1949年是愛因斯坦七十誕辰之年。這一年，美國出版界組織了一些哲學家和物理學家撰寫慶賀愛因斯坦七十壽辰的論文。玻爾也被激參加撰寫。玻爾寫的論文顯得非常奇特，幾乎令人感到與"慶賀"極不協(xié)調(diào)。他在論文中闡述了他和愛因斯坦之間的爭論，并證明愛因斯坦每次提出的思想實驗都是錯誤的。當然，玻爾仍然象歷來所強調(diào)的一樣，再次指出愛因斯坦提的問題是極卓越和極寶貴的，它們對量子力學的迅速發(fā)展起了極重大的作用。論文集最后一篇文章是愛因斯坦的致答文。在答文中，愛因斯坦仍然堅持自己一貫的觀點，并對玻爾的觀點又一次進行批駁。這種慶賀文集，在世界上大約是絕無僅有的吧！不過，在文章的末尾、愛因斯坦總算說了幾句客氣話："我……感到……有點尖銳。不過，下面的說法可作為我的辯解：人們只會同他的兄弟或者親密的朋友發(fā)生真正的爭吵；至于別人，那就不會爭吵的。" 看來，愛因斯坦和玻爾這兩位科學巨擘之間的爭論，一定是異乎尋常的激烈，不然的話是決不會在祝壽時都不放過。那么，他們是為什么事情爭論呢？結(jié)果又是誰是誰非呢？由于牽涉到很古老但又很難回答的哲學問題，所以下面的簡略回顧，多半只論及比較具體的科學內(nèi)容，至于其中隱含的哲學內(nèi)容，則只能淺涉一點點。
愛因斯坦與玻爾的爭論，是物理學史上持續(xù)時間最長、爭論最激烈和最富有哲學意義的爭論之一。他們間的爭論開始于1920年4月，這次爭論的具體內(nèi)容在本書有關(guān)玻爾那一節(jié)曾有過描述。玻爾雖然在爭論中因企圖放棄能量守恒的普適性而被證明是錯誤的一方，但玻爾強調(diào)要同經(jīng)典物理觀念作徹底決裂的說法，后來被證明是很正確的。
此后，在玻爾身邊集結(jié)了一批極有才華而又具有極強批判能力的年青人，他們在玻爾的領(lǐng)導(dǎo)下，使量子力學取得了長足的進展。1926年6月，德國物理學家玻恩提出了波函數(shù)的統(tǒng)計解釋。這一解釋的主要精神是說由量子力學波動方程求解，只能得到運動過程一個確定的幾率，而不能再象牛頓力學那樣給出確定的值。但自從牛頓以來，人們一直習慣于牛頓的理論，這種理論告訴我們，只要知道了粒子在某一時刻的位置和速度，并給出作用于該粒子的力，則根據(jù)牛頓第二定律所給出的方程求解，我們就可以精確知道粒子以后任何時刻的位置和速度。例如我們可以精確算出哈雷慧星于85年11月8日將在我國廣大地區(qū)上空出現(xiàn)，也可以算出幾十個世紀以后地球、月亮和太陽之間的精確位置等等。而現(xiàn)在玻恩宣布，我們對基本粒子的了解與經(jīng)典物理不同，我們只能知道某個粒子出現(xiàn)在某處的可能性或者是三分之一，或者是二分之一。
玻恩的解釋還沒被大多數(shù)物理學家接受，1927年初，德國另一位年輕的物理學家海森堡又提出著名的"測不準原理"。這一原理是說人們不可能同時準確地測定微觀粒子的位置和速度，也不能同時準確地測定其能量和時間，如果位置（或能量）測得越精確，則速度（或時間）就測得越不精確。這和牛頓力學又是大相徑庭，在牛頓力學里人們是可以同時準確地測定位置和速度、能量和時間的。
微觀粒子的這些極為奇異的特性，引起了物理界的激烈的爭論。1927年9月，在意大利迷人的科摩湖畔召開了紀念伏打逝世一百周年大會，玻爾參加了這次國際物理學會議。會議上，玻爾以《量子公設(shè)和原子論的最新發(fā)展》為題作了講演。玻爾指出微觀粒子現(xiàn)象的任何觀測，都必然使得粒子和測量儀器間存在"原則上不可控制的相互作用"，因而我們不可能使微觀粒子的波動性和粒子性在同一實驗中表現(xiàn)出來，因而必然得出測不準關(guān)系。這樣，粒子性和波動性，位置和速度，以及能量和時間這些概念是互相排斥的，但在描述同一微觀現(xiàn)象時，這些互斥的概念又是互相補充，缺一不可的。而且，只有它們互相補充，我們才能夠得到隱藏在實驗后面的完備的描述。這就是被哥本哈根學派推崇備至的"互補原理"。依照這一原理，玻爾指出："通常意義下的因果性問題不復(fù)存在了"。
