綻放的宇宙 戴維·玻姆生平簡介

    本文的設定，是在戴維·玻姆的量子勢理論基礎上，腦洞大開的產物。提起戴維·玻姆，恐怕絕大多數人都不熟悉。我在此給大家稍微介紹一下。

    其實大家熟悉的量子理論，都是哥本哈根學派的觀點，而戴維·玻姆卻是哥本哈根學派的反對者。作為非主流觀點，很多人可能認為戴維·玻姆是錯誤的。但請先別急着下定論，讓我們先來看看事情的經過。

    以下對玻姆教授生平的描述，主要依據湖南師範大學物理系教授——洪定國先生所寫的《戴維·玻姆生平及主要貢獻簡介》。

    洪定國先生在該文中說，他第一次讀玻姆教授的《現代物理學中的因果性與機遇》一書，就被深深地吸引住，並將該書翻譯成中文。在1980年初，洪定國教授更是直接到英國倫敦大學，向玻姆教授求學。

    可以說，洪定國教授是整個中國最了解戴維·玻姆的人。他所寫的生平也是最真實可信的。

    另一篇參考依據，則是中國科學技術大學的沈惠川教授所寫的《玻姆及其量子力學詮釋》。這篇文章較短，發表在玻姆教授去世兩年之後，算是對玻姆教授一生思想的總結。

    玻姆先生於1939年考取了著名物理學家奧本海默的研究生，並於1943年獲得博士學位。與此同時，玻姆先生參加了加州理工大學輻射實驗室的研究工作。1947年，奧本海默推薦玻姆去普林斯頓大學任助理教授。1947年至1953年間，玻姆先生在等離子體方面做出了令人讚賞的研究成果。

    那時的玻姆先生還是玻爾思想的支持者。他在1950年完成了《量子理論》一書，並於次年出版。這是當時最好的量子力學教材之一，也是玻姆先生的成名之作，至今仍在重印發行。

    玻姆先生把這本書寄給了玻爾、泡利和愛因斯坦等著名物理學家。玻爾沒有回應。而泡利可能認為玻姆先生是哥本哈根學派的支持者，所以寄來了熱情洋溢的回信。不過他很快就會後悔的。

    愛因斯坦則邀請玻姆先生到他的寓所。兩人進行了多次深入的交談。從此以後，玻姆先生的思想發生了極大的轉變。有些人認為這種轉變就是起源於愛因斯坦。但玻姆先生本人否認了這種說法。

    事實上，當初玻姆先生之所以撰寫《量子理論》，就是因為覺得自己對量子力學理解得不透。他的好友迪斯雷利勸他說：「通曉某一領域的最好方法就是寫一本關於它的書。」

    玻姆先生採納了這個建議，不過最後卻說：「完成後我覺得仍未能真正理解他」。

    由此可見，玻姆先生對量子力學的懷疑一直存在。愛因斯坦只是讓玻姆先生更加堅定而已。

    不得不提的是，玻姆先生在這段時期經歷了巨大的人生轉折。1949年5月25日，玻姆先生被召到美國眾議院非美活動委員會聽證室。玻姆先生與其他當初在輻射實驗室的同事及朋友，被無端指控為共產黨間諜或同情者。他們被要求證明自己對美國的忠誠。

    這個非美活動委員會是美國麥卡錫主義的產物。以美國參議員麥卡錫為代表的麥卡錫主義素以反共、排外著稱，如今已經基本跟*******成為同義詞。

    麥卡錫主義從20世紀40年代中期至50年代中期，進行了一系列的清洗活動。大量無辜人士慘遭迫害，影響波及美國社會方方面面。著名人士如卓別林、愛因斯坦……都曾受到不公正待遇。我國著名科學家錢學森，也曾因為麥卡錫主義而被美國政府關押。

    在一系列被迫害人物中，還有跟愛因斯坦一起反對製造氫彈的著名物理學家，戴維·玻姆先生的恩師：奧本海默。玻姆先生正是因為與奧本海默的關係而受到波及，並被吊銷教學席位。

