两个不信骰子的人

1926 年夏天，薛定谔发表了波动方程。这篇论文把量子力学从矩阵力学的抽象代数里解放出来，还原成物理学家习惯的微分方程语言。玻尔和海森伯极为兴奋，以为薛定谔站到了他们这一边。他们错了。

玻恩很快给出了新的诠释：薛定谔的波函数描述的对象跟物质波的物理实体毫无关系，它给出的是粒子出现在某处的概率。海森伯紧接着提出不确定性原理：粒子的位置和动量不可能同时被精确测量。玻尔把这两条结合成互补原理，打包成哥本哈根诠释。在这套图景里，量子世界的底层是随机的，测量行为导致波函数坍缩，因果决定论到此为止。

薛定谔听到玻恩的诠释后非常不满。他的方程本意是用连续的波动描述取代玻尔模型里那些任意的量子跳跃，结果玻恩把波变成了概率云。他据说抱怨过：“不敢想象电子竟然会像跳蚤一样跳动。”

爱因斯坦的立场更加坚决。他在 1926 年底写信给玻恩，留下了那句广为流传的判断：“量子力学所取得的成就十分值得尊敬。但是，在我心中有个声音告诉我，这条道路还是不对。无论如何，我确信'老头子'是不会掷骰子的。”他说的“老头子”，指的是斯宾诺莎笔下的上帝：一个显身于万物和谐有序之中的自然秩序，不容许偶然。

这本书的核心叙事就从这里展开：两个诺贝尔奖得主，因为同一种哲学信念，结成了对抗哥本哈根诠释的阵营。他们的友谊持续了二十多年，共同孕育了物理学史上最著名的两个思想实验。这段友谊最终在一次媒体丑闻中破裂。

方程的意外诞生

哈尔彭在书中追溯了一个容易被忽略的链条：薛定谔方程的诞生，爱因斯坦有间接的推动之功。

1924 年，爱因斯坦在分析量子统计的论文中引用了德布罗意的物质波假说。薛定谔在这篇论文里读到了德布罗意的观点，意识到物质波需要找到一个波动方程。他写信给爱因斯坦说：“如果不是你的研究让我发现了德布罗意观点的重要性，那这一切可能就不会发生。”

接下来是 1925 年圣诞节，薛定谔带着一位女友到瑞士阿罗萨的荷维格别墅度假。他的妻子安妮留在苏黎世。在那几周里，他推导出了非相对论性的波动方程，成功复现了玻尔-索末菲量子化条件。外尔后来用一句俏皮话描述这件事：“薛定谔老夫聊发少年狂，巫山云雨，浓情蜜意之余做出重大成果。”三十八岁的薛定谔做出了他一生最重要的发现，这个年龄对理论物理学家来说已经偏大了。

方程做出来了，玻恩的诠释随后跟到。薛定谔寄予厚望的连续物质波，被重新定义为概率振幅。这个转折让薛定谔和爱因斯坦在量子力学的根本立场上迅速靠拢。1927 年第五届索尔维会议上，爱因斯坦每天早餐时向玻尔提出一个新的思想实验，试图证明量子力学存在逻辑漏洞。玻尔每次都成功反驳。爱因斯坦回到柏林后，在年轻一代物理学家中几乎成了孤家寡人。薛定谔是极少数站在他一边的人。

一只猫和一封信

1935 年，爱因斯坦和薛定谔的合作为物理学贡献了两个最著名的思想实验。

五月的《物理评论》刊登了爱因斯坦、波多尔斯基和罗森合写的论文，后来被称为 EPR 悖论。论文构造了一个场景：两个曾经相互作用的粒子，分开之后，对其中一个的测量似乎能瞬间决定另一个的状态。如果量子力学的描述是完整的，这就意味着超距作用。爱因斯坦认为这不可接受，因此量子力学的描述一定是不完整的。

EPR 论文发表后，薛定谔敏锐地抓住了其中的核心问题。他给爱因斯坦写信讨论，两人通过书信来回打磨。爱因斯坦在信中提出了一个“火药桶”的设想：一桶火药在某个时刻可能爆炸也可能不爆炸，按照量子力学，在测量之前火药桶处于爆炸和未爆炸的叠加态。薛定谔受到启发，把火药桶换成了一只猫。