雖然玻爾小心翼翼地說，相對論改變了空間和時間的觀念，現(xiàn)在量子論將改變傳統(tǒng)的因果概念；相對論指出同時性的確定離不開參考系的選擇，現(xiàn)在量子論則指出在微觀領(lǐng)域里不能忽視儀器對微觀客體的作用，所以，"在這兒，我們發(fā)現(xiàn)自己正同愛因斯坦走著相同的道路"，但玻爾的講演，仍然使大多數(shù)與會者震驚、困擾、憤怒。有一些人極力反對玻爾的理論，另一些人則不習慣、不喜歡玻爾的解釋方式。
可惜這次會議愛因斯坦沒參加，大家都想聽聽這位最杰出的人對此有什么看法。他會反對玻爾的觀點嗎？
緊接著于同年的十月，在比利時首府布魯塞爾舉行第五屆索爾維物理學會議。這次會議的主題是"電子和光子"，這是當時涉及到物理學各個領(lǐng)域的一個重要問題。會議中討論的中心問題就是在新出現(xiàn)的量子力學解釋中，是不是一定得摒棄確定性原理，有沒有可能存在一種比互補原理顯得不那么離經(jīng)叛道的折衷方法。
這次會議愛因斯坦和玻爾都參加了。參加會議的物理學家心情都非常激動，誰是誰非看來該有一個分曉了。玻爾講完了他的互補原理以后，愛因斯坦起來發(fā)言了。愛因斯坦在量子論早期的光量子階段，曾對這一新理論作過卓越的貢獻，他的發(fā)言當然是令人矚目的。愛因斯坦開門見山，毫不含糊地說他不喜歡測不準原理，互補原理也不是一種可以接受的好理論。他說："這個理論的缺點在于：它一方面無法與波動概念發(fā)生更密切的聯(lián)系，另一方面又把基本物理過程的時間和空間拿來碰運氣。"
愛因斯坦的觀點一亮出來，會場立即象炸了鍋似的，不同國家的物理學家激動得顧不上用國際語言，就各用各的語言叫嚷著要發(fā)言。會議主席洛倫茲一向以善于周旋于各派物理學家之間而聞名，但這次怎么拍桌子也管用。同是愛因斯坦和玻爾好友的荷蘭物理學家埃倫菲斯特著急了，只得跑到講臺上在黑板上寫了一句話："上帝真的使人們的語言混雜起來了！"正在叫嚷的物理學家見了這句話，哄堂大笑，第一次會議總算到此結(jié)束。
為什么大家見了埃倫菲斯特的話就哄堂大笑呢？原來這是《圣經(jīng)》上的一段的故事：據(jù)說巴比倫人曾經(jīng)想建造一座通天高塔，上帝知道了十分震怒，為了懲罰人類這一野心，他使人類的語言混雜起來，彼此無法交流思想，結(jié)果使通天塔無法修建?，F(xiàn)在，各國物理學家都用各國語言叫嚷，不也會使他們想建成的新理論無法成功嗎！所以，大家都覺得自己太激動了，真有點可笑。
通過這次會議激烈的爭論，許多物理學家接受了以玻爾為首的哥本哈根學派的觀點，但愛因斯坦并沒有信服。盡管愛因斯坦在這次會上想出非常巧妙的思想實驗以揭露哥本哈根學派觀點的錯誤，但每次都被玻爾證明這些思想實驗其實是根本站不住腳的。玻爾非常成功地捍衛(wèi)了自己的觀點。
愛因斯坦堅持認為："當主要的描述方法還不完備時，當然只能由此得出統(tǒng)計性的結(jié)果來，這是不足奇的。"這就是說，愛因斯坦認為哥本哈根學派的解釋，只不過是一種權(quán)宜之計。他曾開玩笑地問玻爾："難道你們真的相信上帝也靠擲骰子辦事嗎？"玻爾也恢諧地回答："難道你不認為用普通的言語來描述神的旨意時，還是小心一點為妙嗎？ "
三年之后，在布魯塞爾又舉行了第六屆索爾維物理學會議。玻爾早就料到上次會議的爭論將繼續(xù)下去。果然，會議一開始，愛因斯坦就又使出他的拿手好戲，設(shè)計了一個非常巧妙的思想實驗，力圖徹底摧毀測不準這一"偏見"。愛因斯坦深知，作為哥本哈根學派解釋的核心或關(guān)鍵的測不準原理如果能證明在單個事件中不成立，那么量子理論的不完備性可以被肯定。
