正传：36.帮倒忙的贝尔
时间来到1964年。这一年东京举办了奥运会。标志着这个国家的重新崛起啊。
这一年也是量子力学很重要的一年。这一年发生了一件大事儿和一件小事儿。如今大事儿大家不关心。小事儿倒是成了不少人议论的话题。这两件事儿，基本上使我们后文书的两个主要的线索。
首先是夸克的发现。夸克模型于1964年由物理学家默里·盖尔曼和乔治·茨威格独立提出。当时大家碰到的一个情况是基本粒子太多了。出现了所谓的粒子动物园的情况。各种各样的粒子都出现了。五花八门的。他们都是基本粒子吗？要知道基本粒子就是不可再分的粒子。盖尔曼和茨威格就觉得不是这么回事儿。这两个人不是一起研究的。他们是分别研究这个问题。后来两个人分别提出了夸克理论。夸克这个名字是盖尔曼起的。茨威格本来起名字叫“Aces”，就是扑克牌里面的A。但是最后大家还是接受了盖尔曼的叫法，大家都叫“夸克”了。强子都是有夸克组成的。我们知道的中子啊，质子啊。最后都是由不同种类的夸克组成的。夸克本身也有好多种。大家给他们起名字，一共六类。“上下顶底奇粲”。每类夸克还分不同的味道和颜色。首先说清楚啊，这个味道和颜色。仅仅是起了个便于识别和记忆的名字。并不是真的颜色和味道啊。
这个盖尔曼是个比较传奇的人物。人们说他有“五个大脑”，遗传运算法则创始人约翰·赫兰称他是“真正的天才”，1977年诺贝尔物理学奖获得者安德森曾评价他“现存的在广泛的领域里拥有最深刻学问的人”，1979年诺贝尔物理奖获得者温伯格说他“从考古到仙人掌再到非洲约鲁巴人的传说再到发酵学，他懂得都比你多”。他自打小时候就聪明，他的同学认为他是“会走路的大百科全书”。人家14岁申请耶鲁大学，从耶鲁大学毕业后，不到22岁的盖尔曼在麻省理工学院获得博士学位，随后被“原子弹之父”奥本海默带到普林斯顿高等研究所，这期间又跑到费米领导的芝加哥大学物理系教课，而且还被提升为副教授。1955年，盖尔曼在博士后研究结束后由于“奇异数”的发现曾有机会去芝加哥大学任教，“可惜费米前一年死了”。他也曾想去丹麦的玻尔的研究所，“可惜他们没有博士后制度而只让我做教师或学生”，所以最好的选择是去加州理工学院，“那里有费曼”。就这样，盖尔曼不到26岁就成为加州理工学院最年轻的终身教授。他后来一辈子跟费曼抬杠。相互还有点儿不服气。1969年他获得诺贝尔物理学奖。后来他转而研究复杂性问题。创立圣菲研究所。也有不少的成就。他写了一本书来描述复杂性问题，叫做《从夸克到美洲豹》。现在来讲，复杂性问题、混沌理论、分形几何都是很有意思的学科。混沌理论某些特征跟量子理论有相通之处。这个宇宙真是奇妙，最宏大复杂的东西，居然跟最微小简单的事物有某种类似的特性。
夸克是在强子的内部存在。因此你要研究这玩意儿。必须拿对撞机撞才行。对撞机，就好比大锤砸核桃一样。不把强子砸开，就没办法研究内部的结构。因此现在加速器就变得很重要。欧洲也要建造大型的加速器。随着加速器越造越大，人类对于微观世界的认识也开始越来越清晰。沿着这条路走下去，最终就可以统合三种基本的力。电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用，最终都可以统一。只剩下一个另类的家伙，就是引力。这东西不太合群。到现在也没完全搞定。
