藍色情懷

薛丁格：愛情、方程、及其貓

胡新和 

　　說起薛丁格（Erwin Schrödinger，1887－1961）的名字，學過現代物理和化學的人大概都不陌生，因為用他的名字所命名的量子力學基本方程，在描述原子之類的微觀物體的運動中的作用，堪與經典力學中的牛頓定律相媲美；但對大多數人而言，這種瞭解或許也僅限於此，關於他的生平，其他成就，思想等等進一步的信息，恐怕就知者寥寥了。說起來也難怪，20世紀初的物理學革命中，的確可以說是大師輩出，高手如林，群星璀璨，哪怕僅僅是稍遜一籌就有可能被愛因斯坦、玻爾等巨星或偶像的光環所遮掩。 
　　
　　然而，薛丁格畢竟非等閒之輩，而是一位在20世紀物理學進展中起過重大作用，獲取過諾貝爾物理獎的重量級科學家，至今辭世也剛40週年。人們並沒有淡忘他。證據之一，就是擺放在我案前的兩本書。這兩本書都出版於今年，一本是中國對外翻譯出版公司版的沃爾特·穆爾所著的《薛丁格傳》，此書依據作者1994年版本譯出，而這個版本為作者1989年所著的500餘頁的《薛丁格——生平與思想》一書的縮寫本，應當說有相當的權威性；另一本是海南版的約翰·格利賓所著《尋找薛丁格的貓——量子物理和真實性》，為作者內容相近的兩本書的合編本。除此之外，據說上海科技版的《薛丁格哲學文集》也將於近期問世，為薛定諤的兩本哲學代表作《科學與人文主義》和《大自然與希臘人》合譯本。一時間，似乎薛丁格也冷不丁地火了一把。 
　　