愛因斯坦提出了一個名叫"光厘"的思想實驗。在這兒也許有必要簡單地解釋一下什么叫"思想實驗"。思想實驗又稱假想實驗或理想實驗，它不同于具體的實驗，它不是一種實踐活動，而只是一種思想中塑造的理想過程，是邏輯推理的一種方法和形式。在物理學發(fā)展的重要關(guān)頭，思想實驗不只一次擔當了重要的角色，它被證明是一種重要的科學研究方法。愛因斯坦的"光匣"是一個假想的里面裝滿了輻射物質(zhì)的匣子，其一側(cè)有一個小洞，洞口有一塊擋板，一個機械鐘可以控制擋板的開關(guān)。當某一時刻洞門打開，放出一個光子。愛因斯坦論證說，光子跑出匣子的時間可以精確測出來，而光子的能量可以簡單地通過匣子重量變化以及公式E=mc2而精確地確定，這樣，測不準原理就顯然被違犯了，而準確性和因果性又得到了恢復(fù)，世界又正常了。
玻爾這一下可有點緊張了。愛因斯坦竟用他的相對論巧妙地批駁了整個玻爾的觀點。當天夜晚，玻爾和哥本哈根學派的人根本沒有睡覺，他們緊張地探究，愛因斯坦的這個實驗究竟又在哪兒出了錯呢？玻爾毫不懷疑愛因斯坦是錯了，但是玻爾不知錯在哪兒，而天明后他就應(yīng)該回答愛因斯坦的挑戰(zhàn)。比利時物理學家羅森菲爾德后來回憶說："面對這一問題，玻爾感到十分震驚。他不能馬上找出這問題的答案。整個晚上的他都感到極度不快。他從一個人走向另一個人，企圖說服他們這情況不可能是真實的，而且指出，如果愛因斯坦正確，則將是物理學的終結(jié)，但玻爾提不出任何反駁。我永遠也不會忘記這兩個對手在離開俱樂部時的身影。愛因斯坦，一個高高的莊嚴的形象，而玻爾則在他身旁快步走著，非常激動。他徒勞地辯護說，如果愛因斯坦的裝置能夠運轉(zhuǎn)，這將意味著物理學的終結(jié)。"
愛因斯坦大約覺得自己已穩(wěn)操勝券了。但在第二天的會議上，喜氣洋洋的玻爾又倒過來使愛因斯坦十分震驚了。玻爾利用愛因斯坦十五年前在相對論中的一個重要發(fā)現(xiàn)找到了愛因斯坦思想實驗中的錯誤。愛因斯坦在那個發(fā)現(xiàn)中曾指出，一只鐘如果沿重力方向發(fā)生位移，它的快慢會發(fā)生變化，這樣，當光子跑出匣子前后，由于匣子重量發(fā)生了變化，從而造成了鐘表快慢的變化，這樣，要在測量光子能量的同時準確測量粒子跑出的時間是根本不可能的。這一反駁，實在是太妙了，結(jié)果使得愛因斯坦用來否定測不準原理的"光匣"，倒變成了論證測不準原理的理想實驗！
愛因斯坦不得不承認，玻爾的論證是完全正確的，但他還是不承認玻爾的理論是最后的答案。玻爾后來曾回憶兩人在會議下面交談的情形說："他說，對于這種顯然不那么肯定地解釋自然的原理，他覺得很不安。從我的角度出發(fā)，我只能回答他說，在了解一個全新世界的規(guī)律時，我們不能過分信賴以往所熟悉的原理，無論這些原理具有何等的普遍性。" 在愛因斯坦看來，盡管量子理論的哥本哈根學派的解釋與經(jīng)驗事實相符，但作為一種完備的理論，應(yīng)該是決定論的而不應(yīng)該是或然的。用概率語言表達的理論充其量也只能是暫時代替的理論。此后，由于愛因斯坦對被大多數(shù)人接受的哥本哈根學派量子理論的解釋深感不滿，他選擇了一條與眾不同的道路，將自己置身于物理學發(fā)展的主流之外，一個人弧獨而又艱難地中跋涉著。
一位傳記作家克拉克曾這樣描述愛因斯坦的晚年："在日益增長的不滿情緒中，愛因斯坦引退了。他置身于物理學發(fā)展主流之外，造成了他晚年的悲劇氣氛，甚至他最忠誠的朋友也無法驅(qū)散它。"玻爾對于無法改變愛因斯坦的這種不滿，終生引為遺憾。但玻爾曾一再表示，他正是從愛因斯坦的反對意見中，獲取了完美表達量子理論的思想。他曾經(jīng)說："愛因斯坦的關(guān)懷和批評，很有價值地激勵我們所有人來再度檢驗和原子現(xiàn)象的描述有關(guān)的形勢的各個方面"。
精英科學家相聚在一起
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