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杨鸿智-后现代理论医学博客

《后现代医学》、《正反馈医学》、《自体原位器官重构技术》

 
 
 

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这是一个宣传后现代理论医学的博客.后现代理论医学是以系统理论为指导的新医学.该理论认为,在生命组织中干细胞是决定机体功能状态最基本的因素.通过调节机体内环境和为干细胞提供再生所需要的物质和能量,就可以使干细胞在患者体内原位再生,实现器官重构,使器质性病变得到治疗.现在,已经在北京医药信息学会内成立了后现代理论医学专业委员会,杨鸿智是主任委员.

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(8)谈谈玻尔对光量子概念的保留  

2013-05-16 20:13:51|  分类: 干细胞病 |  标签: |举报 |字号 订阅

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8)谈谈玻尔对光量子概念的保留

–简评派斯《尼耳斯·玻尔传》中译本

作者:关洪

http://hps.pku.edu.cn/2003/06/801

 

我一直比较关注派斯(A. Pais)在物理学史方面写的几本书。虽然没有机会当面见过他,但在40年前我做高能物理研究的时候,就读过他的不少论文。两年前,《中华读书报》登过我的一篇文章,评论方在庆教授主持翻译的、派斯的一本爱因斯坦传“Subtle is the Lord”的中译本。那时候,我刚刚完成了由杨建邺教授交给我的、翻译派斯的“Inward Bound”一书部分内容的任务。(此书中译本取名《内界》,即将由武汉出版社出版。)不久,承蒙许良英教授转赠我派斯后来写的另一本爱因斯坦传“Einstein Lived Here”的原版书。之后,由于写作《哥本哈根学派》一书(武汉出版社,即将出版)的需要,又请杨教授复印了派斯写的玻尔传中部分章节寄给我,从中找到好些有用的参考材料。

 

现在,很高兴终于看到了商务印书馆出版了戈革教授翻译的、派斯的《尼耳斯·玻尔传》中译本,使我得窥全豹。应当说,它是我所看到过的不下十本玻尔的传记里面,最有价值的一本。当然,我不奢望其他人都会赞同我的这一意见。例如该书译者戈革教授在此译本的脚注和在先前发表的言论里,多次指派斯“在史学方面缺乏最起码的修养”,明显欠缺“史学根底”等等,对他的著作自然会有不同的评价。(详见《自然辩证法研究》19922期的“书评”)不过,我们还是很感谢戈革教授做了件好事,不惮烦地把这本他认为虽有“瑕疵”,而仍然不失为“力作”的书译过来。而且,戈革教授尽管认为梅拉(J. Mehra)的多卷本量子力学史“成了国际学术上的笑柄”,亦孜孜不倦地主持着此书一卷又一卷的翻译工作哩。

 

派斯这本玻尔传,比他的爱因斯坦传“Subtle is the Lord”的篇幅还要大,我一下子消化不完全,难以做详细的评论。我现在只想就译者在此译本里以脚注的形式发表的意见谈谈一些看法。

 

戈革教授在这本译本里依旧加了不少脚注,但没有写译后记。书中许多译注在帮助读者理解原著上,起到了积极的作用。译注中的相当部分,除了有关事实的订正和说明之外,还表达了对原著观点的不同看法。其中有一些属于不同的学术见解,主要是对玻尔的评价,似乎更适宜于另文发表,没有必要在译本的脚注里展开辩驳。因为读者读一本译著,主要还是想用自己的头脑去了解作者的阐述,未必愿意总是受到一个“消毒”框子的制约。何况,那些译注并不是都很适当的。

 

例如,译本第423页的译注里先是说,行数不等于列数的矩阵“在量子物理学里用得较少”。实际上,就矩阵的一般意义说来并不是那样。大家知道,在量子力学公式的矩阵表示里,波函数是用单行或者单列的矩阵描写的,那就是大量使用的一些“行数和列数不相等”的矩阵。在同一译注里还批评说,原文里“q数是矩阵的另一个名称”这句话“显然并不准确,一定会受到数学家的天大讥笑和反对。”大家亦知道,q数是狄拉克在建立他的量子力学表述时引进来的,起初他以为q数的表述比矩阵表述具有更加普遍的意义。后来才弄清楚,q数和矩阵不多不少是完全等价的。所以,可以把q数当做是一个只有历史意义的名词了。在数学家的词典里没有这个名词,说“q数是矩阵的另一个名称”也没有什么错。此外,狄拉克首次在量子力学里引入的d 函数,倒是曾经因为不符合原来的函数定义,而受到过“数学家的天大讥笑和反对”。但后来的事实证明,错了的并不是狄拉克。

