第三十五章 宇宙中最為神秘和深刻的定理(3 / 3)

此心堅忍,無入邪途。

孽愆盡洗,重歸正路。

瞻彼伊甸,崛起荒蕪 。

隻是貝爾似乎忘了一件事:威力強大的武器往往都是雙刃劍。

飯後閑話:玻姆和麥卡錫時代

玻姆是美國科學家,但他的最大貢獻卻是在英國作出的,這還要歸功於40年代末50年代初在美國興起的麥卡錫主義(McCarthyism)。

麥卡錫主義是冷戰的產物,其實質就是瘋狂地反共與排外。在參議員麥卡錫(Joph McCarthy)的煽風點火下,這股“紅色恐懼”之風到達了最高潮。幾乎每個人都被懷疑是蘇聯間諜,或者是陰謀推翻政府的敵對分子。玻姆在二戰期間曾一度參予曼哈頓計劃,但他沒幹什麼實質的工作,很快就退出了。戰後他到普林斯頓教書,和愛因斯坦一起工作,這時他遭到臭名昭著的“非美活動調查委員會”(Un-Ameri Activities ittee)的傳喚,要求他對一些當年同在伯克利的同事的政治立場進行作證,玻姆憤然拒絕,並引用憲法第五修正案為自己辯護。

本來這件事也就過去了,但麥卡錫時代剛剛開始,恐慌迅即蔓延整個美國。兩年後,玻姆因為拒絕回答委員會的提問而遭到審判,雖然他被宣判無罪,但是普林斯頓卻不肯為他續簽合同,哪怕愛因斯坦請求他作為助手留下也無濟於事。玻姆終於離開美國,他先後去了巴西和以色列,最後在倫敦大學的Birkbeck學院安頓下來。在那裏他發展出了他的隱函數理論。

麥卡錫時代是一個瘋狂和恥辱的時代,2000多萬人接受了所謂的“忠誠審查”。上至喬治·馬歇爾將軍,中至查理·卓別林,下至無數平民百姓都受到巨大的衝擊。人們神經質地尋找所謂共產主義者,就像中世紀的歐洲瘋狂地抓女巫一樣。在學界,近百名教授因為“觀點”問題離開了崗位,有華裔背景的如錢學森等遭到審查,著名的量子化學大師鮑林被懷疑是美共特務。越來越多的人被傳喚去為同事的政治立場作證,這裏麵芸芸眾生象,有如同玻姆一般斷然拒絕的,也有些人的舉動出乎意料。最著名的可能就算是奧本海默一案了,奧本海默是曼哈頓計劃的領導人,連他都被懷疑對國家“不忠誠”似乎匪夷所思。所有的物理學家都站在他這一邊,然而愛德華·泰勒(Edward Teller)讓整個物理界幾乎不敢相信自己的耳朵。這位匈牙利出生的物理學家(他還是楊振寧的導師)說,雖然他不怎麼覺得奧本海默會做出不利於國家的事情來,但是“如果問題是要憑他在1945年以來的行為來作出明智的判決,那麼我可以說最好也不要肯定他的忠誠”,“如果讓公共事務掌握在別人的手上,我個人會感覺更安全些的。”奧本海默的忠誠雖然最後沒有被責難,但他的安全許可證被沒收了,絕密材料不再送到他手上。雖然也有少數人(如惠勒)對泰勒表示同情,但整個科學界幾乎不曾原諒過這個“叛徒”。

泰勒還是氫彈的大力鼓吹者和實際設計者之一(他被稱為“氫彈之父”),他試圖阻止《禁止地上核試驗條約》的簽署,他還向裏根兜售了“星球大戰”計劃(SDI Defence)。他於2003年9月去世,享年95歲。卡爾·薩根在《魔鬼出沒的世界》一書裏,曾把他拉出來作為科學家應當為自己的觀點負責的典型例子。

泰勒自己當然有自己的理由,他認為氫彈的製造實際上使得人類社會“更安全”。作為我們來說,也許隻能衷心地希望科學本身不要受到政治的過多幹涉,雖然這也許隻是一個烏托邦式的夢想,但我們仍然如此祝願。

玻爾還是愛因斯坦?那就是個問題。

物理學家們終於行動起來,準備以實踐為檢驗真理的唯一標準,確確實實地探求一下,究竟世界符合兩位科學巨人中哪一位的描述。玻爾和愛因斯坦的爭論本來也隻像是哲學上的一種空談,泡利有一次對波恩說,和愛因斯坦爭論量子論的本質,就像以前人們爭論一個針尖上能坐多少個天使一般虛無飄渺,但現在已經不同,我們的手裏現在有了貝爾不等式。兩個粒子究竟是乖乖地臣服於經典上帝的這條神聖禁令,還是它們將以一種量子革命式的躁動蔑視任何桎梏,突破這條看起來莊嚴而不可侵犯的規則?如今我們終於可以把它付諸實踐,一切都等待著命運之神最終的判決。

1969年,Claur等人改進了玻姆的EPR模型,使其更容易實施。隨即人們在伯克利,哈佛和德州大學進行了一係列初步的實驗,也許出乎貝爾的意料之外,除了一個實驗外,所有的實驗都模糊地指向量子論的預言結果。但是,最初的實驗都是不嚴密的,和EPR的原型相去甚遠,人們使原子輻射出的光子對通過偏振器,但技術的限製使得在所有的情況下,我們隻能獲得單一的+的結果,而不是+和-,所以要獲得EPR的原始推論仍然要靠間接推理。而且當時使用的光源往往隻能產生弱信號。

隨著技術的進步,特別是激光技術的進步,更為精確嚴密的實驗有了可能。進入80年代,法國奧賽理論與應用光學研究所(Institut d’Optique Théorique et Appliquée, Orsay Cédex)裏的一群科學家準備第一次在精確的意義上對EPR作出檢驗,領導這個小組的是阿萊恩·阿斯派克特(Alain Aspect)。

法國人用鈣原子作為光子對的來源,他們把鈣原子激發到一個很高的量子態,當它落回到未激發態時,就釋放出能量,也就是一對對光子。實際使用的是一束鈣原子,但是可以用激光來聚焦,使它們精確地激發,這樣就產生了一個強信號源。阿斯派克特等人使兩個光子飛出相隔約12米遠,這樣即使信號以光速在它們之間傳播,也要花上40納秒(ns)的時間。光子經過一道閘門進入一對偏振器,但這個閘門也可以改變方向,引導它們去向兩個不同偏振方向的偏振器。如果兩個偏振器的方向是相同的,那麼要麼兩個光子都通過,要麼都不通過,如果方向不同,那麼理論上說(按照愛因斯坦的世界觀),其相關性必須符合貝爾不等式。為了確保兩個光子之間完全沒有信息的交流,科學家們急速地轉換閘門的位置,平均10ns就改變一次方向,這比雙方之間光速來往的時間都要短許多,光子不可能知道對方是否通過了那裏的偏振器。 作為對比,我們也考察兩邊都不放偏振器,以及隻有一邊放置偏振器的情況,以消除實驗中的係統誤差。

那麼,現在要做的事情,就是記錄兩個光子實際的協作程度。如果它符合貝爾不等式,則愛因斯坦的信念就得到了救贖,世界回複到獨立可靠,客觀實在的地位上來。反之,則我們仍然必須認真地對待玻爾那看上去似乎神秘莫測的量子觀念。