好像过去样呈现在我们的眼前。”当拉普拉斯( Laplace)将他的杰作“天体力学”赠送给拿破仑时,这个皇帝说:“你写了这部有关天空的巨著而一次都没有提到上帝。拉普拉斯(
Laplace)回答说:“先生,我不需要这个假设。”
对牛顿和爱因斯坦来说,“自由意愿”的概念,即我们是我们命运的主人的说法,实际上是一个幻想。爱因斯坦把这个实体的常识性概念.即我们接触到的具体物体是真实的和存在于确定状态的概念,叫做“客观实体”。爱因斯坦在下面的话中最清楚地表达了他的态度:
“我是决定论者,被迫行动就好像自由意愿是存在的一样,因为如果我想生活在文明社会,我必须负责任地行事。我知道在哲学上一个杀人犯不对他的罪行负责,但我不会情愿和他一起喝茶……我的履历是由我无法控制的种种力量所决定的。亨利·福特( Henry Ford)可能将它叫做他内心的声音,苏格拉底(
Socrates)将它叫做他的精灵,每个人都能以他自己的方式解释人类不是自由的这一事实……一切事情都是被我们无法控制的力决定的……对于昆虫以及星星来说都是如此。人类、蔬菜或字宙尘都在随神秘的时间跳舞,一位远距离的看不见的演员在为我们吟咏。
神学家也争论这个问题。世界上的大多数宗教相信某种形式的“先天注定”的思想。即上帝不仅是全能的,而且是无所不在的。上帝也是无所不知的(知道一切,甚至将来)。在某些宗教中,这意味着上帝在我们出生前就知道我们是去天堂还是地狱。从本质上讲,在天堂的某处有一本命运的书,列举着所有人的姓名,包括生日、我们的失败和成功、我们的快乐和悲哀、甚至我们的死亡日期、是去天堂还是地狱。
(在1517年,这个微妙的先天注定的神学问题是威腾伯格〔Willenberg〕的天主教堂分裂成两半的部分原因。在这个教堂中,马丁·路德〔 Martin luther)抨击教堂用金钱赎罪的做法,即富人通过贿赂铺平通往天堂的道路。大概路德〔Martin
Luther〕好像在说,上帝确实事先知道我们的将来和我们的命运是先天注定的,但是人们的劝说也不能改变他向这个教堂慷慨捐赠的意愿。)
但是对接受或然性的物理学家来说,到目前为止最有争议的假定是(哥本哈根学派的)第三个假定,它使几代物理学家和哲学家感到头疼。“观察”的概念是一个不精确的、不清楚的概念。此外它依赖于实际上有两种类型的物理学这一事实:一种是用于奇异的亚原子世界的,在这个世界中电子似乎可以同时在两个不同的地方出现;另一种是用于我们生活在其中的宏观世界的,这个世界似乎服从一般承认的牛顿定律。
根据玻尔的说法,有一堵看不见的“墙”将原子世界与日常的、熟悉的宏观世界隔开。原子世界服从奇异的量子理论规则,而我们生活在此墙之外的定义明确的行星和星星的世界中,在这个世界中波已经消失。
惠勒师从量子力学的创建者,喜欢总结两个学派关于这个问题的思想。他给出一个例子,在一场棒球比赛中三个裁判员讨论棒球的罚分点。在做出决定时三个裁判说:
第一个裁判:我按照看见他们的样子进行裁定。
第二个裁判:我按照他们的实际情况进行裁定。
第三个裁判:在我裁定之前,他们不存在。
对惠勒来说,第二个裁判是爱因斯坦,他相信有不依赖于人类经验的绝对实体。爱因斯坦将此叫做“客观实休”,即物体能够以确定的状态存在,而不需要人类的干预。第三个裁判是玻尔,他认为仅在观察之后实体才存在。
