深度科普：爱因斯坦曾说过“一切都是安排好的”，到底什么意思？

1927 年 10 月，比利时布鲁塞尔的国际索尔维物理研究所迎来了一场科学界的盛会 —— 第五届索尔维会议。这次会议主题为 “电子和光子” ，堪称物理学界的 “全明星” 聚会，世界上众多顶尖物理学家齐聚一堂，共同探讨重新阐明的量子理论。

在这场会议上，诞生了一张被誉为汇集全球三分之一智慧的照片，照片中的 29 人中有 17 人获得或后来获得诺贝尔奖 ，其中最为耀眼的两颗明星当属爱因斯坦和玻尔，他们之间的激烈争论成为了此次会议乃至科学史上的经典一幕。

当时，量子力学的发展如日中天，新的理论和观点不断涌现。海森堡提出的不确定性原理指出，我们无法同时精确地测量一个微观粒子的位置和动量，这一观点直接挑战了经典物理学中关于确定性和可预测性的传统观念。

与此同时，玻尔提出的互补原理也引起了广泛关注，他认为微观粒子的波粒二象性是互补的，在不同的实验条件下，粒子会表现出不同的性质，这两种性质不能同时被观测到。

爱因斯坦，这位相对论的创立者，一直坚信宇宙是有秩序、有规律的，运动和演化都是可以被科学定律所描述的。他无法接受量子力学中这种不确定性和随机性的观点，认为这违背了因果律。

在会议上，他神情严肃，言辞坚定地表达着自己的观点，试图通过一系列思想实验来反驳量子力学的不确定性原理。他就像一位坚守传统物理学阵地的勇士，对量子力学的新观点发起了一轮又一轮的攻击。

而玻尔则是量子力学的坚定捍卫者，他思维敏捷，逻辑严密，每次都能巧妙地回应爱因斯坦的质疑。面对爱因斯坦的挑战，玻尔总是能从不同的角度进行分析和解释，用自己的理论和观点来化解爱因斯坦的攻势。他和爱因斯坦的争论，就像一场精彩的辩论赛，双方你来我往，互不相让，每一次交锋都引发了在场物理学家们的深入思考。

他们的争论吸引了众多物理学家的关注，海森堡、泡利等年轻一代的物理学家站在玻尔一边，支持量子力学的新观点；而薛定谔、德布罗意等则对爱因斯坦的看法表示理解和认同。整个会议现场充满了浓厚的学术氛围，物理学家们各抒己见，激烈讨论，共同推动着科学的发展。

爱因斯坦所支持的决定论，有着深厚的历史渊源和科学基础。

在经典物理学的辉煌时代，牛顿的力学体系如同一座巍峨的大厦，屹立在科学的巅峰。它以简洁而优美的数学公式，成功地描述了宏观物体的运动规律，从天体的运行到日常生活中物体的运动，都能在牛顿力学的框架下得到准确的解释和预测。在这个体系中，宇宙就像一台精密的机械装置，所有的物体都按照确定的规律运动，只要知道了初始条件和相关的物理定律，就能够精确地预测未来的状态。

这种决定论的观点，深深扎根于人们的科学认知和哲学思考中。拉普拉斯的 “决定论” 思想更是将其推向了极致，他提出了著名的 “拉普拉斯妖” 概念。

想象有一个全知全能的 “妖”，它能够知晓宇宙中所有粒子在某一时刻的位置和速度，并且掌握了所有的物理定律，那么它就可以根据这些信息，精确地计算出宇宙在未来任何时刻的状态，也能够追溯宇宙在过去任何时刻的状态。这意味着，宇宙的未来和过去都已经被确定，一切都是必然的结果，不存在任何随机性和不确定性。

爱因斯坦深受这种决定论思想的影响，他坚信自然界的每一个现象都有其确定的原因和结果，物理理论应该能够提供对自然现象的确定性描述。

他在相对论的研究中，成功地揭示了时间、空间和引力的本质，展现了物理规律的确定性和可预测性。因此，他认为量子力学中的不确定性原理只是一种暂时的现象，背后一定隐藏着尚未被发现的规律，一旦这些规律被揭示，量子世界的行为也将变得可预测。