　　性情中人

　　作為一位科學家，薛丁格確實有其獨特不群之處。簡單說來，可關注的至少有三點：首先是他的人格形象。不同於一般的，或者說圖式化的科學家形象，據穆爾的傳記看來，此公似乎是一位性情中人，或者說一位多情種子，畢生陷於戀情的漩渦與糾葛中。不計青少年時期的情竇初開和數次情感遭遇，即使在33歲那年成婚後，他仍然是激情充溢，外遇不斷，其對象既有已婚的研究助手的妻子，也有年方二八的他曾輔導過數學的女中學生，既有聞名遐邇的演員和藝術家，也有年輕的政府職員，而這種浪漫風流一直持續到年逾花甲，並且有不止一個非婚生的孩子。對於每一段情感履歷，他都非常投入，並為此創作了不少纏綿的情詩。但奇怪的是，生活在維也納和都柏林這樣宗教色彩很濃的地方，他竟然能全然不顧忌傳統禮數，認為這是他個人的自由，甚至設想過一妻一妾的生活；而同樣令人稱奇的是，他與其元配安妮的婚姻歷經這種種事端，竟然能白頭到老，而且安妮還親自照料了他非婚生孩子的嬰兒期。或許這與安妮自己沒有孩子不無關係，但即便如此，這種薛定諤式的愛情，這樣的家庭關係，與我們頭腦中的科學家形象，恐怕還是會有很大反差，相去甚遠的。
　　
　　另一段說明此公慣於我行我素的軼事，是儘管他一貫遠離政治，保持距離，但在奧地利格拉茨大學任教時，迫於親納粹當局的壓力，曾發表聲明對自己以往的「不敬」行為表示「懺悔」，結果在當地報紙和《自然》雜誌上都刊出了他向納粹妥協的消息。但當終於逃到英國，面對其他人的問詢時，他卻又不屑於為自己的行為作任何辯解，認為這純屬他個人的自由，無須為此權宜之計而內疚，反倒令其他科學家頗為尷尬。而在五年前，也同樣是他，在納粹剛剛上台，開始刁難驅逐猶太科學家之時，因不願與納粹同流合污，主動辭去了柏林大學理論物理學教授的職位，而為其他科學家所讚賞，因為按照他的雅利安血統，宗教背景和普朗克繼承人的學術地位，他當時是完全可以自保其身的。顯然，在這種豐富復雜的性格形象面前，通常的政治標籤似乎是顯得過於蒼白簡單了。
　　
　　
　  獨到的貢獻
　  
　　其人其事如此，其科學上的成就也不乏獨特之處。薛丁格於1926年提出其波動方程時已39歲，比起量子力學史上的其他英雄們，可謂是大器晚成（發表他們的第一篇成名論文時，愛因斯坦26歲，玻爾28歲，海森伯24歲，泡利25歲，狄拉克24歲，約當23歲，烏倫貝克和戈德斯密特分別為25和23歲），在這一點上，他倒是與其柏林大學的前任普朗克不無相似。據說他的這種創造性的激情，恰恰來自聖誕節假期中與情人的幽會，且一發而不可收，在短短不到五個月時間裡，一連發表了六篇論文，不僅建立起波動力學的完整框架，系統地回答了當時已知的實驗現象，而且證明了波動力學與海森伯矩陣力學的等價，令整個物理學界為之震驚。頗有諷刺意味的是，儘管為革命性的量子力學作出了基礎性的貢獻，薛定諤本人的初衷卻是恢復微觀現象的經典解釋；而更令人稱絕的是，薛定諤本人坦承他的科學工作，常常並非是獨創性的，但他總能敏銳地抓住一些始作甬者的創新性觀念，加以系統的構建和發揮，從而構成第一流的理論：波動力學來自德布洛意，《生命是什麼》來自玻爾和德爾布呂克，而「薛丁格的貓」則來自愛因斯坦。 
　　
　　今天，量子力學已成為整個理論物理學和高科技的基礎，從粒子物理和場論，到激光，超導和計算機。格利賓的書對量子力學的歷史發展和應用作了相當通俗形象的描述。但如何解釋和理解量子力學的成果，卻至今依然是學界，尤其是科學哲學上的熱門話題。愛因斯坦和玻爾為之爭論了一輩子，「薛丁格的貓」則被愛因斯坦認為是最好地揭示了量子力學的通用解釋的悖謬性。其大意是：在一個封閉的盒子裡裝有一隻貓和一個與放射性物質相連的釋放裝置。在一段時間之後，放射性物質有可能發生原子衰變，通過繼電器觸發釋放裝置，放出毒氣，也有可能不發生衰變，因此依據常識，這隻貓或是死的，或是活的。而依據量子力學中通用的解釋，波包塌縮依賴於觀察，在觀察之前，這隻貓應處於不死不活的迭加態，這顯然有悖於人們的常識，從而凸顯出這種解釋的困境。為擺脫這種困境，人們設想出了種種方案，但似乎並不能填平這種常識與微觀特異性之間的鴻溝。例如格利賓本人所贊成的多世界解釋，認為貓死與貓活這兩種結果分屬兩個獨立平行且真實存在的世界，是我們的觀察行為選擇了其中之一為我們的世界。這似乎不僅沒有消除，反倒是增加了人們的困惑。
　　
　　
　　豐富的思想
　　 
　　從薛丁格的「貓悖論」，引出了我們對於他的第三點關注：他的豐富的哲學思想。「貓悖論」反映出在科學哲學層面上，他反對哥本哈根學派，試圖用連續的波動圖像，重建對微觀對象的經典理解，當然，他的嘗試並不成功；而在更抽象的形上層次，他則從叔本華那兒接受了古印度的吠檀多哲學，並從這種信仰中去追求自然的統一，追求自我與宇宙精神的統一。他曾先後寫作了《科學與人文主義》，《大自然與希臘人》，《科學理論與人》，《心與物》，《我的世界觀》和死後出版的《自然規律是什麼》等哲學論著和文集，甚至一度設想過在教書之余，以哲學為主要興趣，以至於被當代著名物理學家西蒙尼認為「是我們世紀的物理學家中最為引人注目的哲學家」。這樣的科學家形象，與當代職業科學家的技術化，工匠化，商業化和平面化趨勢相比較，是否也會給我們若干啟示呢？ 

　　早在45年前，制定我國「12年科學發展遠景規劃」時，薛丁格就與其他著名科學家一起進入了當時的研究視野。此後，國內先後翻譯過他的《波動力學的四次演講》，《統計熱力學》，《生命是什麼》等科學著作，筆者也曾就其科學成就與哲學思想寫過一些文章和人物傳記，但對於他的人生和思想的全方位和立體的展現，還得歸功於這兩本書。我們應當感謝當前出版界勢頭正旺的科普春風，感謝譯者和出版社的努力。當然，已出的這兩本書在譯校方面也不同程度地存在一些問題，如譯名上不夠規範，諸如狹義相對論，常規科學和科學革命，範式轉換這樣的名詞，朗之萬，阿芬那留斯，費曼，吉布斯這樣的人名，以及加州理工學院和《科學革命的結構》這樣的校名和書名，應當是已有約定和形成規範的，不應再任意譯出，如有可能再版的話，希望能作校正。