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一
我们的史话说到这里，是时候回顾一下走过的路程了。我们已经看到煊赫一时的经典物理
大厦如何忽喇喇地轰然倾倒，我们已经看到以黑体问题为导索，普朗克的量子假设是如何
点燃了新革命的星星之火。在这之后，爱因斯坦的光量子理论赋予了新生的量子以充实的
力量，让它第一次站起身来傲视群雄，而玻尔的原子理论借助了它的无穷能量，开创出一
片崭新的天地来。
我们也已经讲到，关于光的本性，粒子和波动两种理论是如何从300年前开始不断地交锋
，其间兴废存亡有如白云苍狗，沧海桑田。从德布罗意开始，这种本质的矛盾成为物理学
的基本问题，而海森堡从不连续性出发创立了他的矩阵力学，薛定谔沿着另一条连续性的
道路也发现了他的波动方程。这两种理论虽然被数学证明是同等的，但是其物理意义却引
起了广泛的争论，波恩的概率解释更是把数百年来的决定论推上了怀疑的舞台，成为浪尖
上的焦点。而另一方面，波动和微粒的战争现在也到了最关键的时候。
接下去，物理学中将会发生一些真正奇怪的事情。它将把人们的哲学观改造成一种似是而
非的疯狂理念，并把物理学本身变成一个大漩涡。20世纪最著名的争论即将展开，其影响
一直延绵到今日。我们已经走了这么长的路，现在都筋疲力尽，委顿不堪，可是我们却已
经无法掉头。回首处，白云遮断归途，回到经典理论那温暖的安乐窝中已经是不可能的了
，摆在我们眼前的，只有一条漫长而崎岖的道路，一直通向遥远而未知的远方。现在，就
让我们鼓起最大的勇气，跟着物理学家们继续前进，去看看隐藏在这道路尽头的，究竟是
怎样的一副景象。
我们这就回到1927年2月，那个神奇的冬天。过去的几个月对于海森堡来说简直就像一场
恶梦，越来越多的人转投向薛定谔和他那该死的波动理论一方，把他的矩阵忘得个一干二
净。海森堡当初的那些出色的论文，现在给人们改写成波动方程的另类形式，这让他尤其
不能容忍。他后来给泡利写信说：“对于每一份矩阵的论文，人们都把它改写成‘共轭’
的波动形式，这让我非常讨厌。我想他们最好两种方法都学学。”
但是，最让他伤心的，无疑是玻尔也转向了他的对立面。玻尔，那个他视为严师、慈父、
良友的玻尔，那个他们背后称作“量子论教皇”的玻尔，那个哥本哈根军团的总司令和精
神领袖，现在居然反对他！这让海森堡感到无比的委屈和悲伤。后来，当玻尔又一次批评
他的理论时，海森堡甚至当真哭出了眼泪。对海森堡来说，玻尔在他心目中的地位是独一
无二的，失去了他的支持，海森堡感觉就像在河中游水的小孩子失去了大人的臂膀，有种
孤立无援的感觉。
不过，现在玻尔已经去挪威度假了，他大概在滑雪吧？海森堡记得玻尔的滑雪水平拙劣得
很，不禁微笑一下。玻尔已经不能提供什么帮助了，他现在和克莱恩抱成一团，专心致志
地研究什么相对论化的波动。波动！海森堡哼了一声，打死他他也不承认，电子应该解释
成波动。不过事情还不至于糟糕到顶，他至少还有几个战友：老朋友泡利，哥廷根的约尔
当，还有狄拉克——他现在也到哥本哈根来访问了。
不久前，狄拉克和约尔当分别发展了一种转换理论，这使得海森堡可以方便地用矩阵来处
理一些一直用薛定谔方程来处理的概率问题。让海森堡高兴的是，在狄拉克的理论里，不
连续性被当成了一个基础，这更让他相信，薛定谔的解释是靠不住的。但是，如果以不连
续性为前提，在这个体系里有些变量就很难解释，比如，一个电子的轨迹总是连续的吧？
海森堡尽力地回想矩阵力学的创建史，想看看问题出在哪里。我们还记得，海森堡当时的
假设是：整个物理理论只能以可被观测到的量为前提，只有这些变量才是确定的，才能构
成任何体系的基础。不过海森堡也记得，爱因斯坦不太同意这一点，他受古典哲学的熏陶
