在上世纪三十年代的布鲁塞尔索维尔物理会议上,著名物理学家爱因斯坦说过这样一句话:量子力学产生了很多好的结果,但是它并没有让我们更接近“老头子”的奥秘,我毫无保留的相信:老头子是不掷骰子的。
爱因斯坦口中所说的“老头子”指的是上帝,“老头子”是爱因斯坦对于上帝的爱称,那么爱因斯坦所说的上帝掷不掷骰子是什么意思呢?
拉普拉斯妖,将上帝赶出宇宙的男人
在英国物理学家牛顿创建了经典力学之后,人们便可以根据数据、使用经典力学准确的计算出大到整个太阳系的天体、小到甚至一个皮球在某一个时间的具体运动情况,牛顿将上帝制造宇宙时使用的方法通过数学的方式精准表达出来,这是牛顿最伟大的地方,但牛顿本人也存在着一些缺陷,也就是牛顿是一个有神论者,虽然牛顿可以使用数学的方法去解释世界,但牛顿对于一些无法解释的天体现象还是坚信着上帝会出现干预,1796年,法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯凭借着他杰出的数学天赋出版了《宇宙体系论》,与哲学家康德不同,拉普拉斯使用数学的方法解释了太阳系的形成过程,一时间引起了轰动。
当时法国皇帝拿破仑看到这本《宇宙体系论》后便向拉普拉斯提问:你出版的这部《宇宙体系论》中为何从来没有提到过上帝?
拉普拉斯回答道:陛下,我的《宇宙体系论》中不需要有上帝存在的这个假设!
拉普拉斯假设:在宇宙中存在着一个恶魔,它知道宇宙中所有原子的位置与动量,并且严格按照经典力学去展现这个宇宙的运动,宇宙的所有事件都包括在经典力学的公式之中,对于这个恶魔来说,宇宙中的历史、现在、将来不是模糊的,都是可以使用经典力学去解释的,这个恶魔就是被誉为将上帝赶出宇宙的拉普拉斯妖,拉普拉斯妖是绝对论的代表。
后来随着物理学的不断发展,电磁理论、相对论的物理理论不断诞生,它们几乎可以解释当时人类所能认识到的领域中的绝大部分问题,物理大厦已经落成,所剩只是一些修饰工作,物理学家们坚信只要掌握了所有的规律,人类可以使用它去代替上帝统治这个宇宙,直到量子力学的出现。
美丽而晴朗的物理学大厦却被两朵乌云笼罩了
量子力学与其他物理理论不同,量子力学主要是描述微观亚原子的物理学分支,但正是这个看起来普通的物理分支却对于整个物理学乃至整个世界产生了根本性的动摇,尤其是哥本哈根学派对于量子力学的诠释,听起来简直不可思议!
哥本哈根学派认为组成物质的微观粒子都具有不确定性,也就是说当人们没有对其进行观测的时候,微观粒子的状态是不确定的,它有可能在A点,也有可能在B点,或者是同时在A点和B点,微观粒子会严格按照波函数去演化,这个波函数只能计算出微观粒子出现在空间中的概率,但无法准确的计算中微观粒子具体的动量与位置,如果说创造宇宙的是上帝的话,那么哥本哈根学派则意味着上帝虽然创造了宇宙,但上帝却是在使用一种掷骰子的概率去维持这个宇宙的运行。
决定论与不确定性的世纪对决
这个世界的本质是概率?上帝竟然是依靠掷骰子的方式去统治世界,这个观点想必很多人都无法接受,即便按照这个原理推导出的公式可以完美的解释微观粒子的一切现象,但人们发至内心的不愿意相信这个世界的本质竟然是基于概率的,就连曾经推翻经典力学的叛逆者爱因斯坦也不愿因接受这个现实,于是以爱因斯坦为首的决定论派向以玻尔为首的不确定派发起了疯狂的进攻,爱因斯坦提出了量子力学史上著名的的EPR详谬,薛定谔提出那个让人感到疯狂的薛定谔的猫,但全部以失败而告终。
爱因斯坦,作为决定论的坚守者,直到死都不愿意相信自己生存在一个掷骰子的世界中,他曾经做出了很多努力,从最初的反对量子力学的根本性,到利用EPR详谬证明量子力学并不完备,爱因斯坦的晚年有一些执拗,他甚至选择不看外面关于新量子力学的报道,而选择建立一种大统一场理论去使世界重新恢复到老头子的统治中,也可能是早年的相对论夺走了爱因斯坦所有的智慧,或者说爱因斯坦坚持的本来就是错的,爱因斯坦在1955年4月18日抱憾而去,死前选择烧毁了自己所有的手稿,一代物理大师就这样离开了我们,但却并没有给出一个最终的答案。
爱因斯坦曾经质问玻尔:玻尔,上帝是不会掷骰子的!而得到的回答是:爱因斯坦,别去指挥上帝该怎么做!
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