跟上帝打一把麻将

冯八飞，对外经贸大学外语学院德语系教授、北京外国语大学博士、柏林洪堡大学博士后、洪堡大学语言与语言学系博导、德国语言研究院国际科学家委员会委员、中国认知语言學会常务理事，曾出版《沉浮莱茵河》《永远的白玫瑰》《大师的小样》等作品。

爱因斯坦的相对论如日中天，可另一场席卷物理学的大风暴却起于青萍之末。在德国北面，一群更年轻的物理匪徒云集丹麦哥本哈根，匪首为玻尔（1885—1962）。他比爱因斯坦小七岁，其他人更小，甚至还有硕士生。这群嘴上没毛的小子戏剧性地修正了物理史前进的轨道。他们理论一个小小的副产品是半导体，而半导体的后果是计算机。从这个意义上说，他们是比尔·盖茨的金主。

该股土匪创立了哥本哈根学派，其理论叫量子力学。

量子力学源于量子论。量子论其实并非一种理论，而是与牛顿和麦克斯韦所代表的经典物理学完全不同的一种思想，它强调世界不是连续的，就是说世间万物包括人、狗、能量、运动和时间，都不能无限细分，都有不可分割的最小单位。例如运动，一个电子从A点运动到B点，可以不经过A、B之间的任何地方，就是说，它可以瞬间从北京到达上海。微粒可以瞬间移动，凭空出现，凭空消失，此即量子效应。量子论运用到力学研究，结果即量子力学。

咱们说过爱因斯坦是典型的山高人为峰，但量子力学却是他一生都未能跨越的高峰。玻尔算爱因斯坦晚辈，因此很多人认为量子力学出现于爱因斯坦的狭义相对论之后。其实不确。量子力学奠基于爱因斯坦相对论诞生之前。普朗克提出量子论基本思想时爱因斯坦刚从ETH大学毕业，还在瑞士到处找饭碗。1900年12月14日普朗克在德国物理学会提出惊世骇俗的假设：物质辐射的能量E不是连续的，物质辐射或吸收的能量只能为最小能量单位hv的整倍数。此即量子假说。普朗克称这个hv为“能量子”，简称量子，英文为“quantum”，原意“小块儿”或“一截儿一截儿的”。

到底是啥子意思嘛？

普朗克之前，大家都认为物体的运动是连续的，这种连续性是牛顿物理学的基础。例如我们开汽车，时速总是从0公里到10公里到20公里……最后到100公里，从来没有哪辆汽车能够直接从0公里蹦到100公里。2014年世界上加速最快的汽车是雪佛兰的Dagger GT，从0公里到100公里只需要1.5秒，但就是这辆牛车，它也是从0到10到20公里……最后到100公里的，只是之间仅耗时1.5秒而已。同理，水的流动也是连续的。孙悟空本事那么大，但花果山水帘洞的瀑布也是连续流的，从来没一截儿一截儿地流过。

如果运动是连续的，那它就可以无限细分，永不间断。可是一千多年前，这个论断就提前遭遇了古希腊哲学家芝诺提出的“阿喀琉斯悖论”。

话说阿喀琉斯是希腊神话中跑得最快的英雄，有天他遇到一只乌龟，这只狂妄的乌龟居然说阿喀琉斯追不上它。阿喀琉斯以为乌龟吃他的豆腐，大笑说：我就是慢跑，速度都是你的10倍，会追不上你？乌龟说：就算你速度是我的10倍。那么假设你离我100米，现在你来追我，你跑到我现在的位置，就是100米，这时我已经向前跑了10米了;等你又追了10米的时候，我又跑了1米了，等你再追1米，我又跑了十分之一米了……总之，虽然你的速度是我的10倍，但你只能无限接近我，却永远都追不上我。

任何人都知道阿喀琉斯很快就能追上乌龟，但有趣的是，大家却怎么也驳不倒这只乌龟。之所以驳不倒，就是因为我们认为世界上所有运动都是连续的，可以无限细分下去。

但是，到了原子以下的微观世界，事情就起了变化，物质的能量可以不再是连续的，而是一截儿一截儿的！

What？ Are you joking？

您没听错，这并非玩笑。这个结论的来源，是物理学史上著名的“紫外灾难”难题。这是当时牛顿物理学的两个练门。

19世纪后半叶，牛顿物理学在解释地球上的物理现象时获得巨大成功，当时公认物理学已臻完美，不可能再发现重大物理理论了。德国最伟大的物理学家普朗克因此差点变成音乐家。普朗克是北德基尔人，幼时音乐和文学天赋惊人，不幸上中学时听物理老师缪勒讲了个故事。缪勒在说明能量守恒时说，我们修房子时花了很大力气把砖搬到屋顶，放稳后走了，但我们做的功却没消失，而是变成能量贮存在砖里面。当砖风化松动掉下来砸到我们脑袋时，能量又被释放出来，所以我们会被砸得头破血流。

此即能量守恒。

故事改变世界，小普朗克被这个神奇的故事带离了音乐和文学。他1874年进入慕尼黑大学，三年后去柏林洪堡大学听著名物理学家亥姆霍兹和基尔霍夫的课。他晚年回忆说，两位学者的人品和治学态度对他影响至深，但课都很无聊。于是，他自学克劳修斯的名作《力学的热理论》，发誓要找到新的物理学定律。看官须知，当时物理学已非显学，普朗克想跟慕尼黑大学物理教授若利学习，结果若利说：“物理学中的一切都被研究透了，只剩一些无足轻重的缝隙”。1900年4月27日，发现“开尔文温标”和绝对零度的英国物理学家开尔文（1824—1907）在伦敦阿尔伯马尔街皇家研究报告20世纪物理学展望，他说的话成为所有物理学史必提的著名论断：“物理学大厦已经落成，所剩的只是一些小修饰。”不过，开尔文在屁股后头搞了一句：“在物理学晴朗的天际，还有两朵令人不安的小小的乌云。”

这两朵“小小的乌云”，即牛顿物理学始终无法解释的两个实验：迈克尔森的以太实验和黑体辐射实验中的“紫外灾难”。开尔文的屁股很快被证明为物理学史上最丰满的屁股，因为，这两朵“小小的乌云”不仅很快变黑，而且迅速占领整个物理学天空，最终把牛顿物理学推落云端。

以太实验咱们已经说过，迈克尔森以生命完成了这一实验，而最后爱因斯坦的相对论一剑封喉，彻底结果以太。

彻底结果“紫外灾难”的，即普朗克。

看官须知，按物理学，世界上所有东西其实并无颜色，一个物体是白色，是因为它反射了所有频率的光波，一个东西是黑色，是因为它吸收了所有频率的光波。物理实验使用的标准“黑体”是个空心球，其内壁涂了强烈吸引辐射的涂料，上面只开一个小孔，从小孔射进去的光线既无法穿出小球，也不会反射出来，所以这个小孔看上去就是绝对黑色。此即物理学定义的“黑体”。