光的简史40：从波函数导出不确定波恩开始质疑决定论

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1926年中，虽然矩阵派和波动派还在内心深处相互不服气，它们至少在表面上被数学统一了。不出意外，薛定谔的波动方程以其琅琅上口，简明易学，为大多数物理学家所欢迎，很快在形势上占了上风。海森堡和他那诘屈聱牙的方块矩阵虽然不太乐意，也只好接受现实。
	事实证明，除了在处理关于自旋的几个问题时矩阵占点优势，其他时候波动方程抢走了几乎全部的人气。其实，很少有人喜欢那种又难又怪的变态数学，既然两种体系已经被证明在数学上具有同等性，大家也就倾向那个看起来简单熟悉的。
 甚至在矩阵派内部，波动方程也受到了欢迎。首先是海森堡的老师索末菲，然后是建立矩阵力学的核心人物之一、海森堡的另一位导师马科斯•波恩。在薛定谔方程刚出炉不久，波恩就热情地赞叹了他的成就，称波动方程是“量子规律中最深刻的形式”。据说，海森堡对波恩的这个“叛变”一度感到十分伤心。
 但是，海森堡未免多虑了，波恩对薛定谔方程的赞许，并不表明他选择和薛定谔站在同一条战壕里。因为虽然方程确定了，但怎么去解释它，却是一个完全不同的问题。首先人们要问的就是，薛定谔的那个波函数ψ，它在物理上代表了什么意义？
 我们不妨再回顾一下，薛定谔创立波动方程的思路：从经典的哈密顿方程出发，构造一个体系的新函数ψ代入，然后再引用德布罗意关系式和变分法，最后给出方程及其解释，这跟我们印象中的物理学是迥然不同的。通常我们会以为，先有物理量的定义，然后才谈得上寻找它们的数学关系。薛定谔的ψ，就是在空间中定义的某种分布函数，或者说是一个“波包”，只是人们还不知道它的物理意义是什么。
	后来的人们普遍误以为：“波恩认为薛定谔的ψ是一种概率波”。然而，波恩的解释不是这样，波恩的意思是，就算我们把电子的初始状态测量得精确无比，就算我们拥有最强大的计算机可以计算一切环境对电子的影响，即便如此，我们也不能预言电子最后的准确位置。这种不确定不是因为我们的计算能力不足而引起的，它是深藏在物理定律本身内部的一种属性。即使从理论上来说，我们也不能准确地预测大自然。
	波恩在论文里写道：“……这里出现的是整个决定论的问题了。”这已经不是推翻某个理论的问题，这是对整个决定论系统的挑战，而决定论是那时整个科学的基础。量子论要挑战整个科学。
	如果说波恩的“不确定”还只是一种推理或猜测的话，那么，不久之后，他的学生海森堡就将“不确定”上升到了理论层面。这彻底激怒了支持决定论的科学家们。
 不确定？在许多物理学家看来，这简直就是在开玩笑，完全不可接受。对于他们中的好些人来说，物理学之所以那样迷人，那样富有魔力，正是因为它深刻，明晰，能够确定一切，扫清人们的一切疑惑，这才使他们义无反顾地投身到这一事业中去。现在，物理学竟然有变成摇奖机器的危险，竟然要变成一个掷骰子来决定命运的赌徒，这怎么能够容忍呢？
	一场史无前例的大争论，在以玻尔与爱因斯坦为首的两大阵营之间就此展开，在争吵和辩论后面是激动、颤抖、绝望和泪水，伴随着整个决定论在20世纪的悲壮谢幕。当然，这是另外一个话题了。

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