 

在译本339页的一个译注里,针对原文里“玻尔…不相信光量子”这句话,说“玻尔不相信光量子……并无真正确切的证据。”我想在这里着重谈一谈这个问题。

 

在派斯的书里,是在讨论1923年由玻尔、克拉默斯和斯雷特三人联名发表的文章(BKS文章〕的时候,谈到这个话题的。事实上,玻尔对于爱因斯坦提出的光量子,一直抱有深刻的疑虑,不赞成把光子看做电磁场的基本单元。因此,玻尔在同他的合作者讨论的时候,取消了斯雷特原来关于虚光子传递电磁作用这一后来在量子电动力学的发展中被证明具有关键意义的正确想法,

 

要说证据,玻尔说过不少这样的话。派斯的著作里接着就引述了玻尔在1920年到1922年讲过的有关三段话。此外,在以玻尔为主的BKS文章里也说到:“虽然由爱因斯坦关于光电现象的预言的证实而显示出的这一假设的巨大的启发性价值,光量子的理论仍然明显不能满意地解决光传播的问题。”当然,你可以说玻尔这句话并不是“反对”或者“不相信”光量子,但起码也要承认他对于这一概念总是有所保留的吧。

 

我要论证的是,玻尔对光量子概念的保留,并不是没有理由的。这是因为,爱因斯坦原来关于光量子概念的阐述是有毛病的,而玻尔的保留,正针对着爱因斯坦的失误。

 

在爱因斯坦1905年以推出光电效应公式闻名的那篇文章的标题虽然是“关于光的产生和转化的一个启发性观点”,开始谈的却是辐射的熵。爱因斯坦经过计算得出结论说:“…单色辐射,就其熵对体积的相依关系来说,好像辐射是由大小为 Rbn / N [= hn ] 的能量子所组成的媒质一样,那么,接着就会使人想到去研究,是否光的产生和转化的定律也具有这样的性质,就像光是由这样一种能量子所组成的一样。”然后再去处理光电效应等问题。

 

大家知道,爱因斯坦的光电效应公式,后来得到了实验上的确证。但是,爱因斯坦在这篇论文的引言里所讲到:“从点光源发射出来的光束的能量在传播中不是分布在越来越大的空间之中,而是由个数有限的、局限在空间各点的能量子所组成”这样的假设,却从来没有得到过实验上的任何支持。爱因斯坦这段话,把在光电效应等“光的产生和转化”过程中、即光同物质相互作用时所表现的微粒性,缺乏根据地推广到光的传播过程当中去,在逻辑上显然是有漏洞的。

 

这是因为,在微观物理现象里,一种物质能够有多种不同的存在形式,不能认为现在观察到的物质的一种形式,在观察之前就必定已经存在了。例如,现在看到从一个原子核里放出一个电子,并不能由此断定刚才的原子核里必定有个电子。20世纪后期量子光学的发展使我们了解到,电磁场有多种不同的量子状态。其中,光子数确定的状态,其相位是非常不确定的;反之,相位确定的状态,光子的数目是非常不确定的。用来做干涉实验的,通常是一种接近于相位确定的“相干态”,其中光子的数目是很不确定的。所以,不能够说因为在衍射实验装置的检测仪器里接收到的是一个个光子,就认为在装置里相互干涉的光束,必定是由一些确定数目的光子组成的一束束光子流。

 

总之,光子的概念一般不适合于用来直接描写光的传播。玻尔对爱因斯坦光量子概念的保留,正是在这一方面。因此,我们应当说,不必讳言玻尔不相信光量子,他这种主张是有正当理由的。但是,长期以来,由于对历史和科学的误解,玻尔这方面的观点一直没有得到足够的正确评价。至于爱因斯坦,也并没有认为他的光量子学说已经圆满了。正是爱因斯坦有一次同派斯散步的时候,向后者提出这样有深刻意义的一个密切相关的问题:“月亮在无人看它的时候存在吗?”不过那是另外一个话题了。

 

 

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