量子力學(xué)與無限可分論
中國有句古語：“至大無外，至小無內(nèi)”，算是對世界物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一種猜測。如果說相對論和現(xiàn)代宇宙學(xué)是對前者否證，則量子力學(xué)是對后者的否證。
1964年，偉大領(lǐng)袖在一次談話中指出：“不但原子可以分，原子核可以分，基本粒子也可以分”。我們的教科書把這個談話總結(jié)為“無限可分”論，當(dāng)作辯證唯物主義的光輝典范，說是偉大的預(yù)見，是偉大領(lǐng)袖以唯物辯證法為科學(xué)研究指明的正確的方向，而科學(xué)的發(fā)現(xiàn)又進(jìn)一步證明了唯物辯證法的無限可分論。
暫且不說觀點(diǎn)對錯，無限可分論在二十世紀(jì)提出決不是一個新穎的預(yù)見，因為這不僅是未經(jīng)過科學(xué)訓(xùn)練的蕓蕓眾生的素樸觀念，而且在二千多年前東西方都有思想家提出了這個命題。中國，春秋時代的莊子就有“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”的論述。古希臘，芝諾的“阿喀硫斯永遠(yuǎn)追不上烏龜”，和“飛矢不動”的悖論也是同樣原理。比如“飛矢不動”的論證：飛矢（箭）要從A射到B，首先要到達(dá)AB的中點(diǎn)C，而要到達(dá)中點(diǎn)C，首先要到達(dá)AC的中點(diǎn)D，而要到達(dá)中點(diǎn)D，又要……如此等等，以致無窮；而飛矢要在有限的時間內(nèi)飛越無限個路段是不可能的。所以結(jié)論是飛矢連離開弓都不可能。
如果再進(jìn)一步，論論觀點(diǎn)的是非，就有點(diǎn)丟人啦！因為在量子力學(xué)已經(jīng)達(dá)到鼎盛期的二十世紀(jì)六十年代，還提出這種建立在被量子力學(xué)摧毀了的連續(xù)性觀念上的所謂哲學(xué)觀點(diǎn)確實是有點(diǎn)貽笑大方啦。
連續(xù)性是人皆有之的觀念——不需要多么偉大（當(dāng)然也不必自覺卑微）。一尺長的木棒，一定包含有從0到1尺區(qū)間內(nèi)的所有尺寸，飛箭到達(dá)終點(diǎn)B一定要經(jīng)過從起點(diǎn)A到終點(diǎn)B之間的任何一點(diǎn)。如果有人說想找5寸這個位置鋸斷木棒“取其半”時，結(jié)果發(fā)現(xiàn)根本就沒有這個位置，木棒從4寸直接就到了6寸；如果說想在飛矢路徑的中段C觀察它到達(dá)的時間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它根本就沒經(jīng)過就直接到達(dá)了B；任何人都會說：不可能，荒唐！
量子力學(xué)正是建立在這種非連續(xù)性的“荒唐”觀念的基礎(chǔ)之上的，這種觀念與人的習(xí)慣思維的沖突是如此的劇烈，以致于量子力學(xué)的先驅(qū)們在提出革命性的觀點(diǎn)之后大多都不忍心堅持，1906年，在量子革命白熱化階段，深陷其中的偉大科學(xué)家玻爾茲曼自殺，更增添了上世紀(jì)初那場科學(xué)危機(jī)和革命的悲劇色彩。然而隨著這場革命的不斷深入，所有的“荒唐”都被確證。在此僅舉革命初期的二例：
其一、1900年——普朗克——黑體輻射
19世紀(jì)末，科學(xué)界進(jìn)行黑體輻射實驗——一種研究溫度與輻射關(guān)系的實驗，得到了不少經(jīng)驗數(shù)據(jù)。接下來的任務(wù)就是為這些數(shù)據(jù)找個安身立命之地——一種以數(shù)學(xué)形式表現(xiàn)的經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃屠碚撘?guī)律?？茖W(xué)家們對此早已是駕輕就熟，得心應(yīng)手——從牛頓體系到麥克斯韋方程組，這些根據(jù)經(jīng)驗事實而構(gòu)想出來的理論規(guī)律都不僅完美地解釋了已知的經(jīng)驗現(xiàn)象，而且具有驚人的預(yù)見能力。