Ulam)鄙视将无聊的概念赋予高贵的名字,他曾经说:“对各种类型的胡言乱语进行细致的区分是不值得的。”爱因斯坦自己也曾经评论哲学,他说:“所有哲学家写的东西都是蜂蜜吗?这些东西初看上去好像很美妙,但是再看一次就什么都没有了，留下的只是废话。
物理学家也喜欢讲一个据说是大学校长讲的虚构的故事,这位校长愤怒地看着物理系、数学系和哲学系的预算。他暗自说:“为什么你们物理学家总是要求这么昂贵的设备?而数学系什么都不要,只要一些钱买纸和笔,还有废纸筐哲学系就更好了,它甚至连废纸筐也不要”
然而哲学家也可能笑到最后。量子理论是不完善的,依赖不可靠的哲学基础。有关量子理论的论战迫使人们重新考察哲学家,如彼休·伯克利(Bishop
Berkeley)大主教的思想。这位18世纪的大主教声称:物体因为人们看到它才存在,一种叫做唯我论或唯心论的哲学。他们声称:如果一棵树在森林中倒下,但是没有人看到听到它,它就没有真正倒下。
现在量了理论是这样解释森林中倒下的树的。在进行观察之前,你不知道它是不是倒下的。事实上,这棵树可以同时存在于所有可能的状态:也许它烧掉、倒下、被劈成了劈柴、被锯成了锯末等。一日进行了观察,这棵树突然呈现种确定的状态,例如,我们看见它倒下了。
费曼从哲学上比较了相对论和量子理论的困难性,他曾说:“有一段时间报纸说,只有12个人懂得相对论。我不相信曾经有过这样的时候……但是我相信我可以有把握地说没有人懂得量子力学。他写道:“从常识的观点看,量子力学对自然的描述是荒谬可笑的。但是它与实验完全吻合。因此我希望你能够接受自然是荒谬的,因为它确实是荒谬的。”这在很多物理学家中间产生一种不安的情绪,他们感到好像整个世界是建在流沙上。史蒂文·温伯格(
Steven Weinberg)写道:“我承认在我一生的工作中我感到有些不安,因为没有人完全理解我建立的理论框架。”
在传统科学中,观察者尽可能地使自己与世界脱开。(正如一位爱讲笑话的人说的:“你总能在脱衣舞夜总会里看到这位科学家,因为他是唯一一位考察观众的人。”)但是现在我们开始看到不可能将观察者与观察对象分开。正如马克斯·普朗克( Max
planck)曾经说的:“科学不能解答自然的最终秘密。这是因为归根到底我们自己也是我们要解答的秘密的一部分。”
埃尔温·薛定谔( Erwin schrodinger)首先引进了波动方程,他想这是不是走得太远了。他向玻尔承认他感到抱歉,因为玻尔将概率概念引进物理,而他却提出了波的概念。
为了推翻概率的想法,他提出一个实验。想象一只猫被关在一个盒子里盒子里面有一瓶毒气,瓶子上面有个锤子,锤子又连接到一个盖氏计数器,计数器放在一块铀的附近。没有人怀疑铀原子的放射性衰变是一个事先无法预计的纯粹的量子事件。比如说铀原子在下一秒哀变的几率是50%。但是如果一个铀原子发生衰变的话,它将触发盖氏计数器,盖氏计数器又触动锤子将玻璃瓶打碎,毒气将杀害这只猫。打开盒子之前不可能知道这只猫是死是活,也就是说我们将猫放到一个同时是50%是死的，50%是活的地狱中。
现在打开盒子。一旦我们做了观察,波函数就消失了,我们看见猫,比如说是活的。对薛定谔来说这是可笑的。一只猫怎么会同时是死的又是活的呢,只是因为我们还没有看它吗?爱因斯坦也不喜欢这种解释。每当客人来到他的住宅,他会说:看那个月亮。是因为一只老鼠看它,它才突然跳出来的吗?爱因斯坦相信答案是“不”。但是在某种意义上.答案也许是“是”。
