量子奇侠传：这张古往今来第一牛气的照片

南宋，襄阳大战，东邪黄药师排了一个“二十八宿大阵”，分五行方位，各有一员主将：中央郭靖，南方一灯大师，北方黄蓉，东方黄药师，西方周伯通，与蒙古国师金轮法王大战，杨过与小龙女赶到，大破蒙古兵。这一战，集中了当时天下武功最高的大高手。

这是金庸小说《神雕侠侣》中的情节。

2012年6月26日，比尔·盖茨、沃伦·巴菲特等美国12富豪，在纽约合影，他们合计身价1260亿美元，这是一张“最富照片”。

历史上最牛的一张照片，是1927年拍的，集中了当时天下最最聪明的大高手。世上绝无第二张照片，能如此在一幅画面内，集中如此多、水平如此高的人类精英。

有人说，这29个人的平均智商在150以上。这些脑袋集中在一起，就像将世界上的核弹搬到一起一样。

百年来，就是他们，将这个世界，将世人的生活，哗啦啦翻了个个儿。

此照一出，天下豪杰莫不拜服。

如此聪明绝顶的照片

古往今来只可能存在一张

照片中是哪些牛人？

坐在中间的那个，是搞出原子弹的主将；唯一的女人，她找到了探测石油资源和治疗癌症的“居里疗法”需要的镭。不错，就是爱因斯坦和居里夫人，中小学课本上那传说中神一般的人物。

不计其数的科幻作家，做了他们脑袋的寄生虫。刘慈欣小说《球状闪电》中的那只猫，就是照片上后排左起第六个人搞出来的。

这29人中，有17个物理学盟主（见图）——拿了诺贝尔物理学奖。居里夫人曾两次当上盟主。全世界只有9个国家出过的盟主，总数超过17。

有评论说，就是这些人获奖，诺奖才有今天的权威地位。

当年拍这张照片之时，这伙人，在吵一场出名的架，这是物理学历史上最赫赫有名的一场比武。

12个没当盟主的，也个个是身怀绝技的一流高手。举三个例子：

爱因斯坦左边的朗之万，是居里的学生，居里夫人晚年的绯闻男友，他的研究成果密密麻麻，还在1931年到中国支持抗日，呼吁中国物理界团结，促成了中国物理学会成立，并成为学会第一个名誉会员。

后排最左，奥古斯特·皮卡尔德，瑞士人。这个物理学家还上天入海，世上第一个搭热气球升到16165米高空的同温层，坐潜艇深入3050米海底，如此做研究。他的儿子和孙子，爱好跟他一个样。

后排左起第三人，叫埃伦费斯特，爱因斯坦、玻尔的密友，是两人争吵时的和事佬，不过他和事失败。他的贡献也像和事佬，发明渐浸原理，给经典物理学和量子物理学搭了座桥。他后来自杀了，但他开始研究的热力学和经济过程之间的类比关系，在他的学生延伯根手上夺得了1969年诺贝尔经济学奖。

1930年的，没找到大胡子主席，他已经去世了

1933年，乱头发的那个没来

■量子奇侠主要人物表

老一辈两大绝世高手

和一只风流倜傥的老猫

金庸“射雕三部曲”中的华山论剑，三十年一次；物理学界的华山论剑，三年一次，它的正式名字叫做“索尔维会议”。

最惊心动魄的论剑，是物理学界的两大绝世高手临阵交锋，一个是阿尔伯特·爱因斯坦，一个是丹麦人玻尔。

上世纪初，物理学大爆炸时代。

人类看到一个新事物，总要给出一个解释才安心。那时，X光、电磁波之类种种发现，前辈大师牛顿的经典物理学抵挡不住了，必须有新的武功。

新功夫的第一个招式，是德国物理学家马克斯·普朗克创立的。此人音乐天赋过人，他的大学物理教授约利就劝他别学物理了：“这门科学已研究透了，你只能给人补补边角。”普朗克没同意。