開始大家都沒當(dāng)回事，規(guī)律的發(fā)現(xiàn)只是個時間問題，頗有點(diǎn)得之不喜的淡定?？墒鞘虑閰s遠(yuǎn)不如大家感覺的那么順利。先是有個維恩定律，初次實驗與理論還相當(dāng)符合?？墒蔷S恩的慶功酒還沒喝完，新的實驗報告就告知在長波領(lǐng)域是天差地別。為糾正維恩的誤差，又出了瑞利—金斯定律，倒是把長波方面的問題解決了；但同時卻惹下了彌天大禍——在短波方面與實驗不符還就罷了，而且按他們的公式，輻射的頻率短到紫外線的范圍，能量就會趨于無限，這就謬之千里啦！這被人們稱為“紫外災(zāi)難”，成為炸毀經(jīng)典大廈的兩枚重磅炸彈之一。1900年，已經(jīng)研究黑體輻射6年的普朗克把一個普適公式送到實驗室做實驗比對獲得成功，但此時普朗克并不明白這個公式的物理意義。經(jīng)二個月的長考，結(jié)論終于產(chǎn)生，但帶給普朗克的不是喜悅而是恐懼——原來能量的增減不是連續(xù)的，而是一份一份的，它不可能無限細(xì)分，一定會止于一個基本單位——量子——e=hv（e——量子，h——普朗克常數(shù)，v——頻率）。換句話說，對能量之“棰”“日取其半”的話，總有一天會“竭”于量子。
其二、1905年——愛因斯坦——光電效應(yīng)
這一年26歲的愛因斯坦已經(jīng)考上了國家公務(wù)員，但他似乎并不很珍惜這份工作。這不，此刻他坐在伯爾尼專利局的辦公桌前，想的卻是一個當(dāng)時科學(xué)界的不解之迷。這些年來實驗室里每每傳出“光電效應(yīng)”的實驗報告，即光子打在金屬表面有時可以激發(fā)出一些電子。不解的是，能不能打出電子，似乎與光的強(qiáng)度無關(guān)。有時很強(qiáng)的光也打不出電子，有時很弱的光倒能打出來。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，能打出電子的光，都是些頻率較高的光如紫光，而打不出電子的是頻率較低的光如紅光。怎么會這樣呢？科學(xué)家們百思不解。愛因斯坦最終用普朗克的量子假說解開了這個迷。其實說開了很簡單——能否打出電子，取決于單個光量子（e）的能量，根據(jù)普朗克的公式e=hv，h（普朗克常數(shù)）是給定不變的，e（光量子）的大小就只能取決于v（頻率）的高低；紫光的頻率比紅光的頻率大得多，它單個光量子的能量自然比單個紅光量子的能量大得多。這就是為什么紫光無論多弱，只要有一個光量子就能“斷其一指”而打出電子來，紅光不管多強(qiáng)都只能“傷其十指”而打不出電子來?；谴藭r普朗克還象做了錯事的孩子一樣到處為量子假說做檢討，說這個假說實出于無奈，大家可別當(dāng)真啦。這邊愛因斯坦卻通過對實驗的解釋而成功地確證了這個假說。
以后波爾用量子假設(shè)論證了電子軌道的“躍遷”，解決了原子坍塌問題，同樣也是對連續(xù)性觀念的致命打擊。
其實關(guān)于無限可分的1964年談話，我們不必苛求偉大領(lǐng)袖。物理世界進(jìn)入微觀領(lǐng)域的奇異和詭譎，絕對是對人類心理承受能力的極限挑戰(zhàn)，所以量子物理領(lǐng)域沒有牛頓和愛因斯坦之類的統(tǒng)帥人物，只有前赴后繼的二三十歲的年青科學(xué)家。
值得反思的是，我們的哲學(xué)何以狂妄到這種程度——讓一個年過古稀的毫無物理專業(yè)知識的政治家在物理學(xué)最尖端的領(lǐng)域里頒布“指導(dǎo)方針”！這是一個體制的悲劇，舉國上下只能有一個頭腦，所以最高領(lǐng)袖必須是博古通今，十全武功，明察秋毫，洞悉一切。全國人民只能的他的正確路線指引下奮勇前進(jìn)?！盁o限可分”論寫進(jìn)了哲學(xué)教科書，給人們唯領(lǐng)袖是瞻的心理暗示，詮釋了二年后一場荒唐的運(yùn)動居然能轟轟烈烈展開的心理基礎(chǔ)。直到八十年代，我們聽哲學(xué)課時這個理論仍被奉為圭臬，不知如今是否別來無恙？
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