1964年这一年，还发生了一件不算大的小事儿。前一年，一位35岁的年轻工程师来到了美国的斯坦福大学学习一年。这个年轻人1928年出生于北爱尔兰的贝尔法斯特的一个工人家庭。从小是一个满脸雀斑，一头红发的孩子。不过对于物理学很着迷。不过他的主要工作，并不是物理，而是加速器工程技术方面的事儿。那年头他供职于欧洲核子研究组织CERN。刚好有机会到美国访问一年。也算是他换换脑子，可算有空余时间来摆弄他喜欢的量子物理的。虽然这理论上只是他的业余爱好。他的名字叫约翰贝尔。他出生的1928年，刚好是量子力学喷薄而出的年代。而且也是爱因斯坦和玻尔两位大师隔空交火最热闹的时代。贝尔可以说是量子力学的同龄人。他最着迷的还是有关爱因斯坦和玻尔的争论以及爱因斯坦和波多尔斯基以及罗森的那篇论文EPR问题。说实话，贝尔打心眼里佩服爱因斯坦。他也喜欢爱因斯坦的思想。他并不喜欢玻尔他们这一派的哥本哈根诠释。
自打三十年代EPR发表以后。40年代忙着打仗造原子弹。到了50年代。终于有点起色了。首先是玻姆提出了隐变量理论。其实他是在德布罗意的思想基础之上提出来的。我们现在看到的有关EPR问题的描述，通常都不是爱因斯坦他们几个的原版。因为那个版本比较复杂。讲述比较麻烦。现在普遍使用的都是玻姆的简化版本。也就是用量子的自旋来表述。隐变量的意思就是说，量子这种古怪的行为是背后有个东西在操纵。但是这个东西我们还不知道它是啥。因为这个想法其实已经由来已久了。大家也都知道这么个说法。早在1932年，冯·诺依曼在他的著作《量子力学的数学基础》中，为量子力学提供了严密的数学基础，其中捎带着做了一个隐变量理论的不可能性证明。他从数学上证明了，在现有量子力学适用的领域里，是找不到隐变量的！
这个冯诺依曼，那还了得。这个名字大家都不陌生啊。我们现在使用的电脑，就被称为“冯诺依曼型计算机”。被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。他从小就是个天才中的天才。传说他8岁搞懂微积分，不过这比较的离谱儿。不过长大以后，他同时上了三所大学。这是前所未有的事儿啊。我们今天可能听说大学都在抢优秀生源。特别好的学生可能接到好几个学校的邀请。可是没那个学生是同时上三所大学的。冯·诺依曼在布达佩斯大学注册为数学方面的学生，并不听课，只是每年按时参加考试，考试都得A。与此同时，冯·诺依曼进入柏林大学(1921年)，1923年又进入瑞士苏黎世联邦工业大学学习化学。1926年他在苏黎世联邦工业大学获得化学方面的大学毕业学位，通过在每学期期末回到布达佩斯大学通过课程考试，他也获得了布达佩斯大学数学博士学位。
这可是一位及其聪明的聪明人。冯·诺伊曼认为，量子理论是普遍有效的，不仅适用于微观粒子世界，也适用于现实的测量仪器。1932年约翰·冯·诺伊曼将量子力学的最重要的基础严谨地公式化。按照诺伊曼的一个物理系统有三个主要部分：其量子态、其可观察量和其动力学（即其发展趋势），此外物理对称性(比镜像对称的含义更广)也是一个非常重要的特性。冯·诺伊曼的量子力学教科书《量子力学的数学基础》首次以数理分析清晰地提出了波函数的两类演化过程。
瞬时的、非连续的波函数坍缩过程
波函数的连续演化过程，遵循薛定谔方程