1900年，普朗克42岁，在12月14日提出能量量子化的假说和“普朗克常数”。从此世界上有了量子物理学。

这一年，阿尔伯特·爱因斯坦21岁，大学刚毕业，加入了瑞士籍，找不到工作。

这一年，尼尔斯·玻尔15岁，还在足球场上混，后来是丹麦出名的守门员。

1905年，玻尔读大学了，26岁的爱因斯坦爆发了，连发6篇论文，提出了“光量子（光子）”，将普朗克的理论狠狠向前推了一步；提出了“相对论”，开宗立派。

量子力学和相对论，是20世纪两大惊天地泣鬼神的武学。

当时，比利时有个叫欧内斯特·索尔维的工业化学家。诺贝尔出钱设了奖金，索尔维出钱，给科学界的高手在布鲁塞尔开会论剑。

爱因斯坦参加了1911年的第一次论剑，当时庞加莱、居里夫人如日中天，爱因斯坦才32岁，照片上站在角落。这一年，玻尔拿到博士学位。

1913年，轮到28岁的玻尔爆发，连发三篇论文，搞定著名的“玻尔模型”。英美大学请他，提供两倍收入，但他写信回绝道：“我立志尽力帮助丹麦发展自己的物理学研究工作。”他在丹麦哥本哈根大学创立了门派。

爱因斯坦发表了广义相对论，还给激光理论奠了基，获得1921年诺贝尔物理学奖。玻尔听说爱因斯坦获诺奖，松了一口气。他害怕自己获奖早，那就太对不起了。

正如爱因斯坦提出“光子”假说时，玻尔很怀疑，玻尔提出他的模型，爱因斯坦也有些怀疑。

在玻尔模型下，现实世界无法描述，但爱因斯坦容忍了。两人1920年在柏林首次见面，没有吵架，分歧暂时隐藏了起来，方向是不同了。

1922年玻尔获了诺奖，报道说：“授予著名足球运动员尼尔斯·玻尔诺贝尔奖。”

奥地利的“猫”埃尔温·薛定谔，1900年是13岁的中学生。“薛定谔的猫”现在非常出名，他后来在柏林大学接替了普朗克。

薛定谔风流倜傥，有无数的女朋友，写过很多情诗。他有一本日记，给每个女朋友和每次幽会，详细地归档编码。

与爱因斯坦和玻尔相比，他成名时已老，38岁——爱情给他灵感，他圣诞节与一个女友幽会，哗一声打通任督二脉，5个月连出6篇论文。

玻尔门下，不弱于人

20多岁的哥本哈根三剑客

玻尔，海森堡和泡利

少年子弟江湖老。那时物理学界天才辈出，奇思妙想层出不穷，普朗克的量子论很快陈旧，年轻一代横空出世。玻尔的哥本哈根学派，门下有海森堡、泡利、狄拉克等一批“玻门学士”，个个是顶尖高手，一起成为量子力学的创始人。

天才的刻薄鬼泡利

德国人维尔纳·海森堡，1901年出生。1920年在慕尼黑大学教授、他的大师父索墨菲门下，遇到了天才刻薄的师兄，奥地利胖子沃尔夫冈·泡利，一见面就滔滔不绝地讲物理学。

泡利1900年4月出生，25岁发表了不相容原理，大意是原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。

泡利家境富裕，脑袋绝对是最聪明的，中学毕业直接到索墨菲门下读研，给德国《数学科学百科全书》撰文介绍相对论，一写就写了250页，连爱因斯坦看了也很开心：“任何一个人看到这样成熟和富于想象力的著作，都不能相信作者只是个21岁的学生。”

有人评他像《笑傲江湖》中的任我行那样，一生只佩服三个半人，老师索墨菲，他一辈子毕恭毕敬；还有玻尔和爱因斯坦，半个是师弟海森堡。

他评某人论文：不是有什么错，而是连错也算不上。谁的论文如果得到他“没什么错”一句嘲讽，当真是荣于华衮，像《飞狐外传》中钟氏三雄得到苗人凤“并非卑鄙小人”之评，会感激坏了。

泡利的传奇简直说不完。他根本不在乎获得成果的是谁，只要成果出现，他就开心。他每次来信，哥们就争着传阅，因为他刻薄的批评是如此准确深刻，如此重要。大家怕他，珍爱他。

他1945年获诺贝尔奖。如果他不是少写点信，多写点论文，也许他名下的成就会大得多。后人深深替他可惜。

一生最重要的一次散步

1922年，玻尔已名满天下，他受邀在德国哥廷根大学做了七场报告，第三场报告结束，一个傻小子站了起来，语惊四座：“我不同意您的观点！”