在1930年的索尔韦会议上,在爱因斯坦和玻尔之间发生了历史性的冲突,争论终于达到顶点。惠勒后来评论说:“这是我所知道的在知识史上的最伟大的争论。30年来,我从未听过在两位巨人之间的争论,经历的时间是这样长论的问题是这样深奥,争论结果的意义是这样深远,影响我们理解这个奇怪世界。”
爱因斯坦总是勇敢地、大胆地、极其雄辩地提出一系列连珠炮似的“想象实验”以推翻量子理论。玻尔则不停地喃喃细语反驳一次又一次的进攻。物理学家保罗·埃伦费斯特( Paul
ehrenfest)评述说:“我能够在场聆听玻尔和爱因斯坦的对话真是太妙了,像一位棋手那样,永远都有新的棋局。爱因斯坦抱定决心要打败不确定性。玻尔则总是在哲学的烟雾之外寻找工具摧毁一次又一次的进攻。爱因斯坦像一个玩偶匣每天早上都冒出新鲜的想法。哦,真是太令人愉快了。但是我几乎是毫不客气地支持玻尔反对爱因斯坦了。他对待玻尔的态度太傲慢了,完全像一个绝对冠军一样。
最后,爱因斯坦提出了一个实验,他认为会给量子理论致命一击。想象一个含有光子气的盒子。假定盒子有一个快门能够短暂地释放单个的光子。因为我们能够精确地测量怏门的速度，也能测量光子的能贔,因此能够无限精确地确定光子的状态,从而违背测不准原理。
Ehrenfest)写道:“对玻尔来说这是沉重的一击。在当时他找不到解答。整个晚上他非常不榆快,从一个人处走到另一个人处,试图劝说他们相信爱因斯坦的话是不对的,因为如果爱因斯坦是对的话,这就意味着物理学的终结。但是他想不到驳斥的理由。我永远也不能忘记两位对手离开大学俱乐部的样子。爱因斯坦雄赳赳气昂昂地大步走过,而带隐约的轻蔑的笑容,而玻尔小步走在爱因斯坦的旁边,极其灰心丧气”。
当后来埃伦费斯特( Ehrenfest)遇到玻尔时,他不说话,只是嘴里一遍又一遍地咕哝:“爱因斯坦……爱因斯坦……爱因斯坦。”
第二天,经过紧张的不眠之夜,玻尔在与爱因斯坦的争论中找到一个小缺口。在发射光子之后,盒子要稍微轻一点,因为物质和能量是等同的。这意味着在重力作用下盒子会略微升起一点,这是因为根据爱因斯坦自己的能量有重量的重力理论。但是这就在光子的能量中引进了不确定性。如果计算这个重量的不定性和快门速度的不定性,就会发现这个盒子正好符合测不准原理。结果,玻尔利用爱因斯坦自己的重力理论驳斥了爱因斯坦!玻尔以胜利者出现。爱因斯坦以失败者告终。
当后来爱因斯坦抱怨说:“上帝不和我们的世界玩掷骰子游戏。“据传说,玻尔回击道:“别拿上帝说事。
最终,爱因斯坦承认玻尔成功地驳斥了他的争论。爱因斯坦写道:“我相信这个理论的确包含了一定的真理。”(然而,爱因斯坦蔑视那些不能鉴别量子理论中的微妙矛盾的物理学家。他曾经写道:“当然,今天每一个无赖都认为他知道答案,但是他是在糊弄他自己。”)
在与量子物理学家进行了这样和那样的激烈争论之后,爱因斯坦最终让步了,但采用的是不同的方法。他勉强承认量子理论是正确的,但只是在一定的领域之内，仅仅是真正的真理的近似。他想以相对论归纳而不是用摧毁牛顿理论的同样方式,将量子理论吸收到一个更广泛的、更强大的理论—统一场论中。
(以爱因斯坦和薛定谔为一方,玻尔和海森堡为另一方的这场争论并未平息,因为这些“想象的实验”现在已经能在实验室中进行。尽管科学家无法让猫出现时既是死的又是活的,他们现在能够用纳米技术操纵单个的原子。近来,用个含有60个碳原子的巴基球〔
