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爱因斯坦:“上帝不会掷骰子”玻尔:“你别指挥上帝该怎么做!”

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“上帝不会掷骰子”这句话最早在出现在1926年爱因斯坦写给波尔的一份信中!

但是被众人所熟知却是在1927年比利时布鲁塞尔召开的第五届索尔维会议上,这届索尔维会议被称为史上最著名的一届。

为什么这届索尔维会议这么著名呢?

由于参与的物理学大咖多、讨论的问题重要,所以被称为最著名的一次。这届会议上出席了我们所熟知的爱因斯坦、波尔、普朗克、居里夫人、康普顿等等17位著名的诺贝尔学奖得主,被称为最强大脑的云集,号称当时全球三分之一的智慧汇集于此次会议。并且此次会议是量子力学发展阶段非常重要的一次辩论会,被称为微缩版的量子力学史。

这届会议的主题是“电子和光子”,其中最精彩的部分,当然是爱因斯坦与波尔之间激烈的论战,爱因斯坦与波尔之间的辩论真可谓针尖对麦芒,不过最后还是以爱因斯坦棋输一招而落败,

怎么回事呢?

此次会议大概分三大阵营:

实验派:布拉格、 康普顿

哥本哈根学派:波尔、波恩、海森堡 、泡利

哥本哈根反对派:爱因斯坦、 德布罗意 、薛定谔

从这个分派上,大家或许就能看出爱因斯坦与波尔之间剑拔弩张的气氛!

他们争论的主题就是量子力学的完备性和波函数是否精确描述了单个体系的状态!

波尔等人认为在量子力学中,要用波函数来描述微观粒子的量子态,波函数可以帮助我们计算出粒子出现在某一位置或者处于某种运动状态的概率 —— 一个事件发生的概率等于其波函数绝对值的平方,人为的观测会导致波函数塌缩成一个确定的量子态。

哥本哈根诠释的最基本原理就是不确定性原理、波函数塌缩、互补性原理,这种解释就好像掷骰子一样,在骰子落地之前,我们不可能确切地知道投出的到底是几点,也就是投出骰子的六个面中,哪一个面朝上是随机出现的,只有当骰子落地后,我们才能知道这次掷骰子事件到底投的是几点!

可是爱因斯坦是一个非常虔诚地相信因果律的人,他相信,任何一种事物或者现象的出现必然有其背后的原因,不可能是随机的,他认为,如果我们能知道骰子投出去时所受的力、空气的阻力、接触地面时所受的力等等一切参数,骰子的点数我们是可以预测的!

而哥本哈根学派的概率论只能让我们知道最终结果,中间的过程竟然是不确定的,波函数塌缩的原因和过程也说不明白,这违背了他所坚信的因果律,所以,他认为我们之所以不能了解微观粒子随机出现的原因是因为有一些隐变量没有被我们发现,如果我们找到了这些隐变量,微观世界就不是随机的了!

他非常反对波尔等人的这种概率论,他认为概率论这种描述模棱两可,是不全面的,所以,他提倡隐变量理论,是以波尔为首的哥本哈根学派理论的“死对头”。

爱因斯坦认为哥本哈根学派所描述的这种量子态的随机性表明:同一个过程可能会产生许多种不同结果。按照概率论解释,电子通过双缝后出现在感应屏位置是随机的,那么感应屏上的许多区域就必须同时对电子行为进行观测,才能瞬间作出反应, 这种瞬间反应暗示着一种超距作用,是违背相对论的,这也是他反对哥本哈根诠释的原因之一!

不过后来的“贝尔不等式”的不成立,表明爱因斯坦所主张的隐变量理论不正确,也说明了量子纠缠不能用隐变量理论解释,量子纠缠这种鬼魅般的超距作用的确存在。

爱因斯坦所坚信的“因果律”成为了阻碍他正确理解量子现象的障碍,所以他才会在与波尔的争论中落败,从而说出:“上帝不会掷骰子”这样的话,或许这就是人在不理解自然现象时所表现出的最无奈的一面吧!

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