前言
經(jīng)典力學(xué)自牛頓開創(chuàng)以來幾百年，大至宇宙天體日月星系運(yùn)動(dòng)，小至凡是肉眼所見的物體運(yùn)動(dòng)，無(wú)不在經(jīng)典力學(xué)掌控之中。萬(wàn)物循道。探月飛船工程的實(shí)施，星際航行的展望，全賴經(jīng)典力學(xué)( 包含相對(duì)論) 所揭示的宏觀物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，決定論的支配。
一尺之桿，日取其半，能萬(wàn)世不竭嗎？換言之，物質(zhì)是否無(wú)限可分？為什么？若非無(wú)限，那么，分至極限其性質(zhì)將如何？進(jìn)入微觀世界，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律將是怎樣的？現(xiàn)有的經(jīng)典宏觀力學(xué)能否管轄它？這量變形成的質(zhì)變，有沒有鴻溝？
掌控微觀世界的量子力學(xué)，自20 世紀(jì)20 年代誕生至今也已百年。它作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)二大支柱之一，成就顯赫，連人們的日常生活都與之密切相關(guān)。可是，人們對(duì)其基本原理的認(rèn)識(shí)卻始終存在疑惑并爭(zhēng)論不息。諸如光子、電子等微觀體系的波粒二象性，就深深地困擾著幾代物理學(xué)家。不清楚物質(zhì)的基本形態(tài)到底是什么樣子，在人們的頭腦里應(yīng)記住電子什么樣的圖像：是顆粒狀粒子，還是彌散狀的物質(zhì)波？描述微觀體系狀態(tài)的波函數(shù)( 讀音Psi) 其物理意義到底是什么？
由愛因斯坦與玻爾各自為首的二大科學(xué)陣營(yíng)，為此爭(zhēng)論了數(shù)十載而未果。以玻爾、海森堡為代表的哥本哈根學(xué)派認(rèn)為，科學(xué)關(guān)注的只是可觀察的事物；對(duì)微觀客體的行為，不可能同時(shí)作完整的形象化描述；不可能確定它與觀察現(xiàn)象方式無(wú)關(guān)的屬性，不能用形成知覺的空間時(shí)間概念來描寫。波和粒子二字眼只是我們用日常語(yǔ)言作的類似比喻。恰當(dāng)描述只能用抽象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來全面表達(dá)。因此，波函數(shù)只是計(jì)算工具而言。目前主流的看法是它只具有概率的意義，沒有客觀實(shí)在性。以愛因斯坦為代表的一些科學(xué)家，則始終反對(duì)僅滿足于概率的解釋。認(rèn)為自然界必然有其決定論式的描述。微觀客體作為一個(gè)實(shí)在體，一定能對(duì)其做出不依賴于觀測(cè)條件的精確而合理的客觀描述。有句名言上帝是不會(huì)擲骰子的，統(tǒng)計(jì)性預(yù)言只不過是量子理論不完備，應(yīng)該由現(xiàn)在人們還不知道的某些因素（隱変量）來確定。就是連量子力學(xué)基本方程的創(chuàng)立者薛定諤也居然站在創(chuàng)立量子力學(xué)基本原理的哥本哈根派對(duì)立面，附和愛因斯坦，并提出有名的薛定諤貓思想實(shí)驗(yàn)來質(zhì)疑玻爾哥派的思想精神。
諾貝爾獎(jiǎng)得主費(fèi)曼感慨地說，……當(dāng)今世界上，沒有一個(gè)人是真正懂得量子力學(xué)的。1935 年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森合寫了一篇文章《能認(rèn)為量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是完備的嗎？》。他們從定域?qū)嵲谡摰挠^點(diǎn)出發(fā)，提出一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，用來對(duì)量子力學(xué)質(zhì)疑：要么量子力學(xué)對(duì)物理實(shí)在的描述是不完備的，要么存在著一種瞬時(shí)的超距作用。這就是眾所周知的EPR 佯謬。也就是量子糾纏現(xiàn)象的疑惑。
20 世紀(jì)70 年代初至80 年代，相繼完成十二個(gè)關(guān)于遠(yuǎn)隔離粒子量子關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明量子力學(xué)的預(yù)言是正確的。EPR 關(guān)聯(lián)（即量子糾纏）確實(shí)存在。從而不得不要在非實(shí)在論或非定域性二者中做出痛苦的選擇。若選擇前者，那將會(huì)動(dòng)搖整個(gè)物理學(xué)大廈，是最不愿意的；若
選擇后者，將把量子論放在與相對(duì)論對(duì)立的地位。由此震驚了物理學(xué)界和哲學(xué)界。
