與史蒂文·溫伯格的問(wèn)與答

鄧雪梅/編譯

史蒂文·溫伯格（Steven Weinberg），這位杰出理論物理學(xué)家的新量子力學(xué)教科書——《量子力學(xué)教程》——給這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了一個(gè)獨(dú)特的視角，其中便包括了他對(duì)現(xiàn)有量子力學(xué)的解釋感到不滿

●史蒂文·溫伯格的研究領(lǐng)域覆蓋了量子場(chǎng)論、基本粒子物理學(xué)以及宇宙學(xué)等內(nèi)容。他同謝爾登·格拉肖（Sheldon Glashow）和阿卜杜勒·薩拉姆（Abdus Salam）一起，因?qū)玖Ｗ訕?biāo)準(zhǔn)模型的貢獻(xiàn)而贏得了1979年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。目前溫伯格是得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的一位物理和天文學(xué)教授。

溫伯格曾在康奈爾大學(xué)、尼爾斯·玻爾研究所以及普林斯頓大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)，并在哥倫比亞大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、麻省理工學(xué)院以及哈佛大學(xué)從事過(guò)教學(xué)和研究工作。同時(shí)，他也是一位優(yōu)秀的科學(xué)作家，他最近撰寫的一本教科書——《量子力學(xué)教程》——是專門給一年級(jí)研究生授課用的。

《今日物理》雜志對(duì)此書的描述是：該書“以高水平精準(zhǔn)和清晰地論述來(lái)呈現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容，其中涉及到許多相關(guān)物理學(xué)的討論，這在其他同類教材中幾乎很難找到”。對(duì)于教程中沒(méi)有任何圖片，《今日物理》的評(píng)論是：或許“這是該書最有吸引力的地方，特別是對(duì)那些有些許基礎(chǔ)的學(xué)生而言”。以下是溫伯格就教程與《今日物理》之間的對(duì)話。

《量子力學(xué)教程》的特點(diǎn)

記者：到底是什么激起您寫這本教課書的？就其難度和目標(biāo)受眾而言，這本書似乎介于《湖畔靜思》和《量子場(chǎng)論》之間。

溫伯格：在過(guò)去的十年里，我斷斷續(xù)續(xù)地給一年級(jí)研究生講授量子力學(xué)一課。當(dāng)多次在講授同一門課的時(shí)候，似乎我的講稿慢慢積累成一本書的內(nèi)容。因此，教課書是針對(duì)學(xué)物理的研究生就不足為怪了。但在部分大學(xué)里，一些聰明的物理專業(yè)本科生也在學(xué)習(xí)研究生課程，這本書對(duì)這些人會(huì)有所幫助?；蛟S，正在該領(lǐng)域從事研究的物理學(xué)家也可以從中找到一些有用的東西。

記者：目前的一些基本量子力學(xué)入門教材，甚至其中一些題目都同您的書一樣。那么您的這本書的主要特點(diǎn)是什么呢？

溫伯格：在講授量子力學(xué)課程的過(guò)程中，我總是會(huì)指定某本書讓學(xué)生從中找到一些公式。我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的這些書籍都是相當(dāng)不錯(cuò)的教材，但是沒(méi)有一本書涵蓋了我所涉及的題目。雖然我也在探究標(biāo)準(zhǔn)的波動(dòng)力學(xué)計(jì)算，但是我更加強(qiáng)調(diào)對(duì)稱原理。我也試著呈現(xiàn)諸如散射等更加普遍的理論。

記者：這本書沒(méi)有任何圖表；您能闡述一下您對(duì)物理教科書中圖表使用的觀點(diǎn)和實(shí)踐嗎？

溫伯格：我并不反對(duì)那些真正有用的圖表?！队钪鎸W(xué)》就充滿了圖表，這些圖表顯示了近似計(jì)算和精確計(jì)算間的一致性或理論與觀測(cè)間的一致性。我只是在這本書中找不到任何需要圖表的理由。試想，如果我通過(guò)愛(ài)麗絲和鮑勃之間的通訊圖來(lái)闡述我對(duì)于糾纏系統(tǒng)通訊的討論，肯定會(huì)生動(dòng)不少。但這幅圖會(huì)澄清我想要澄清的東西嗎？我既不用為不必要的圖表減少而操心，也不用為這本書多花費(fèi)時(shí)間或價(jià)格而操心。

致力于量子力學(xué)的解釋

記者：網(wǎng)絡(luò)上有關(guān)于您對(duì)量子力學(xué)解釋的“進(jìn)步”觀點(diǎn)。在現(xiàn)有解釋中，您看到的普遍缺陷是什么？您會(huì)致力于一個(gè)更加令人滿意的解釋或看到了新的起點(diǎn)嗎？

溫伯格：一些非常好的理論家似乎非常滿意一個(gè)關(guān)于量子力學(xué)的解釋，解釋中僅僅波函數(shù)才會(huì)讓我們計(jì)算出測(cè)量的結(jié)果。然而，測(cè)量?jī)x器以及物理學(xué)家們大概也受到量子力學(xué)的支配，因此最終我們需要解釋一些假設(shè)——假設(shè)不區(qū)分任何測(cè)量?jī)x器或是來(lái)自任何地方的物理學(xué)家，甚至從諸如玻恩定則等這些假設(shè)就能夠被推廣。這種嘗試似乎導(dǎo)致了類似“多重世界”的產(chǎn)生，而這種解釋恰恰是我所排斥的。又或者，一位物理學(xué)家試圖修改量子力學(xué)以至于波函數(shù)確實(shí)能夠描述真實(shí)情形以及隨機(jī)和非線性坍縮，但這似乎只是打開了瞬時(shí)通訊的可能性。我不時(shí)地致力于量子力學(xué)解釋的研究中，但是卻沒(méi)有任何進(jìn)展。

記者：還有什么是您目前從事的研究工作？

溫伯格：我最近有兩篇即將發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的論文，一篇是關(guān)于宇宙學(xué)的，另一篇是關(guān)于強(qiáng)子物理學(xué)的。我也剛剛完成一本從泰勒到牛頓時(shí)期物理學(xué)和天文學(xué)問(wèn)世的書籍。

記者：您最近在看一些什么書？

溫伯格：為了我所要研究的那段物理學(xué)和天文學(xué)問(wèn)世的歷史，我正在閱讀托勒密和笛卡兒光學(xué)的一些書籍。對(duì)于在奧斯汀的讀書會(huì)而言，我正在閱讀由伊麗莎白·斯特勞特（Elizabeth Strout）撰寫的《伯吉斯男孩》；作為消遣，我通常轉(zhuǎn)向通史?，F(xiàn)在，我正在讀羅伯特·麥西（Robert Massie）關(guān)于《彼得大帝的生活和世界》（1991年版），包括我又重讀了托馬斯·B·麥考利（Thomas B.Macaulay）的經(jīng)典之作 《詹姆斯二世即位以來(lái)的英國(guó)史》（2003年版）。