■刘岩

霍金被认为是当代最杰出的理论物理学家，他撰写的科普著作《时间简史》创造了科普书籍发行的世界纪录。

从20世纪60年代起，霍金就致力于把20世纪物理学的两大奠基理论——量子理论和相对论——整合到一起，从而为新物理学找到入口。但是，量子理论和相对论是否可以走到一起呢？霍金也难以判定。在20世纪90年代，霍金发出这样的感叹：量子理论和相对论是水和油一样不相融的。

那么，真实的物理世界应该是什么样子的呢？要回答这个问题，必须分析量子理论和相对论的基础。

量子理论的基础

关于量子理论的基础，在20世纪20年代之前，大多数古典式的物理学家（包括爱因斯坦）都持怀疑态度，原因主要来自光子的奇异性质。试想，在双缝实验中，大量光子可形成衍射图案，这种图案有着精确的、可量化描述的特征。但是，当减少进入双缝的光子数目时，光子就在投影板上形成了随机的、无规则的乱点，这对于认为物理学是“决定论”的古典物理学是最沉重的打击。所以，包括爱因斯坦在内的大多数古典式物理学家都认为，当时的量子理论有缺陷，物理世界应该是一个完全的“决定论”的世界，“因果论”在任何物理体系中都起作用。而将“概率”引入物理学正是量子理论的一大特征，是物理学的悲剧。

但同一时代的以丹麦物理学家玻尔为首的“哥本哈根”学派却不这样认为。他们认为，将“概率”引进物理学并不奇怪，这就像当年牛顿将微积分引入动力学世界一样自然。……