玻尔说：“会后交流，如何？”

会后他们一起去散步。海森堡后来说：“我真正的科学生涯是从这次散步开始的。”玻尔是他的三师父。

1925年6月，海森堡花粉过敏，去北海小岛度假，爬山，读诗，听音乐，也许还画画，这是他喜欢的。一个凌晨，他灵光一闪，想到扔掉玻尔模型中电子轨道的概念。

他写成论文交给二师父玻恩，这就是他的矩阵力学（大致意思也许是，你弄不懂电子怎么移动，也没法子观察）。年底，他和玻恩、约当3人合作了一篇论文，矩阵力学正式出世了。

泡利拿氢原子能谱证实了这个理论。

全新的量子力学诞生，物理学界风云色变，纷纷探究出了个什么怪物。

他和牛顿一样牛

海森堡受邀赴各地讲学，在剑桥大学，一个瘦高深目的博士生的提问，也许让他想起了3年前玻尔报告会上的自己。

这人是保罗·狄拉克，比海森堡小半岁。

狄拉克家庭不幸，父母总吵架，哥哥自杀。所以他一直很沉默，除了数学，只爱看连环画和米老鼠电影。

1923年，他得到剑桥大学奖学金，需要5英镑路费，爸爸给了他。多年后爸爸去世，他才知道，这笔钱其实是当地一个教育机构给的，他爸爸存下7500英镑，却没给他钱。

狄拉克将相对论引入薛定谔的理论，创立了狄拉克方程，1933年获诺贝尔奖。他去接受诺奖时，和妈妈安静地坐在候车室，月台上一帮大人物站成一溜，焦急寻找他的踪迹，他一点不知道。

后来他写了一本《量子力学原理》，有人说它是“量子力学的圣经”。人们认为，玻尔门下，他最出色。人们还认为，英国理论物理学的大高手，牛顿之后，就数他了。

■剑宗、气宗与万流归宗

量子力学的上乘武功是怎样炼成的

遭遇薛大叔，好失落

海森堡搞出矩阵力学，春风得意。此时，花花公子薛定谔突然杀将出来，从海森堡身上，夺走了物理学界那些热辣辣的目光。

薛大叔带着他的一个女朋友，跑到阿尔卑斯山的赫维格别墅度假，在那里弄出了一个“波动方程”。

这个方程极其简单，拿氢原子能谱验证，结果却与复杂的矩阵力学一样。海小哥的武功招式繁复，薛大叔平平一招蕴含无穷内力，物理学界一见大喜，将薛大叔当成了量子力学之父，差不多忘掉了沮丧失落的海森堡。

玻尔怒了。

他将薛定谔请到哥本哈根，日日夜夜争吵。争论是很累的，20年前，真理在握的“原子论”科学家玻尔兹曼，与人持续论战，耗尽精力自杀身亡。

可怜的薛定谔也被搞得精疲力竭，病倒在床发着高烧。玻尔依然不放过他，追到床前继续吵架。当然谁也说服不了谁。

狄拉克到1928年算出，薛大叔和海小哥各自创立的功夫是等价的，都是上乘武学！

可见，简单才是王道啊。

这场争吵中涉及波与粒之争，源头可以追溯到300年前的争吵。

17世纪，英国人牛顿说，光是粒子。荷兰人惠更斯说，光是波。牛顿威望高，力学功夫精湛，大获全胜。直到19世纪初，英国出了个托马斯·扬，又开始宣扬光是波，经过乱战，这次波胜利了。

爱因斯坦的“光子”说救回了粒子，大家开始想着又波又粒，只是一时还不大习惯吧。于是，海森堡搞“剑宗”，脑子里粒子多，薛定谔搞“气宗”，波动方程。

测不准原理，有古怪！

1927年，玻尔这一派在完善量子力学的武功套路。海森堡提出了“测不准原理（准确译法叫不确定原理：粒子的位置和它的动量，不可能同时确定——他脑子中想象出一个显微镜，看到了粒子）”。

