序言
在人類科學(xué)史上，曾經(jīng)發(fā)生過許多次重大的學(xué)術(shù)論戰(zhàn)，但論及雙方的地位、論戰(zhàn)的深入和影響，相對論大師愛因斯坦與量子力學(xué)大師玻爾因量子力學(xué)而爆發(fā)長達(dá)近三十多年的論戰(zhàn)最有資格被稱為巔峰對決，尤其是這兩大曠世奇才1930年在第六屆索爾維會(huì)議上針對“愛因斯坦光量子箱”展開的辯論招數(shù)精奇，才氣橫溢，氣勢磅礴，令人嘆為觀止。
背景
圖1 量子理論的三大先驅(qū)
普朗克、愛因斯坦與玻爾是量子理論的三大先驅(qū)，代表量子理論的三個(gè)不同階段。普朗克提出了能量子的概念，但是他是個(gè)不情愿的革命者，并不充分認(rèn)識量子理論的革命性——它意味經(jīng)典物理學(xué)的終結(jié)；愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了光量子，他立即認(rèn)識到量子與經(jīng)典理論的對立性，他對這種理論局面感到不舒服；玻爾是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的量子理論的創(chuàng)立者，他把量子概念用于單個(gè)微觀體系原子或分子，他也立即意識到量子理論的革命性，適應(yīng)了新的理論局勢，并對這種局勢做出哲學(xué)概括——這就是1927年玻爾提出的互補(bǔ)（并協(xié)）原理，同年海森堡（玻爾學(xué)生）提出了測不準(zhǔn)關(guān)系原理?；パa(bǔ)原理與測不準(zhǔn)關(guān)系原理是量子力學(xué)理論的兩大支柱，在此以測不準(zhǔn)關(guān)系原理為例說明，測不準(zhǔn)關(guān)系原理的大意是：人們無法同時(shí)準(zhǔn)確地確定粒子的位置與動(dòng)量（或能量與時(shí)間等），即如果我們確定了粒子（如核外電子等）的位置，則無法確定粒子的動(dòng)量，反之亦然！
測不準(zhǔn)關(guān)系原理迫使我們不得不放棄要求嚴(yán)格的物理學(xué)因果關(guān)系的思想，這是在基本的科學(xué)哲學(xué)觀上意義最深遠(yuǎn)的變化！其意義如此重大，以致某些偉大的科學(xué)家如愛因斯坦等人從來不愿接受它！由此爆發(fā)了史無前例的學(xué)術(shù)大論戰(zhàn)，當(dāng)時(shí)幾乎所有在世的理論物理學(xué)家都被卷入其中。1927年，在第五屆索爾維會(huì)議上，愛因斯坦設(shè)想了一些理想化實(shí)驗(yàn)來反對測不準(zhǔn)關(guān)系原理與互補(bǔ)原理，但均被玻爾一一駁回，當(dāng)愛因斯坦用盡十八般武器絲毫占不到上風(fēng)后，他停止了比拼，閉關(guān)三年，準(zhǔn)備在第六屆索爾維會(huì)議上與玻爾赤膊上陣！
對決
吸取在第五屆索爾維會(huì)議上的教訓(xùn)，經(jīng)過三年精心準(zhǔn)備，1930年在第六屆索爾維會(huì)議上愛因斯坦帶來了“愛因斯坦光量子箱”，在這位物理學(xué)大師看來它將給量子力學(xué)以毀滅性打擊：如圖2，盒中裝有一些輻射物質(zhì)，盒子一側(cè)有一個(gè)小洞，洞口有一塊擋板。盒子里放有一只能控制擋板開關(guān)的鐘，盒子的重量是可以測出來的。盒子里的鐘能在某一時(shí)刻將小洞打開，放出一個(gè)粒子（光子或電子），這樣粒子跑出前后盒子的重量也可以準(zhǔn)確地測量出來，根據(jù)愛因斯坦相對論的質(zhì)能公式E＝mc2，粒子的能量也可以準(zhǔn)確地確定，這樣得出在準(zhǔn)確地時(shí)間釋放出準(zhǔn)確的能量的結(jié)論，于是測不準(zhǔn)關(guān)系以及互補(bǔ)原理不再成立，因果律和準(zhǔn)確性都恢復(fù)了。
圖2 愛因斯坦光量子箱
這可以說是愛因斯坦凝聚了畢生功夫的一擊，其中還包含了他的成名絕技相對論，史載：對此毫無思想準(zhǔn)備的玻爾大吃一驚，目擊者稱，玻爾臉如死灰，呆若木雞！參與會(huì)議的羅森菲爾德在回憶錄中描述說：
“（玻爾）極力游說每一個(gè)人，試圖使他們相信愛因斯坦說的不可能是真的，不然那就是物理學(xué)的末日了。但是他想不出任何反駁來。我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記兩個(gè)對手離開會(huì)場時(shí)的情景：愛因斯坦的身影高大莊嚴(yán)，帶著一絲嘲諷的笑容，靜悄悄地走了出去。玻爾跟在后面一路小跑，他激動(dòng)不已，詞不達(dá)意地辯解說要是愛因斯坦的裝置真的管用，物理學(xué)就完蛋了。”
圖3 索爾維會(huì)議上愛因斯坦與玻爾
這是量子力學(xué)最為兇險(xiǎn)的時(shí)刻！作為一代宗師，玻爾在關(guān)鍵時(shí)刻力挽狂瀾，盡顯英雄本色。他經(jīng)過一夜苦思，終于想出了破解此招的方法，一個(gè)更加妙到巔毫的巧招。