    玻姆先生經過法律諮詢，得知美國憲法關於公民權利的第五修正案（1791年批准生效）有明確規定：「不能要求案情人物對自己的犯罪作證。」於是，玻姆先生決定為自己申辯。

    1950年2月9日，參議員麥卡錫在西弗吉尼亞州惠城的一次演說中，聲稱他掌握了205名蘇聯間諜名單，並將矛頭直指美國國務院。麥卡錫主義全面擴大化。

    同年，玻姆教授的申辯被駁回。美國聯邦調查局以蔑視國會罪對玻姆先生提起公訴。所幸在等待法院判決期間，美國最高法院規定：「如果本人沒有犯罪，且證詞是自陷法網，則不應強迫其作證。」美國聯邦調查局因此撤銷了對玻姆先生的指控。

    在此期間，普林斯頓大學勸玻姆教授不要在校園內露面。這也成了玻姆先生安心完成《量子理論》一書的因緣。

    玻姆先生在普林斯頓大學的合同期滿後，奧本海默勸他不要在美國找工作，以免麥卡錫主義充分得勢後再遭不測。於是在1951年秋，玻姆先生經朋友介紹，在巴西的聖保羅大學獲得教授席位，並繼續從事研究工作。

    玻姆教授在巴西期間，美國官方取消了他的護照。據說卓別林在船上得知美國取消其入境簽證時，面對茫茫大海，感到了深深的迷茫與失望。我不知玻姆教授是否也有同樣的感受，但無論如何，他都開始了流亡國外的學術生涯。

    在前往巴西之前的那段時間，玻姆教授通過進行他所謂的「物理概念實驗」，發現了一個全新的理論。

    洪定國教授如此描述道：「這種兼容並蓄的做法，使他得以避開馮·諾伊曼關於隱變量不可能的論證的制約，只按哈密頓-雅可比理論的要求，將薛定諤方程變形並賦予新義，便順利地發現了他關於量子力學的本體論因果詮釋。」

    換個角度看，麥卡錫主義的迫害非但沒有阻礙玻姆教授的研究，反倒促使玻姆教授更上一層樓，成為了新理論的開創人。

    有意思的是，牛頓一生最主要的發現，都是在劍橋大學為預防倫敦大瘟疫而關閉的兩年裏得出的。或許對於這些大物理學家來說，因為某些原因不能工作，反倒會促進他們的研究。

    玻姆教授將論文的打印稿分送給德布羅意、泡利、愛因斯坦等人。真·官二代——德布羅意親王回信說，其實他早在多年以前就提出了這一思想，但因為沒能答覆泡利的非議，又沒得到哥本哈根學派最大牌反對者愛因斯坦的支持，所以不得不放棄了它。

    泡利這回終於看清了玻姆教授的真正立場，在回信中極力反對，並指出這就是德布羅意模型，並由他在索爾維會議上證明是錯誤的。泡利評價這是「新瓶裝老酒」，是早已被駁倒的噁心東西。

    德布羅意也沒有支持玻姆教授，而是重新提出了他的雙重解理論。所以，玻姆教授必須獨自面對泡利的責難。而事情接下來的發展遠遠超出了泡利的想像。

    在1952年第85卷第2期《物理評論》上，兩篇題為《關於量子理論「隱」變量詮釋的建議》的文章接連發表。第一篇是針對單粒子系統的，而第二篇則把因果解釋推廣到多粒子系統以及電磁場系統中。其中第二篇正是對泡利責難的正面回應。

    1953年至1956年，玻姆教授發表了一系列論文，將他的因果解釋在技術細節上變得無懈可擊。但貝爾指出，「隱」變量有用詞不當的問題。於是，玻姆教授將該理論改名叫做本體論解釋，或者量子勢因果解釋。

    對於玻姆教授的新理論，北京大學的秦克誠教授如是評價道：「正如玻姆所說，新解釋還不是一個定型的理論，還有着許多弱點，但是它已經站住了腳跟，經受住了哥本哈根學派的批評，並且在這個過程中使自己臻於更加完善。

    「許多物理學家，對於這種理論已從反對轉為觀望；還有一些物理學家，已開始把探索一個更定型的新理論作為自己的研究題目。」

    玻姆的立場是特殊的。沈惠川教授評價道：「玻姆的獨特立場，使他處在哥本哈根觀點，和愛因斯坦-德布羅意觀點之間。他除了贊同蓋爾曼的觀點、部分愛因斯坦觀點、部分德布羅意觀點、部分海森伯觀點之外，幾乎反對所有的人。」