而以玻尔为代表的哥本哈根学派则主张概率论。他们认为，量子世界的本质是概率性的，不确定性是微观世界的固有属性，并非由于我们的认知不足或测量手段的限制。

在量子力学中，微观粒子的状态不能用确定的位置和动量来描述，而是用波函数来表示，波函数给出了粒子在不同位置出现的概率分布。当我们对粒子进行测量时，波函数会瞬间坍缩到一个确定的状态，但在测量之前，粒子处于一种概率叠加的状态，具有多种可能性。

例如，在著名的双缝干涉实验中，当单个电子通过双缝时，它会在屏幕上形成一个概率分布图案，而不是像经典粒子那样沿着确定的路径运动。这表明，电子在通过双缝时，似乎同时通过了两条缝，并且与自身发生了干涉，这种现象无法用经典的决定论来解释，只能用量子力学的概率论来理解。

哥本哈根学派的概率论观点，颠覆了人们对自然界的传统认知，引发了巨大的争议。爱因斯坦对此深感不满，他认为这种观点违背了因果律，让物理学失去了确定性和可预测性。他曾在给玻恩的信中写道：“量子力学令人印象深刻，但是一种内在的声音告诉我它并不是真实的。

这个理论产生了许多好的结果，可它并没有使我们更接近‘老头子’（上帝）的奥秘。我毫无保留地相信，‘老头子’是不掷骰子的。” 爱因斯坦坚信，一定存在某种尚未被发现的 “隐变量”，这些隐变量决定了量子世界的行为，使得量子世界实际上也是确定的、可预测的，只是我们目前还没有找到它们而已。

爱因斯坦对量子力学中最底层规律的随机性深感不满，这是他说出 “一切都是安排好的” 这句话背后的重要原因之一。在他看来，这种随机性与传统物理学中所强调的因果律和确定性原则相冲突。他坚信，自然界的一切现象都应该有其明确的因果关系，物理理论应该能够对自然现象做出确定性的描述。

量子力学中的不确定性原理表明，微观粒子的某些物理量，如位置和动量，不能同时被精确测量。这意味着微观粒子的行为具有随机性，我们只能用概率来描述它们的状态。

例如，在电子的双缝干涉实验中，单个电子通过双缝后，其在屏幕上的落点是随机的，无法准确预测。这种随机性让爱因斯坦难以接受，他认为这只是因为我们目前还没有掌握足够的信息，或者存在尚未被发现的物理机制。

他提出了隐变量理论，认为在量子力学的背后，可能存在一些隐藏的变量，这些变量决定了微观粒子的行为，使得它们的运动实际上是确定的、可预测的 。

就像在宏观世界中，我们可以通过牛顿力学精确地计算物体的运动轨迹一样，爱因斯坦希望在微观世界中也能找到类似的确定性规律。他认为，量子力学中的不确定性只是一种表面现象，一旦我们发现了这些隐变量，就能揭示出微观世界的真正规律，从而消除量子力学中的随机性。

爱因斯坦一生都在追求宇宙的终极规律，他坚信存在一种绝对的、统一的物理真理，能够解释宇宙中的一切现象。

他所说的 “上帝不会掷骰子” 中的 “上帝”，实际上就是他对这种宇宙最终真理的一种隐喻。在他的观念中，宇宙是一个和谐、有序的整体，所有的物理现象都遵循着一定的规律，这些规律是客观存在的，不以人的意志为转移。

爱因斯坦在相对论的研究中，深刻地揭示了时间、空间和引力之间的内在联系，展现了物理规律的简洁性和优美性。他认为，这种简洁和优美是宇宙终极规律的体现，宇宙的运行就像一台精密的机器，每个部件都按照既定的规则运转，一切都在有条不紊地进行着。

他对宇宙终极规律的坚信，源于他对科学的热爱和对真理的执着追求，这种信念支撑着他在科学的道路上不断探索，即使面对量子力学的挑战，他也始终没有放弃对确定性和因果律的坚守。

他晚年致力于统一场论的研究，试图将引力、电磁力、强力和弱力这四种基本相互作用统一在一个理论框架下，寻找那个能够解释宇宙万物的终极方程。

他相信，一旦找到这个统一场论，就能揭示宇宙的终极奥秘，实现物理学的大一统。虽然他最终未能完成这一伟大的目标，但他的探索精神和对宇宙终极规律的执着追求，激励着无数后来的科学家继续前行。