太浓，是一个无可救要的先验主义者。
“你不会真的相信，只有可观察的量才能有资格进入物理学吧？”爱因斯坦曾经这样问他
。
“为什么不呢？”海森堡吃惊地说，“你创立相对论时，不就是因为‘绝对时间’不可观
察而放弃它的吗？”
爱因斯坦笑了：“好把戏不能玩两次啊。你要知道在原则上，试图仅仅靠可观察的量来建
立理论是不对的。事实恰恰相反：是理论决定了我们能够观察到的东西。”
是吗？理论决定了我们观察到的东西？那么理论怎么解释一个电子在云室中的轨迹呢？在
薛定谔看来，这是一系列本征态的叠加，不过，forget him！海森堡对自己说，还是用我
们更加正统的矩阵来解释解释吧。可是，矩阵是不连续的，而轨迹是连续的，而且，所谓
“轨迹”早就在矩阵创立时被当作不可观测的量被抛弃了……
窗外夜阑人静，海森堡冥思苦想而不得要领。他愁肠百结，辗转难寐，决定起身到离玻尔
研究所不远的Faelled公园去散散步。深夜的公园空无一人，晚风吹在脸上还是凛冽寒冷
，不过却让人清醒。海森堡满脑子都装满了大大小小的矩阵，他又想起矩阵那奇特的乘法
规则：
p×q ≠ q×p
理论决定了我们观察到的东西？理论说，p×q ≠ q×p，它决定了我们观察到的什么东西
呢？
I×II什么意思？先搭乘I号线再转乘II号线。那么，p×q什么意思？p是动量，q是位置，
这不是说……
似乎一道闪电划过夜空，海森堡的神志突然一片清澈空明。
p×q ≠ q×p，这不是说，先观测动量p，再观测位置q，这和先观测q再观测p，其结果是
不一样的吗？
等等，这说明了什么？假设我们有一个小球向前运动，那么在每一个时刻，它的动量和位
置不都是两个确定的变量吗？为什么仅仅是观测次序的不同，其结果就会产生不同呢？海
森堡的手心捏了一把汗，他知道这里藏着一个极为重大的秘密。这怎么可能呢？假如我们
要测量一个矩形的长和宽，那么先测量长还是先测量宽，这不是一回事吗？
除非……
除非测量动量p这个动作本身，影响到了q的数值。反过来，测量q的动作也影响p的值。可
是，笑话，假如我同时测量p和q呢？
海森堡突然间像看见了神启，他豁然开朗。
p×q ≠ q×p，难道说，我们的方程想告诉我们，同时观测p和q是不可能的吗？理论不但
决定我们能够观察到的东西，它还决定哪些是我们观察不到的东西！
但是，我给搞糊涂了，不能同时观测p和q是什么意思？观测p影响q？观测q影响p？我们到
底在说些什么？如果我说，一个小球在时刻t，它的位置坐标是10米，速度是5米/秒，这
有什么问题吗？
“有问题，大大地有问题。”海森堡拍手说。“你怎么能够知道在时刻t，某个小球的位
置是10米，速度是5米/秒呢？你靠什么知道呢？”
“靠什么？这还用说吗？观察呀，测量呀。”
“关键就在这里！测量！”海森堡敲着自己的脑壳说，“我现在全明白了，问题就出在测
量行为上面。一个矩形的长和宽都是定死的，你测量它的长的同时，其宽绝不会因此而改
变，反之亦然。再来说经典的小球，你怎么测量它的位置呢？你必须得看到它，或者用某
种仪器来探测它，不管怎样，你得用某种方法去接触它，不然你怎么知道它的位置呢？就
拿‘看到’来说吧，你怎么能‘看到’一个小球的位置呢？总得有某个光子从光源出发，
撞到这个球身上，然后反弹到你的眼睛里吧？关键是，一个经典小球是个庞然大物，光子
撞到它就像蚂蚁撞到大象，对它的影响小得可以忽略不计，绝不会影响它的速度。正因为
如此，我们大可以测量了它的位置之后，再从容地测量它的速度，其误差微不足道。
“但是，我们现在在谈论电子！它是如此地小而轻，以致于光子对它的撞击决不能忽略不
计了。测量一个电子的位置？好，我们派遣一个光子去执行这个任务，它回来怎么报告呢
？是的，我接触到了这个电子