產(chǎn)生諸如：真的存在超距作用，與相對(duì)論不相容？物質(zhì)世界是否客觀存在？月亮在我不看到它時(shí)存在不存在？等等一系列問題。在隨后數(shù)十年來，國(guó)內(nèi)外不乏追求真理的科學(xué)家在苦苦探索著這量子力學(xué)原理中微觀物質(zhì)世界的奧秘，孜孜不倦地埋首實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證哥派精神與愛氏信仰究竟誰(shuí)是誰(shuí)非。以光量子體系為標(biāo)的物的實(shí)驗(yàn)，技術(shù)上較成熟，重復(fù)性也好，發(fā)展迅猛。
2016 年，墨子號(hào)量子保密通信衛(wèi)星的上天，使量子的糾纏幽靈回蕩在天空，展現(xiàn)于人們視界中。二個(gè)已分離很遠(yuǎn)的量子系統(tǒng)，當(dāng)真有鬼魅般的相互聯(lián)系？由量子力學(xué)原理，無(wú)論它們相隔多遠(yuǎn)，甚至是星系間隔，只要測(cè)量一方，另一方瞬間就能做出反應(yīng)！這種超光速的影響作用，科幻般的不可思議，深深地困擾著人們的認(rèn)知。也激發(fā)起人們無(wú)限的想象和思考。什么多維世界、平行宇宙、人的意識(shí)對(duì)觀察的作用、世界是否實(shí)在、人的靈魂是否存在、由糾纏現(xiàn)象，能否使物體甚至人作為實(shí)體瞬間送達(dá)遙遠(yuǎn)的星球上？等等各種奇思異想紛紛興起。真是百家爭(zhēng)鳴，各說其是。
物理學(xué)的科學(xué)真理，是從客觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象事實(shí)中總結(jié)歸納出合乎邏輯的科學(xué)規(guī)律。它能接受時(shí)間的考驗(yàn)，人們實(shí)踐的檢驗(yàn)。
圍繞量子力學(xué)基本原理的百年?duì)幷�，似乎已不是�?duì)理論做再深入的探究和依賴新的數(shù)學(xué)工具出現(xiàn)，而是人們認(rèn)知方式的詮釋。匯聚在二大科學(xué)陣營(yíng)中的成員，都是些聰慧絕頂?shù)目茖W(xué)精英，都是思維敏銳、學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁�佼者。兩派各自提出的論證都有合理性，但都說服不了對(duì)方。微觀物質(zhì)體系在運(yùn)動(dòng)過程中的波動(dòng)性現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果是鐵一般的事實(shí)，結(jié)論無(wú)可非議；而微觀物質(zhì)體系在受到觀察測(cè)量時(shí)，呈現(xiàn)的量子化顆粒性質(zhì)也是事實(shí)。正因?yàn)槭橇孔踊�的，才有了量子力學(xué)。但是波和粒子恰是兩個(gè)對(duì)立的不可調(diào)和的概念。哥派精神的概率解釋，其實(shí)質(zhì)隱喻著微觀體系是以顆粒形式為前提，方有概率出現(xiàn)之解釋；而愛氏的信仰，主張客觀實(shí)在性、定域性，顯然是默認(rèn)微觀物質(zhì)體系的粒子性。
我思考著，是否有可能是雙方出發(fā)點(diǎn)的方向上不對(duì)所致不能調(diào)解？因此，有必要我們重新審視量子力學(xué)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到建立的思路歷程，細(xì)察每一關(guān)鍵處，思索問題的癥結(jié)會(huì)在哪里。
我是一個(gè)教師，職業(yè)性要求我向?qū)W生授課能有一個(gè)較滿意的交代；專業(yè)性要求我自己多問一個(gè)為什么，以探究事物的真諦。本人曾于1991年在國(guó)際刊物Physics essays 發(fā)表題為《波粒二象性和測(cè)量問題》( 譯成的中文名) 一文。嘗試扮演和事佬來化解雙方爭(zhēng)論。值此圍繞量子力學(xué)基本原理的紛爭(zhēng)和質(zhì)疑，若能有一本通俗易懂的介紹量子力學(xué)基本原理的科普書籍，是非常有必要的。本著求索真理的宗旨，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)出發(fā)，究其實(shí)質(zhì)和本源。于觀察和思考中，展開量子力學(xué)基本原理的正統(tǒng)解釋和圍繞原理二大陣營(yíng)的觀點(diǎn)論戰(zhàn)。為求真諦百家爭(zhēng)鳴。
本書既可為物理學(xué)界、哲學(xué)界參考，又可作為物理專業(yè)和與物理相關(guān)的專業(yè)學(xué)生的參考書。對(duì)大眾也是關(guān)于量子力學(xué)基本原理其物理思想的啟蒙書，輔助教材本。