据说可以这样解释：探测一个乒乓球，微小的光子上去，乒乓球如此大，不会动，可以“测准”；探测一个微小的电子，光子一碰上去，电子就飞得不知去向了，所以你“测不准”。

这个“测不准”，首先在哥派内闯了祸。

海森堡马上写信给泡利和玻尔，告诉这个绝妙的想法，一心等着大声喝采。不料玻尔从挪威回来，当头一瓢冷水：你这测不准，是粒子的测不准，还是波的测不准？他记起了去年和薛定谔的争论吧。

“当然是粒子。”

“不对，也有波！”

“没有波！”

“你的破显微镜去死吧！”

海森堡气得流泪，两人差点决裂。泡利赶紧跑到丹麦劝架。泡利师兄是好兄弟，说话又刻毒，海森堡只好不吵了。

海森堡的观点是天才的，但玻尔是对的。

师徒这次吵架，将“测不准”炒熟了。上次留了个破绽，被薛大叔搞得很狼狈，这次破绽补上了：电子又是粒子又是波！

双剑合璧，天下无敌

又粒又波！真过分。光波粒二象，电子也波粒二象，全世界剑宗和气宗合并了？

还有更过分的，法国人德布罗意的“物质波”假说，认为“一切物质”的粒子和光一样，都具有波粒二象性。有两个美国人更过分，戴维森和革末，1927年还做实验证实了“物质波”假说。

就是这样——波、粒同一时刻是互斥的，但它们在更高层次上统一。这就是玻尔的“互补原理”。玻尔的原话可如此译成中文：

“一些经典概念的应用不可避免的排除另一些经典概念的应用，而这‘另一些经典概念’在另一条件下又是描述现象不可或缺的；必须而且只需将所有这些既互斥又互补的概念汇集在一起，才能而且定能形成对现象的详尽无遗的描述。”

稀里哗啦，说的是什么呀？

武功高手出招，内行看门道，我们外行，只能看热闹：

一个乒乓球飞过来，你正着看，它是一个乒乓球，你侧面看，它是一道飞行线路。

你可以画一个乒乓球，也可以画一道飞行线路，但你没法同时画出一个乒乓球和它的飞行线路——你只画这一个，就不能是一串，你画出一串，就不是一个。

这是互斥性。

可你又不能说没有乒乓球，也不能说没有飞行线路，将正面看到的乒乓球，和侧面看到的飞线路，合并起来，那就是飞行的乒乓球了。

这就是互补性。

因为互斥性，你不可能同时正面看又侧面看（波动性与粒子性不会在同一次测量中出现）；因为互补性，正面看到的加上侧面看到的，才是完整的。

——只好这样勉强地类比一下了，虽然也很“剑宗”。

1927年9月，当时几乎所有物理学大师，到意大利科莫开了个大会。玻尔的演讲阐述了“互补原理”，虽然当时他的思想还没有最终完成。

“测不准”是物质的，“互补”是哲学的。它们构成量子力学“哥本哈根诠释”的两套最重要的剑法。量子力学大功告成。这算是简精易懂的了，不再怕薛大叔再横插一刀。

不过科莫大会上的其他门派高手，听着玻尔那些车轱辘话，心想，不就是老话头换了种说法而已吗？

爱因斯坦、薛定谔和狄拉克没有到科莫，大会缺了一半。

■那一场惊才绝艳的吵架

热身赛：有理说理，有仇报仇

又到华山论剑时。

1927年10月下旬，第五届索尔维会议，三大门派纷纷上台比赛：实验派、哥本哈根派及它的大对头。

老实的实验派先遭到了一顿乱攻，退出场外。

法国人德布罗意上台，祭出一个“导波”理论，将“粒子”塞进“波”里。

泡利长身而起，施展毒舌功，叽哩呱啦一通。德布罗意当场弃械投降，宣布放弃他的理论。

薛大叔看不过了，跳起来替法国人接下场子。

海森堡仇人相见分外眼红，直奔大叔。他的二师父玻恩也赶来助拳，四拳合击薛定谔的“电子云”理论。

薛定谔也挡不住，不得不承认自己的计算有点问题。不过，你们谈论电子轨道，也是瞎说。他反攻一拳。

玻恩立掌挡住：“你才瞎说呢，我们一点没瞎说！”

