張衛(wèi)平

自量子力學(xué)誕生以來，其數(shù)學(xué)形式，包括薛定諤方程本身都是精確可計算，并確定性地給出系統(tǒng)各種可能的本征狀態(tài)。而歷史上引起長期爭論的焦點(diǎn)是以玻爾、海森堡為代表的哥本哈根學(xué)派的量子力學(xué)的統(tǒng)計詮釋規(guī)則。這一規(guī)則認(rèn)為，量子力學(xué)對客觀世界的描述只能是統(tǒng)計性的，而不是確定性的，系統(tǒng)的客觀狀態(tài)應(yīng)該是那些數(shù)學(xué)上允許的各種可能本征態(tài)的統(tǒng)計疊加，并隱含地假定系統(tǒng)在這些態(tài)之間的量子躍遷是隨機(jī)且不連續(xù)的。

這種觀點(diǎn)遭到了以愛因斯坦、薛定諤為代表的確定論者的強(qiáng)烈反對，引發(fā)了量子力學(xué)發(fā)展史上的哲學(xué)大辯論。辯論的結(jié)果卻是哥本哈根學(xué)派占了上風(fēng)，其規(guī)則逐漸被證明是有效的。這也就導(dǎo)致了后來所謂工具主義者倡議的出現(xiàn)，擱置爭議，接受規(guī)則。盡管如此，長期以來，科學(xué)界對哥本哈根學(xué)派的質(zhì)疑從來沒有停止過。本期《世界科學(xué)》介紹的耶魯大學(xué)小組關(guān)于量子躍遷的研究，依然是這個問題的某種意義的延續(xù)。

隨著中國日新月異的發(fā)展，媒體與大眾從來沒有像今天這樣熱情地追逐科學(xué)新聞，這對華夏子孫應(yīng)該是一件值得慶幸的事。然而，俗話說，外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。其實(shí)對于同行而言，了解科學(xué)研究本身隱藏的玄機(jī)與背后的故事，才更有思考與啟迪性。就耶魯大學(xué)的研究，我更想借此機(jī)會，談?wù)勂渲械囊晃蛔髡呖ㄟ~科（Howard Carmichael）的故事。

20世紀(jì)80年代末，我有幸成為量子光學(xué)奧克蘭學(xué)派創(chuàng)始人沃爾斯（Daniel F.Walls）教授的博士后，從而結(jié)識了卡邁科。用中國現(xiàn)在流行的稱謂，他是沃爾斯教授的大弟子，為人低調(diào)，不善言談，總是關(guān)注思考一些看似“無用”卻又深奧的難題。我認(rèn)識他時，他就已經(jīng)因揭示原子共振熒光的量子特性而聲名鵲起。自此之后，一直默默無聞。后偶爾聽過他一些學(xué)術(shù)報告，知道他在鼓搗一種稱為“量子軌跡”的方法，并一弄就是十幾年，還由Springer出版社出版了一部相關(guān)的研究專著。我再次見到卡邁科，是回國多年后的事。當(dāng)時隨國家自然科學(xué)基金委學(xué)術(shù)代表團(tuán)訪問新西蘭，他是奧克蘭大學(xué)負(fù)責(zé)接待的人。沒想到的是，這位仁兄見到我們時，只是興奮地在黑板前手舞足蹈地介紹他的“量子軌跡”研究，似乎站在他面前的，不是遠(yuǎn)道而來的訪客，而是聽他講解的學(xué)生，甚至有關(guān)訪問行程的安排都被丟在了九霄云外，讓我們隨行的領(lǐng)導(dǎo)尷尬不已。

此次訪問一別，也就再沒有卡邁科的消息。直到不久前看到耶魯大學(xué)“量子躍遷”的研究文章，發(fā)現(xiàn)他的名字赫然在列，內(nèi)心不禁有點(diǎn)莫名的感慨。表面上看，他并不是中國學(xué)術(shù)界大為推崇的文章第一作者或通訊作者，但跨過時間流逝的長河，作為了解他的學(xué)術(shù)同門，浮現(xiàn)在我眼前的是一個純粹學(xué)者幾十年執(zhí)著探索與追求真理的身影。盡管“量子軌跡”理論本身仍然是玄妙的，但卡邁科在這項研究中的理論指導(dǎo)性貢獻(xiàn)是毋庸置疑的。

在泛量子浪潮的當(dāng)下，這項研究背后的玄機(jī)與故事，有著意味深長的警示。人類對量子本質(zhì)的認(rèn)識，仍然還在朦朧之中。自媒體上成天吆喝的“量子技術(shù)”，不過是夏日清晨天邊的一抹彩霞，美麗卻依然遙遠(yuǎn)。在弘揚(yáng)文化自信的今天，我們更要冷靜地推動文化理性，讓理性的光輝照亮中華大地，讓一批智者能安靜地思考，創(chuàng)慧性地沉淀。不只是狂熱地一味追逐所謂的“有用”，而是要在科學(xué)與理性地探索“無用”的研究中，揭示真理的靈性，積聚創(chuàng)造的力量，開拓“無用”之大用的中華科學(xué)創(chuàng)新之路。