冯诺依曼就像一座大山一样挡住了贝尔的去路啊。眼前基本无路可走。人家数学大师的水平，那不是你这个业余选手能撼动的。不过贝尔到是没有被大师吓倒。人家认真仔细的分析了诺依曼的证明过程。发现诺依曼犯了个小错误。这个错误是处于数学和物理之间接缝的地方。也难怪啊，诺依曼搞物理某种程度上只是玩儿票啊。人家本职工作还是个数学家。1957年，诺依曼去世了。享年53岁。费米、泡利、诺依曼。都是五十来岁就去世了。非常可惜的事儿。而且都集中在那几年。爱因斯坦也是1955年去世的。对于量子力学的各种诠释。其实在那时候就已经开始出现各种萌芽了。不再是哥本哈根学派的一统天下。比如艾弗雷特提出了多世界诠释。就拿薛定谔的猫来做例子把。哥本哈根诠释认为，你不观察，那么猫就处于死了和没死的叠加态。你一观察，就决定了，或者猫是死的，或者猫是获得。这个多世界理论不是这么认为的。他们认为你一观察。世界就分裂了。分解成了两个平行的世界。一个世界猫死了，一个世界猫活着。至于你看到哪个世界，看运气。爱因斯坦生前听说或这个想法。他觉得你有那么大的面子，你看一眼。宇宙就分裂的了。这事儿不靠谱儿啊。到了1957年。艾弗雷特正式提出了多世界诠释。然后还跑到哥本哈根找玻尔。人家玻尔不置可否。现在老一辈的都去世啦。大家可算松口气了。各种诠释就都冒出来了。玻姆的隐变量也算一种诠释啊。还有好几种诠释，比如退相干诠释。还有一致性历史诠释，号称是哥本哈根诠释的补丁版。当然还有不少物理学学家认为量子力学没法诠释，他们提出的口号是，闭嘴，计算。因此也叫“闭嘴计算诠释”。在这个大背景下，老一代人都去世了。那就好办了。小字辈儿胆子也就变大了。贝尔就开始计算了。他内心很想帮助爱因斯坦这一边儿啊。经典物理里面也有概率问题。就好比扔骰子扔硬币。这种事一般都是用概率来计算。但是物理学家们普遍认为，这是因为测量不精确造成的。没办法测量扔骰子的时候，空气的流动状况。没办法精确的解复杂的偏微分方程。导致我们没办法去精确的计算骰子的飞行状态。并不是说飞行状态不可计算。因此很多人认为，量子的概率表述，其实也是因为我们搞不清楚原因造成的。贝尔就是这么想的。要搞清楚背后的原因，那么就必定要揪出那个隐变量。可是这东西找起来太难了啊。贝尔要计算的就是一个判断隐变量是不是存在的式子。而且要能用实验来检验。说白了各种各样的隐变量和哥本哈根诠释吵来吵去。还不是因为没办法做实验而造成的嘛！最后贝尔终于得到了一个不等式。不等式里面的几个物理量，都是可以测量的。因此可以做实验来验证这个不等式。不过在当时，要想做这个实验还是有难度啊。因为需要作出相互纠缠的粒子。这东西在当时来讲很难做到。
惠勒很早就提出，正负电子相互泯灭，会放出一对光子。这一对光子因该是相互纠缠的。后来1948年哥伦比亚大学吴健雄的实验室，成功的做了这个实验。是吴健雄和萨科诺夫一起做的。这是人类第一次搞出相互纠缠的粒子。但是那时候搞出来的纠缠粒子，都不太稳定。很难在实验里面摆弄。因此贝尔的不等式提出以后，也没人特别感兴趣。那时候大家普遍对量子力学有信心。认为这东西，不需要验证了吧。所以贝尔不等式在当年算不得是一件大事。那也无妨啊，反正只要有人最终解决了，实验的技术难题。那么就可以验证一把，到底是爱因斯坦对呢，还是波尔对呢。要是符合贝尔不等式。那么就说明，存在隐变量。我们一时半会儿抓不住这家伙。要是不符合贝尔不等式。那么就说明，概率描述是量子的內凛特性。就是说，量子行为天生只能用概率来描述。贝尔很崇敬爱因斯坦啊。他总想着能用自己的实际行动告慰一下爱因斯坦的在天之灵啊。
但是贝尔万万没想到，自己给爱因斯坦帮了一个倒忙……
下回再说……