爱因斯坦沉得住气，一直没动。

爱因斯坦划了一道线

玻尔演讲了他的“互补原理”。

爱因斯坦动了，他忽然说：“不好意思，我没深入研究，不过我有些一般性看法。”

他在黑板上画了一道留着小孔的线，一个电子通过小孔，落在哪里？

咦，这不是小孔成像原理吗？不稀奇，两千多年前的墨子就阐释过了。

但爱因斯坦这一拳，是打向“测不准”的。他相信物理世界有着严格的因果律，你这里打个喷嚏，搅动气流，气流搅动云层，于是千里之外下了场雨，事情总有个来龙去脉是吧。

“老头子不掷骰子。”爱因斯坦说。老头子是他对上帝的称呼。

“讨论很快变成爱因斯坦和玻尔之间的决斗。”海森堡几十年后回忆说。

玻尔傻了一会儿，想出了破法，也画了几根线：电子怎么走呢，搞不清楚了吧？

爱因斯坦看了一会儿，使出一招，又画一个口子：电子走哪个口子，这下可以弄明白了吧？

玻尔说：“不过，爱先生，你画第二个口子时，怎么没加画衍射现象？”

爱因斯坦大惊失色。

这一战打到天黑，爱因斯坦变招迭出，也没拿下玻尔，他说：“明天吧，明天。”

玻尔心里一紧。他招架爱因斯坦浑厚内力的攻击，已经体力透支，明天这老头又会想出什么怪招？一夜睡不着。

决斗的姿势

洪七公斗欧阳锋

玻恩不希望爱因斯坦站在对立面，他叹息说：“我们失去了我们的领袖。”

荷兰人埃伦费斯特想劝大家别吵了：“爱因斯坦，我为你脸红！你和那些徒劳地想推翻相对论的人一样了。”

海森堡回忆说，那几天，早餐桌上，爱因斯坦说出一个巧妙的“思想实验”，玻尔就傻掉，与海森堡、泡利研究对策，午餐时与哥派其他人讨论，到晚餐桌上，玻尔已想出了如何化解。爱因斯坦反驳不了，憋在心里，第二天再发招。

“爱因斯坦像一个弹簧玩偶，每天早上带着新主意弹出盒子，玻尔从云雾缭绕的哲学中找到工具，把对方所有论据一一碾碎。”埃伦费斯特写信告诉他的弟子们。

金庸《神雕侠侣》中，华山绝顶的数日比斗，北丐洪七公出一招打狗棒法，西毒欧阳锋抱半天脑袋，想出破法。当时情况也是这样。

那些日子让人心旌荡摇、神驰目眩，世上最聪明的几个脑袋，像无量山石壁上的神仙比剑，每一招都出人意料，见了又不得不佩服：非此招不能用也。

打架详情主要靠猜了，当事者有一些回忆，但没有详细记录，这就像《世说新语》的记载：两人辩难，妙语不断，旁观者欢喜赞叹，但那些妙语没记下，失传了。

人们一般比较关心谁赢了。大多数人认为，爱因斯坦输了一招。

海森堡在家信中说：“这结果我非常满意，玻尔和我的观点被广泛接受了，至少没人提得出严格的反驳，即使爱因斯坦和薛定谔也不行。”

那一剑的风情，让玻尔脸如死灰

爱因斯坦哪肯认输？3年后重上华山论剑，他拿来了大杀器：

假如有一个盒子，上开一个小孔，装一个小门，盒子里有几个光子。如果倏地开一次小门，能放出一个光子飞到远处板上，盒子轻了一点点，理想的秤可以称出来，根据相对论质能方程E=mc2，可以精确算出，这个质量差就是放跑的光子的能量。根据计时装置，同时又可准确确定光子的发射和达到的时间。

结论：可同时测出时间和重量，“不可测”错了，你们整个新量子理论错了。

玻尔一见，脸如死灰，呆若木鸡，张口结舌。

这一招挟着雄厚内力，还包含爱因斯坦成名绝技相对论，呼呼作响。玻尔挡无可挡，避无可避，闭目待死。

玻尔的比利时弟子罗森菲尔德追忆说：

“玻尔极力游说每一个人，试图使他们相信爱因斯坦说的不可能是真的，不然那就是物理学的末日了。但他想不出任何反驳来。”