他把一只猫关在盒子里，盒中有一个由放射性原子控制的毒气释放装置。原子的衰变是量子事件，在测量之前处于衰变和未衰变的叠加态。如果波函数是完整的描述，那么猫也处于死和活的叠加态。这个设计把量子力学的诡异之处从微观世界拉到了日常经验里：一只猫怎么可能既死又活？

薛定谔的猫后来成为物理学史上最广为人知的思想实验。哈尔彭在书中花了整整一章追踪这只猫如何从一份学术通信走进流行文化：从 1974 年勒吉恩的科幻小说，到“惊惧之泪”乐队的歌曲，到 2013 年谷歌的涂鸦。在薛定谔去世的 1961 年，公众几乎不知道这只猫的存在。

统一场论的死胡同

猫佯谬和 EPR 是爱因斯坦和薛定谔合作的巅峰，也是他们共同的武器。两人真正花时间追求的，是另一件事：用统一场论取代量子力学。

爱因斯坦从 1920 年代末开始把几乎全部精力投入统一场论的研究。他尝试过卡鲁扎的五维理论、外尔的规范方法、远程平行理论，每一种方案都在数学上看起来精巧，在物理上无法给出任何可检验的预言。泡利毫不留情地嘲讽他的频繁变阵：“爱因斯坦有永不枯竭的创造才能，平均每年研究出一个这样的理论，真是让人惊讶。”他甚至打赌说爱因斯坦会在一年之内来个一百八十度的大转弯。

薛定谔的路径略有不同。他在都柏林的高级研究院安顿下来后，受到爱丁顿宇宙学理论的启发，开始设计自己的“广义统一论”。他使用仿射联络取代标准广义相对论里的对称性限制，试图在同一个数学框架里容纳引力和电磁力。

1947 年 1 月，薛定谔在爱尔兰皇家学会公开宣布了自己的理论。《爱尔兰新闻》用了夸张的标题：“从爱因斯坦向前迈出的一步。”更糟糕的是，薛定谔在演讲中朗读了一封爱因斯坦写给他的私信，其中爱因斯坦把当前统一论研究的状况称为“希望的坟墓”。薛定谔当众宣布，自己“从坟墓里挖出了爱因斯坦的希望”。

消息传到普林斯顿，爱因斯坦非常愤怒。他让助理斯特劳斯翻译了一份新闻稿，公开声明薛定谔的理论“没有什么特别的优势，恰恰相反”。他用了一句极为尖锐的评语：薛定谔教授的最新成果“不能从'真实'的角度来看待，或是认为其与经验事实相符”。

哈尔彭记录了一个极具戏剧性的细节：爱因斯坦和薛定谔都曾考虑起诉对方剽窃。泡利警告说诉讼会“堕落成闹剧”，两人才作罢。薛定谔后来对访客约翰·莫菲特说：“我的方法远远好过阿尔伯特的。阿尔伯特是个老傻瓜。”

哲学的分与合

两人追求统一场论的动机深植于各自的哲学信念。爱因斯坦信奉斯宾诺莎：自然的法则是永恒的、决定论的，“上帝不掷骰子”。他在 1929 年明确表态：“我信奉斯宾诺莎的上帝，这位上帝显身于万物的和谐有序之中，而不是信奉时时刻刻考虑人类的命运和行为的上帝。”

薛定谔的哲学来源更复杂。他深受叔本华的意志论和印度吠檀多哲学的影响，相信“所有存在皆为一”。这句诗后来刻在了他的墓碑上。他对量子随机性的态度比爱因斯坦更灵活，曾经公开表示自然可以是因果的也可以是非因果的。他最终选择站在爱因斯坦一边，更多出于对连续性的信念：量子跃迁的不连续性，在他看来是自然秩序的裂痕。

哈尔彭在结语里用了一个比喻收束全篇：爱因斯坦和薛定谔就像堂吉诃德和桑丘·潘沙，他们追逐的统一场论在外人看来像风车一样的幻象。他们的统一论方案没有找到任何一个与基本粒子行为匹配的物理解。讽刺的是，真正实现了统一的电弱理论，恰恰出自他们的对手那一派：格拉肖、温伯格和萨拉姆用规范场论统一了电磁力和弱力，后来被实验证实。

爱因斯坦的壁炉上刻着一句话：“上帝狡猾，但没有恶意。”这是他的信念：自然不会故意误导研究者，只会提出不容易克服的挑战。统一场论的漫长失败也许证明了这个信念的另一半：上帝也许不掷骰子，但他确实狡猾。