實際上,量子電動力學常常被稱作人類有史以來“最為精確的物理理論”,如果不是實驗值經過反複測算,這樣高精度的數據實在是讓人懷疑是不是存心偽造的。但巨大的勝利使得一切懷疑都最終迎刃而解,QED也最終作為量子場論一個最為悠久和成功的分支而為人們熟知。雖然最近彭羅斯聲稱說,由於對赫爾斯-泰勒脈衝星係統的觀測已經積累起了如此確鑿的關於引力波存在的證明,這實際上使得廣義相對論的精確度已經和實驗吻合到10的負14次方,因此超越了QED(赫爾斯和泰勒獲得了1993年諾貝爾物理獎)。但無論如何,量子場論的成功是無人可以否認的。朝永振一郎,施溫格和費因曼也分享了1965年的諾貝爾物理獎。
拋開量子場論的勝利不談,量子論在物理界的幾乎每一個角落都激起激動人心的浪花,引發一連串美麗的漣漪。它深入固體物理之中,使我們對於固體機械和熱性質的認識產生了翻天覆地的變化,更打開了通向凝聚態物理這一嶄新世界的大門。在它的指引下,我們才真正認識了電流的傳導,使得對於半導體的研究成為可能,而最終帶領我們走向微電子學的建立。它駕臨分子物理領域,成功地解釋了化學鍵和軌道雜化,從而開創了量子化學學科。如今我們關於化學的幾乎一切知識,都建立在這個基礎之上。而材料科學在插上了量子論的雙翼之後,才真正展翅飛翔起來,開始深刻地影響社會的方方麵麵。在量子論的指引之下,我們認識了超導和超流,我們掌握了激光技術,我們造出了晶體管和集成電路,為一整個新時代的來臨真正做好了準備。量子論讓我們得以一探原子內部那最為精細的奧秘,我們不但更加深刻地理解了電子和原子核之間的作用和關係,還進一步拆開原子核,領略到了大自然那更為令人驚歎的神奇。在浩瀚的星空之中,我們必須借助量子論才能把握恒星的命運會何去何從:當它們的燃料耗盡之後,它們會不可避免地向內坍縮,這時支撐起它們最後骨架的就是源自泡利不相容原理的一種簡並壓力。當電子簡並壓力足夠抵擋坍縮時,恒星就演化為白矮星。要是電子被征服,而要靠中子出來抵抗時,恒星就變為中子星。最後,如果一切防線都被突破,那麼它就不可避免地坍縮成一個黑洞。但即使黑洞也不是完全“黑”的,如果充分考慮量子不確定因素的影響,黑洞其實也會產生輻射而逐漸消失,這就是以其鼎鼎大名的發現者史蒂芬·霍金而命名的“霍金蒸發”過程。
當物質落入黑洞的時候,它所包含的信息被完全吞噬了。因為按照定義,沒什麼能再從黑洞中逃出來,所以這些信息其實是永久地喪失了。這樣一來,我們的決定論再一次遭到毀滅性的打擊:現在,即使是預測概率的薛定諤波函數本身,我們都無法確定地預測!因為宇宙波函數需要掌握所有物質的信息,而這些信息卻不斷地被黑洞所吞沒。霍金對此說了一句同樣有名的話:“上帝不但擲骰子,他還把骰子擲到我們看不見的地方去!”這個看不見的地方就是黑洞奇點。不過由於蒸發過程的發現,黑洞是否在蒸發後又把這些信息重新“吐”出來呢?在這點上人們依舊爭論不休,它關係到我們的宇宙和骰子之間那深刻的內在關係。不過最近霍金做了一次戲劇性的妥協:他願賭服輸,修改了自己多年以來的黑洞模型,承認黑洞可能在湮滅後釋放出當初的信息!這也成了近來的一大熱點新聞。
最後,很有可能,我們對於宇宙終極命運的理解也離不開量子論。大爆炸的最初發生了什麼?是否存在奇點?在奇點處物理定律是否失效?因為在宇宙極早期,引力場是如此之強,以致量子效應不能忽略,我們必須采取有效的量子引力方法來處理。在采用了費因曼的路徑積分手段之後,哈特爾(就是提出DH的那個)和霍金提出了著名的“無邊界假設”:宇宙的起點並沒有一個明確的邊界,時間並不是一條從一點開始的射線,相反,它是複數的!時間就像我們地球的表麵,並沒有一個地方可以稱之為“起點”。為了更好地理解這些問題,我們迫切地需要全新的量子宇宙學,需要量子論和相對論進一步強強聯手,在史話的後麵我們還會講到這個事情。
量子論的出現徹底改變了世界的麵貌,它比史上任何一種理論都引發了更多的技術革命。核能、計算機技術、新材料、能源技術、信息技術……這些都在根本上和量子論密切相關。牽強一點說,如果沒有足夠的關於弱相互作用力和晶體衍射的知識,DNA的雙螺旋結構也就不會被發現,分子生物學也就無法建立,也就沒有如今這般火熱的生物技術革命。再牽強一點說,沒有量子力學,也就沒有歐洲粒子物理中心(),而沒有,也就沒有互聯網的服務,更沒有劃時代的網絡革命,各位也就很可能看不到我們的史話,嗬嗬。
如果要評選20世紀最為深刻地影響了人類社會的事件,那麼可以毫不誇張地說,這既不是兩次世界大戰,也不是共產主義運動的興衰,也不是聯合國的成立,或者女權運動,殖民主義的沒落,人類探索太空……等等。它應該被授予量子力學及其相關理論的創立和發展。量子論深入我們生活的每一個角落,它的影響無處不在,觸手可得。許多人喜歡比較20世紀齊名的兩大物理發現相對論和量子論究竟誰更“偉大”,從一個普遍的意義上來說這樣的比較是毫無意義的,所謂“偉大”往往不具有可比性,正如人們無聊地爭論李白還是杜甫,莫紮特還是貝多芬,漢朝還是羅馬,貝利還是馬拉多納,Beatles還是滾石,阿甘還是肖申克……但僅僅從實用性的角度而言,我們可以毫不猶豫地下結論說:是的,量子論比相對論更加“有用”。
也許我們仍然不能從哲學意義上去真正理解量子論,但它的進步意義依舊無可限量。雖然我們有時候還會偶爾懷念經典時代,懷念那些因果關係一絲不苟,宇宙的本質簡單易懂的日子,但這也已經更多地是一種懷舊情緒而已。正如電影《亂世佳人》的開頭不無深情地說:“曾經有一片屬於騎士和棉花園的土地叫做老南方。在這個美麗的世界裏,紳士們最後一次風度翩翩地行禮,騎士們最後一次和漂亮的女伴們同行,人們最後一次見到主人和他們的奴隸。而如今這已經是一個隻能從書本中去尋找的舊夢,一個隨風飄逝的文明。”雖然有這樣的傷感,但人們依然還是會歌頌北方揚基們最後的勝利,因為我們從他們那裏得到更大的力量,更多的熱情,還有對於未來更執著的信心。