最刺心的是掌门人玻尔的狼狈模样：

“我永远不会忘记两个对手离开会场时的情景：爱因斯坦的身影高大庄严，带着一丝嘲讽的笑容，静悄悄地走了出去。玻尔跟在后面一路小跑，他激动不已，词不达意地辩解说要是爱因斯坦的装置真的管用，物理学就完蛋了。”

玻尔差不多倒下了。可是——物理学，就完蛋了？

惊艳一枪，刹那间斗转星移

第二天早上，玻尔喜气洋洋地来了，他说：

好吧，一个光子放出来了，盒子轻了一点点，盒子上的弹簧秤缩了一点点。这一缩，根据广义相对论，时钟的快慢也改变了。你看到了重量，却搞不清楚时间了不是？如果要搞清时间，就要排除引力场，这样，怎么搞得清重量？

结论：“测不准”没错，你不能同时测出时间和重量。

爱因斯坦傻掉了。要不是他内力精深，一口血就吐出来了。

偷了我的独门绝学广义相对论来反击！他千算万算算漏了这一着，飞出一个光子盒，却被玻尔反拨回来，击中了自个儿：帮助玻尔证明了量子力学没有逻辑缺陷。

这是姑苏慕容的“斗转星移”神功“以彼之道还施彼身”啊，虽然取巧，却能致胜。

两大绝顶高手的第二次交手，爱因斯坦承认他又输了一招。论内力，爱因斯坦天下第一，论招术，却是玻尔当世无敌。

“你真的相信，老头子掷骰子吗？”

“我们不能告诉上帝该怎么做！”玻尔反击。

爱因斯坦以武林中至高无上的身份，做了个陪练，他苦苦相逼，将量子力学理论锻得更加精纯。没有如此威猛的紧逼，量子力学也许无法如此快圆熟。

他们斗得狠，友谊却在。1928年，就在第一次爱玻大战的第二年，爱因斯坦提议海森堡和他的二师父玻恩几个为诺贝尔奖候选人。

那只该死的，薛定谔的猫

爱因斯坦与玻尔交手至死，还没正式分出胜负。

但发出最恐怖一击的，又是他，风流的薛定谔薛大叔。论怪招，他才是天下第一。

欧文·薛定谔

他弄了一头怪物，1935年从他的论文《量子力学的现状》的第五节中放出，张开血盆大口，咬向玻尔。这头怪物是猫，名叫“薛定谔的猫”：

一个恶魔般的装置：一个密闭的盒子里，有一只猫和一瓶剧毒氢化酸，还有放射性物质，一小时衰变放出一个中子，也可能不衰变。若放出中子，一番搅动，会触动机关打开瓶子，猫就中毒而死。

按哥派理论：没去观察时，粒子状态模糊，在已衰变和没衰变的叠加态。

但你一小时后打开盒子，情况必确定了：猫死了，或者，猫活着。

问题：打开盒子前，猫是死是活？还是半死半活？猫是叠加态，又死又活吗？

这是什么诡异状态？你有常识没？我思故我在，变成我思故它在，也太霸道了吧？

这只猫将玻尔的哥派狠狠咬了一口，没法还手。就连后来的大高手斯蒂芬·霍金，也见了头疼，恨不得一枪毙了它：“当我听说薛定谔的猫，我就跑去拿枪。”

直到1957年，有个美国人休·埃弗雷特才算勉强挡了这只猫一招：

他搞出一个“多世界诠释”，就是现在科幻小说和影视剧中常见的“平行宇宙”：在这个宇宙，猫死了，在另一个宇宙，猫活着……两者都真实。

如此神魔？

但英国学者约翰·格利宾在《寻找薛定谔的猫》一书中说，多世界诠释优点多，可以代替哥本哈根诠释。美国宇宙学家马克斯·特格马克2008年说，如果你相信量子力学是对的，那你就应该相信多世界。

真让人抓狂！

战场于是转移到新的时空，这些不同的时空中，对手互相找不着人。

猫论文还搞出了一个“量子纠缠”。2012年诺贝尔物理学奖得主，法国人塞尔日·阿罗什和美国人戴维·瓦恩兰的研究，就是关于“量子纠缠”的。

橙柿互动记者 钟松君