    在此期間，玻姆教授試圖取得愛因斯坦的支持，但兩人的思想並不一致。雙方更多的是彼此交鋒。愛因斯坦於1955年4月去世。兩人的交流最後無果而終。

    1955年秋，玻姆離開巴西，前往以色列任哈法大學技術學院教授。那是玻姆一生當中最艱辛的歲月。

    在量子理論領域，邏輯經驗主義已經先入為主地佔據了統治地位。玻姆教授的研究受到了大多數理論物理學家的冷遇。愛因斯坦去世後，玻姆教授甚至連一個能夠交流的同行都找不到。

    不過在這種近乎孤立的情形下，玻姆教授完成了他的又一部力作，就是我們前文提到的，影響了洪定國教授的《現代物理學中的因果性與機遇》一書。

    有時候，職場失意，情場得意。玻姆在以色列遇到了莎娜·沃爾夫遜小姐。兩人在1957年結婚。同年，玻姆教授離開以色列，來到英國。

    直到1961年間，玻姆教授擔任了布里斯托爾大學威爾遜物理實驗室的研究員。在那裏，他接納了一位有才華的研究生阿哈羅諾夫。兩人通過研究，發現了著名的「AB效應」。

    1961年秋，玻姆終於獲得了與其聲望相稱的學術職位：倫敦大學伯克貝克學院理論物理教授。

    波姆教授的研究得到了同事海利的理解與支持。在兩人的指導下，玻姆的博士生菲力皮迪斯和迪德里，完成了雙高斯縫背後的粒子跡徑系統的計算。計算結果與量子理論所預言的屏上粒子密度分佈完全一致。

    洪定國教授評價這項工作的意義在於：「撥開籠罩物理學大半個世紀的『波粒二象性』迷霧，使人們能直觀地把握量子實在的本質特徵。」

    另外，玻姆教授還對量子勢理論進行了重新表述，使其能較好地推廣到相對論和量子場論當中。其中推廣到量子場論的部分，是卡羅葉若的博士論文主題。

    此時，玻姆教授終於培養出了大批學術繼承人。除了前面提到的幾位博士，霍金學派的中堅人物彭羅斯，也曾聽過玻姆教授的課。彭羅斯與海利在學術上有着密切的聯繫。因而，玻姆學派與霍金學派在量子宇宙論方面的工作大致相仿。

    在此期間，玻姆教授完成了《狹義相對論》教科書，以及哲學意味很濃的《整體性與隱纏序》一書。

    玻姆教授於1983年退休，成為倫敦大學的退休名譽教授；又於1987年出版了《科學、序與創造力》，1989年出版了《探尋意義——科學與哲學的新精神》。

    玻姆教授於1992年因心臟病於倫敦逝世。其遺作《不可分割的宇宙——量子理論的一種本體解釋》在他去世後發表。

    最後，我要說明幾點。有些人可能以為，貝爾不等式已經證明了哥本哈根學派的絕對正確。但其實這隻證明了定域性的錯誤。玻姆教授的理論符合玻爾的整體性觀點。在這一問題上並不受影響。

    至於馮·諾伊曼對於隱變量不存在的論證，玻姆教授指出，這隻有在極其嚴苛的假設下才能成立。秦克誠教授評價道：「這實際上只證明了量子力學的內部邏輯完整性。」所以，馮·諾伊曼的論證並不能推出隱變量不存在。

    如今，量子力學的詮釋依然有很多種。唐先一老師和張志林教授在《自然辯證法通訊》2016年第6期發表的《量子力學詮釋綜論》中，總結了現有的八大類量子詮釋理論：哥本哈根解釋、退相干解釋、多世界解釋（及相對態詮釋）、隱參量理論、客觀坍縮模型、相容歷史觀解釋、模態解釋、語義重構類解釋。其中，隱參量理論指的就是戴維·玻姆教授的理論。

    玻姆教授對這一現象也有評價：「事實上，不必告訴我們量子力學有什麼毛病，只要看一看量子力學有那麼多的詮釋，這本身就表明有些東西不太對勁。」

    縱觀戴維·玻姆教授的一生，有過坎坷，也有過輝煌。面對已經佔據絕對統治地位的哥本哈根學派，他勇敢地吹響了反抗的號角，並在拼殺中凱旋而歸，開創出了一條嶄新的大道。

    他對物理學理論基礎的不懈研究，是值得現代人深思的。主流就是絕對正確的嗎？權威就是不可反對的嗎？為了追求真理，我們究竟願意付出多少代價？

    如果有一天，你也踏上了探尋真理之路，你能否面對迫害和孤獨，堅定不移地走下去呢？