羅森菲爾德接著說：
“第二天早上，玻爾的勝利便到來了。物理學(xué)也得救了。”
玻爾指出：在粒子跑出盒子的過程中，盒子必然在重力方向上發(fā)生位移，而根據(jù)愛因斯坦廣義相對論，鐘在沿重力方向發(fā)生位移的過程中，它的快慢會(huì)發(fā)生變化，即引力場可以使原子頻率變低，也就是紅移，等效于時(shí)間變慢（注：1967年的第13屆國際計(jì)量大會(huì)將1秒定義為：銫-133原子基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級間躍遷輻射9,192,631,770周期所持續(xù)的時(shí)間）。因此，由鐘所讀出的時(shí)間就會(huì)由于這個(gè)粒子的跑出而有所改變，由此引出的誤差正好滿足不確定關(guān)系。也就是說，在愛因斯坦的裝置里，假如我們準(zhǔn)確地測量光子質(zhì)量或者能量時(shí)，我們就根本沒法控制光子逃出的時(shí)間！
圖4 如圖
史載：對此毫無思想準(zhǔn)備的愛因斯坦大吃一驚，他可以不相信玻爾，但他怎么能不相信自己的相對論？據(jù)目擊者稱，愛因斯坦臉如死灰，呆若木雞！玻爾的身影高大莊嚴(yán)，帶著一絲嘲諷的笑容，靜悄悄地走了出去?，F(xiàn)在沒什么好懷疑的了，因果性必須死，因?yàn)槲锢韺W(xué)需要生！
人群奔向玻爾！
圖5 索爾維會(huì)議——高智商盛宴
影響
一場世界大戰(zhàn)結(jié)束后往往產(chǎn)生新的世界格局，同樣，玻爾與愛因斯坦的巔峰對決后人們將哥本哈根解釋奉為量子力學(xué)的正統(tǒng)解釋，哥本哈根的玻爾理論物理研所成為無數(shù)青年學(xué)子朝圣中心，這一研究所培養(yǎng)了大量的杰出物理學(xué)家，在量子力學(xué)的興起時(shí)期成為全世界最重要、最活躍的學(xué)術(shù)中心，對量子力學(xué)的孕育、誕生和哲學(xué)詮釋做出獨(dú)到的貢獻(xiàn)。有人統(tǒng)計(jì)，全世界有30多個(gè)國家的近千名現(xiàn)代物理學(xué)家曾經(jīng)或長或短地在該研究所里工作過，其中有17人獲得諾貝爾獎(jiǎng)（涉及物理、化學(xué)與生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)），這是無以倫比的成就！
沒有相對論，我們或許沒有未來，但肯定擁有現(xiàn)在；但沒有量子力學(xué)，我們的現(xiàn)在和未來都沒了！我們的現(xiàn)代文明，從電腦，電視，手機(jī)到核能，航天，生物技術(shù)，幾乎沒有哪個(gè)領(lǐng)域不依賴于量子論；在自然哲學(xué)觀上，量子論帶給了我們前所未有的沖擊和震動(dòng)，改變了整個(gè)物理世界的基本思想。
啟示
玻爾破解愛因斯坦盒子的方法發(fā)人深思。個(gè)中韻味玄之又玄，妙不可言，似“陰陽八卦”學(xué)說：
我國古代思想家認(rèn)識到一切現(xiàn)象（天地、日月、晝夜、陰晴、寒暑、水火等）都具有正反兩個(gè)方面，就用陰陽這對概念來解釋自然界兩種對立和相互消長的勢力?！独献印诽岢觯?/span>“萬物負(fù)陰而抱陽”，認(rèn)為任何事務(wù)都存在著陰與陽的矛盾，而陰陽二氣又處于一個(gè)統(tǒng)一體之中；《易經(jīng)》提出“一陰一陽之謂道”的原則，把陰陽概念上升為“范圍天地”、“曲成萬物”的最高哲學(xué)范疇，成為關(guān)于解釋天地萬物和宇宙原型的體系，形成比較系統(tǒng)完整的陰陽學(xué)說，伏羲先天八卦太極圖是陰陽學(xué)說的直觀表達(dá)：
圖6 陰陽八卦圖
八卦圖中間的核心部分是具有黑暗的陰（黑色）和明亮的陽（白色）的對稱圖案，表示任何既對立又統(tǒng)一的矛盾雙方，俗稱陰陽魚。矛盾對立的每一方稱為一個(gè)極。兩級之間能動(dòng)地聯(lián)系在一起而形成對稱的布局，但這種對稱不是靜態(tài)的，而是表示一種循環(huán)運(yùn)動(dòng)，黑白兩部分形成互補(bǔ)圖像，表明陰陽兩級既相互對立，又相互依存，任何一方都不能脫離對方而單獨(dú)存在。陰在下方最盛，而陽逐漸增多；陽在上方最盛，而陰逐漸增多，“陽還終始，陰極返陽。”圖中的兩個(gè)圓點(diǎn)象征著這樣的概念，就是每當(dāng)這兩種力量中的一方達(dá)到自己的極端時(shí)，在其中就已經(jīng)有了它的對立面的萌芽（注：玻爾曾表示，中國的陰陽八卦圖最能表達(dá)他的互補(bǔ)原理理念）。
當(dāng)愛因斯坦將相對論融入愛因斯坦盒子形成強(qiáng)大的“陰極”時(shí)，也為破解埋下“陽極”的種子——相對論！玻爾找到這粒種子并使其茁壯成長。
人生，又何嘗不是如此呢……
本文初稿寫于2011.1，修改于2018.6
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