华飞按:以下为沈惠川教授的文章"路易.德布罗意没有放弃".原文载《大学物理》2003年第22卷第9期第33-35页
路易.德布罗意没有放弃
沈惠川
(中国科学技术大学天文与应用物理系,安徽合肥 230026)
摘要:指出路易.德布罗意并没有放弃对正统量子力学的挑战;文章“波动力学的引路人—L 德布罗意”中所述与历史事实不符。
关键词:L 德布罗意,双重解理论,局域性,波导理论
中图分类号:O4-09 文献标识码:E 文章编号:1000-0712
《大学物理》2002年第21卷第1期上,在“中学物理教师继续教育”栏目下,刊载了首都师范大学物理系周广刚先生撰写的文章“波动力学的引路人—L 德布罗意”[1]。此文在论述德布罗意对正统量子力学的挑战方面的观点和事实是错误的。周先生在文中说:
“1952年,德布罗意又重新提出他的这一理论,其精神是可贵的,真是‘烈士暮年,壮心不已’,以60岁的高龄继续为量子力学的完备性问题作贡献;其举动也是审慎的,是在玻姆发表了一篇关于量子力学的隐变量理论方面的文章以后,才公开发表了他的文章的;惟独其思想方法是失效的。双重解理论是企图依据经典的时空观念对量子力学做出因果决定论解释。而玻恩的统计概率解释,已经为越来越多的事实证明是有效的。德布罗意面对事实和压力,不得不最终放弃了他的设想。”
在讨论这段文字之前,当然不可避免地要在爱因斯坦-德布罗意的局域实在论量子力学和以哥本哈根诠释-标准诠释为代表的非局域的正统量子力学之间作一立场上的选择。但是,由于这一大问题涉及面太广,其物理上和哲学上的涵义太过艰深,对中学物理教师来说可能一言难尽,因此本文暂时不谈以上两方面在观点上的对错,而只先提一下周先生对历史事实的误解。
1 .双重解理论(la théorie de la double solution)并非波导理论(la théorie de l´onde-pilote)。双重解理论是路易.德布罗意于1927年一篇题名为“物质的原子结构和波动力学及其辐射”(La mécanique ondulatoire et la structure atomique de la matière et du rayonnement)[2]的长篇论文中提出的,而波导理论则是在此文的最后一节“结果和评述”中作为其退化形式提出来的[3]。由于波导理论在1927年10月召开的第五届索尔维(Solvay)物理学会议上遭到泡利为代表的哥本哈根学派头面人物的严厉批判,德布罗意放弃了该理论并在1952年玻姆再次提出该理论时[4]予以坚决反对。而且,自1927年10月至上世纪40年代,德布罗意甚至怀疑双重解理论的正确性并对此不敢再提。直到上世纪的1947-1951年期间,德布罗意才由于受EPR论文的影响而重新考虑了双重解理论。1951年,德布罗意在给其学生博勒加尔的信[5]中宣布,他转为支持爱因斯坦的观点,即回到了双重解理论的立场。
2.路易.德布罗意并没有“面对事实和压力,不得不最终放弃了他的设想”。1951年以后,德布罗意在双重解理论和局域实在论量子力学方面做了大量的工作,其中最著名的是1956年的书《因果诠释和非线性波动力学:双重解理论》(Une tentative d´interpretation causale et nonlineaire de la mécanique ondulatoire:La théorie de la double solution)[6]、1957年的书《波动力学的测量理论:流行诠释和因果诠释》(La théorie de la mesure en mécanique ondulatoire:Interpretation usuelle et interpretation causale)[7]和1963年的书《波动力学流行诠释基础的批判研究》(Etude critique des bases de l´interprétation actuelle de la mécanique ondulatoire)[8]。直到1974年,德布罗意还发表讲话“反驳贝尔定理”(Sur la refutation du theoreme de Bell)[9],捍卫了爱因斯坦在局域实在论量子力学方面的观念。
3.玻姆关于量子力学隐变量理论方面的文章不是“一篇”而是“两篇”;其总题目为“关于量子理论隐变量诠释的建议”(A Suggested interpretation of quantum theory in terms of hidden variables)[10]。
4.玻恩的“统计概率解释”(实际上目前流行的是哥本哈根诠释-标准诠释的混合物)并没有“为越来越多的事实证明是有效的”。玻恩提出“统计概率解释”是在1925年前后,由冯.诺依曼和威格纳提出的“标准诠释”在此后不久;由于正统诠释难圆其说,因而布洛欣采夫在1949年提出“统计系综诠释”[11],玻姆在1952年提出“量子势诠释”,艾弗里特III在1957年提出“大千世界诠释”(又译为“多世界诠释”)[12],纳尔逊在1967年和德.拉.彭那在1969提出“随机诠释”[13、14]。而且至今仍有新的“诠释”在不时地冒出来。情况表明玻恩的“统计概率解释”浑身总有某一处不对劲(如贝尔所言)。具体分析可参阅拙作[15-21]。
对历史事实的误解无非出自两个原因:要么是人云亦云、未作仔细的调查研究、未作物理上的仔细推敲(但愿周先生和一些审稿者属于这一类),要么是“靠故意的理论选择把模糊性、主观性和非决定论强加于人”(如贝尔所言)。
贝尔的物理学观是与德布罗意相背离的,但德布罗意赞赏贝尔的为人[22、23]。贝尔[24]曾经说过:“为什么后来玻恩没有告诉人们这个‘波导’?即使只指出它有什么错误又何妨呢?为什么冯•诺依曼不考虑它呢?更奇怪的是,为什么人们在1952年之后仍在继续进行‘不可能性’的证明,而且直到最近的1978年还有?何时泡利,罗森菲尔德和海森伯才能对玻姆的论述不再提出比污蔑它为‘形而上学的’和‘意识形态的’更有败坏性的批评?为什么波导图像在教科书中被忽视了呢?难道连将它既作为一种方法,又作为对普遍存在的自满情绪的一种解毒剂来讲授也不可以吗?难道是要靠故意的理论选择把模糊性、主观性和非决定论强加于人而可以不顾实验事实吗?”
说得好!
[1] 周广刚,波动力学的引路人—L 德布罗意[J],大学物理,2002,21(1):41-43
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[6]de Broglie L,Une tentative d´interpretation causale et nonlineaire de la mécanique ondulatoire:La théorie de la double solution[M],Paris,Gauthier-Villars,1956
[7]de Broglie L,La théorie de la mesure en mécanique ondulatoire:Interpretation usuelle et interpretation causale[M],Paris,Gauthier-Villars,1957
[8]de Broglie L,Etude critique des bases de l´interprétation actuelle de la mécanique ondulatoire[M],Paris,Gauthier-Villars,1963
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Clarification for Some Facts in
“The leader of wave mechanicsL de Broglie”
Shen Hui-chuan
(Department of Astronomy and Applied Physics,University of Science and Technology of China,Anhui Hefei 230026)
Abstract:Louis de Broglie is not abstain from fighting to orthodox quantum mechanics。
Key words:Louis de Broglie,la théorie de la double solution,locality,la théorie de l´onde-pilote