Buckyball〕进行了这些想象中的实验,这样由玻尔想象的将大物体和量子物体隔开的“墙”就迅速坍塌了。实验物理学家现在甚至预测需要什么才能显示一个含有儿千个原子的病毒能同时出现在两个地方。)
不幸的是,一直进行到夜晚的有关这些极有趣味的讨论被1933年希特勒的出现和*****的需要中断了。人们通过爱因斯坦的著名方程E=mc2早已知道巨大的能量禁闭在原子中。但是大多数物理学家对能够利用这个能量的想法一笑置之。甚至埃文·欧内斯特·卢瑟福( Even ernest
rutherford),这位发现原子核的人也说:“通过破碎原子产生能量是一件不大可能的事情。任何人想要从转变这些原子获得能源只是一种妄想。”
meitner)已经指出在一个叫做“裂变”的过程中铀核可以分裂成两半释放能量。玻尔和惠勒开始研究核裂变量子动力学。因为在量子理论中,任何事情都与或然性和机会有关,他们估计一个中子破碎铀核有可能释放两个或更多的中子,这些中子又使更多的铀核裂变释放更多的中子,如此下去,将触发能毁灭个现代城市的连锁反应。(在量子力学中,绝不能知道哪个中子将裂变铀核,但是可以以难以置信的精度计算在一枚原子弹中几十亿个铀原子裂变的概率。这就是量子力学的威力。)
( Eugene wigner)、利奥·西拉德( Leo szilard)和惠物.在普林斯顿大学爱因斯坦的老办公室中会面,讨论原子弹的前景。玻尔相信造原子弹要花费整个国家的资源。(几年后,西拉德劝说爱因斯坦写了一封具有决定性意义的信给福兰克林·罗斯福总统,催促他造原子弹。)
同一年,纳粹知道了从铀原子释放的巨大能量能给他们无与伦比的武器,于是命令玻尔的学生海森堡为希特勒造原子弹。一夜之间,关于裂变的量子概率的讨论变成极其严肃的、事关人类历史濒临危险的重大事件。发现活猫概率的讨论很快被铀裂变的概率取代了。
这次会见的性质仍然是个谜,关于它写了一个赢得奖品的剧本,历史学家直在争论它的内容:是海森堡答应破坏纳粹的*****的计划吗?还是海森堡要玻尔帮助纳粹造原子弹?(60年后,在2002年,海森堡的意图才最终浮出水而,这一年玻尔的家人公布了玻尔在20世纪50年代写给海森保但从未寄出的信。在这封信中,玻尔回忆到:海森堡在那次会面时说纳粹的胜利是不可避免的。因为纳粹的力量无法抗拒,唯一合乎逻辑的是玻尔应为纳粹工作。)
玻尔十分惊骇。虽然心惊胆战,但他拒绝让他的关于量子理论的工作落入纳粹之手。因为丹麦在纳粹的控制下,玻尔乘一架飞机秘密逃亡,在奔向自由的道路上由于飞机缺氧,玻尔差一点窒息而死。
与此同时,在哥伦比亚大学,恩里克·费米( Eurico fermi)已经指出核连锁反应是可行的。在他得出这个结论后,他俯视纽约城,叹息只要一颗原子弹就可以将他看到的一切摧毁。惠勒认识到情况已变得有多么严重,他自愿离开晋林斯顿加入费米(Feri)的工作,在芝加哥大学斯塔格·非尔德( Stagg
fielt)的地下室里建造了第一台核反应堆,式开创了核时代。
在下一个十年,惠勒目击了核战中一些最重要的发展。在战争期间,他帮助管理巨大的华盛顿州汉福德原子能研究中心的建造,生产摧毁长崎的原子弹所需要的原料钚。几年后,他为造氢弹工作,目击了1952年在太平洋一个小岛上第一枚氢弹的爆炸和引起的破坏。但是在站在世界历史前沿十儿年之后,他最后回到他的初衷,研究量子理论的秘密。
