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爱因斯坦文集
1.163 关于相对论和量子论问题的谈话(报道)——1952年2月2日同R.S.香克兰的谈话

关于相对论和量子论问题的谈话(报道)
——1952年2月2日同R.S.香克兰的谈话(1)

我问他有没有听到过辛格(J.L.Synge)最近的工作。(2)他说没有,我就告诉他我们之间的通信,并且说明了我对辛格关于相对论刚体概念的理论的理解,以及这理论对于米勒(D.C.Miller)在迈克耳孙-莫雷实验中所得结果的可能关系。他非常强烈地感觉到辛格的方法是不会有什么意义的,辛格所设计的这类实验中的无论哪一个都同相对论有关的问题(包括相对论的刚体概念)毫不相干。当我告诉他,辛格预测,由于干涉仪的加速度,会产生一个微小的正效应,爱因斯坦就问:“什么加速度,是仪器的转动吗?”我告诉他,据我理解,它是由于地球对其轴转动的加速度,通过(辛格所假定的)“销”给干涉仪以可能的直接影响,他用力地摇着他的头,回答说:“这不会有联系。所有这样的加速度,包括由科里奥利(Coriolis)力所产生的任何加速度,都完全无法同重力分辨开来。”爱因斯坦以强烈的语气说,他觉得辛格的方法不会有什么意义。他觉得即使辛格设计出一种实验,并且找到了肯定的结果,也还是完全毫无关系。他确信,所有关于“销”的连接和仪器的刚性这类问题,在相对论中统统是没有意义的。但是他强调,“刚性”问题极为重要,需要加以研究。他相当详细地讲了相对论中的刚性问题,强调它的重要性有如信号传播的有限速度等问题。但是他告诉我,同“实在”相对应的关于刚性的有意义的定义或理论是不存在的,因为迄今所研究的只是这样的一些刚体,它们要不是没有质量的,就是它们的行为是可以在完全没有外力的情况下加以处理的。

他然后提起我以前曾经告诉过他的一件事,即米勒在威耳孙山所得的结果可以用他的分析方法来解释,他确认这比起辛格的解释来,是一个比较适当的解释。他一再告诉我,洛伦兹始终无法解释米勒的结果,并且认为对它不能置之不理,尽管爱因斯坦不太清楚洛伦兹是不是真的相信米勒的结果。

我问爱因斯坦,辛格用狭义相对论来处理有关加速度的问题是不是站得住,他说:“站得住的,只要重力没有进来,那是完全正确的;在一切别的情况下,狭义相对论都是可以适用的。虽然,用广义相对论来处理也许会更好些,但这并不是必要的。”

随后我问起他1931年在柏林所作的关于迈克耳孙的悼词,特别是提到他讲起迈克耳孙-莫雷实验以及它同广义相对论的关系。他显然已经忘记了那个悼词,他说得很少,因此这问题落了空。但是,当他想起迈克耳孙时,他的眼睛炯炯有神,并且一再地称他是“艺术家”。我告诉他,迈克耳孙的女儿(多萝西·迈克耳孙·斯蒂文斯(Dorothy Michelson Stevens)小姐)告诉过我,爱因斯坦访问过她的父母在加利福尼亚的家庭,他爽朗地微笑起来,似乎是在极愉快地回想这件事。他非常赞赏迈克耳孙-盖耳实验,但说起初他并不了解它是怎样做的。

我再提到辛格所建议的实验——把米勒的装置同约斯(G.Joos)的装置(3)中关于“销”等等的可能区别作了对比——但是他只摇了摇头。显然他已完全忘记了约斯的工作。

我接着问爱因斯坦关于他早期同德布罗意工作的关系。他告诉我,在他研究气体的简并时,他作出了一种关于熵的统计起伏的理论,这理论含有一个“波动项”,他证明这同德布罗意的物质波的观念有密切关系。

他继续说,在量子理论中他是“处在对立的地位”,因为他认为ψ函数并不表示实在。他说量子力学是一条漂亮的“捷径”,它成功地避免了许多困难和那种艰苦的工作,而这种艰苦工作是最后的正确理论所必须面临并且必须加以解决的。他详细地谈了ψ函数的描述,特别是关于把电子局限在测不准原理所许可的范围内的波包。(他不用测不准原理这名称来叫它,也没有提到海森伯。)关于位置、速度、ψ函数随时间的扩散等等的描述,他统统不喜欢。他强调,量子理论只允许用来确定那个被观察作用完全改变了的粒子的位置。但是他又毫不犹豫地承认,量子理论对于描述量子(静止的)状态提供了目前所知的唯一办法。他认为ψ所描述的并不是“实在”,所有量子理论家都是“目光短小”的(他用手蒙住他的眼睛来表示给我看)。在议论量子观点并不是完备的时候,他强调它无法解释基元电荷的守恒性。但是他补充说:“只要量子理论是有用的,要使用它还是正确的,尽管它并不是一种完备的描述。”他告诉我,奥本海默(J.R.Oppenheimer)确信量子理论提供了一种完备的解和完备的描述,但他补充说:“我很少同他谈到这个问题。”爱因斯坦确认,最后的正确理论必定从广义相对论出发(然而他又说,他自己在这个方向上所作的努力也许是错误的)。

量子理论的困难在原子核理论里正变得非常尖锐,爱因斯坦认为,这种理论就其目前的状况来说是没有希望的。他认为,正是核物理学中事实和实验数据在成倍地增多,情况不会得到澄清,也引导不出最后的正确理论。这显然是同流行的观点相对立的,流行的观点是:实验事实最后会显露出规律性,因而暗示会导致一种理论的解决。他完全不同意这种观点,并且一再强调,即使在原子问题上,量子理论的描述也还是不能令人满意的。他讲到核物理学使用的大机器,他担心从这里会产生科学方法的真正危险。它们使我们成为“工具的奴隶”,而新的观念会被丢弃或者根本不去寻找。

我问他有没有看到过狄拉克在《自然》周刊上一篇关于以太的文章,(4)他说没有,并问我这篇文章的内容。我稍微告诉他一些,当我讲到测不准原理同确定空间唯一参照方向的不可能性之间的关系时,他说:“我不喜欢它!”他继续说,如果人们所需要的性质是在物质、场方程等被引进以前就存在于空间之中,那么你就得需要以太,但是这种需要并不存在。他接着解释了为什么“麦克斯韦方程并不是实在”,但是我并没有接下去谈这个问题。

他然后想起辛格及其工作,问我他是不是有点像哲学家。他再一次说,没有必要去做更多的实验,像辛格所得到的那样一些结果,会发现是“风马牛各不相关”的。他同我说,不要去做任何这类实验了。

 

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(1) 这是爱因斯坦同香克兰(R.S.Shankland)所作的第三次谈话,由香克兰记录。这里译自《美国物理学期刊》,1963年1月号,31卷,52—54页。标题是我们加的。关于谈话的情况,参考此处。——编译者

(2) 见辛格和伽德纳(G.H.F.Gardner)1952年发表在英国《自然》周刊170卷243页上的文章。——原注

(3) 见德国《物理学杂志》,1930年,第7卷,385页。——原注

(4) 见英国《自然》周刊,1951年,168卷,906页。——原注