爱因斯坦发现了哪些秘密,会说上帝不掷骰子?
“上帝不掷骰子”这句话是爱因斯坦的名言,相信各位读者在很多地方都看到过这句话,或许你知道这句话和量子力学有关,但是你肯定不知道,爱因斯坦说的这句话隐藏着对宇宙本质的思考!
02 让人费解的量子力学物理学家费曼曾经说过:“没有人真正理解量子力学”,在人类物理学的发展中,量子力学绝对是最让人费解的物理理论,如果有人在你面前声称自己是量子理论的专家。
不用怀疑,这个人一定是个骗子,就像是前一段大火的“量子波动速度”,总有一些人用“量子”的名义去做一些不科学的事情。
爱因斯坦和量子力学可以说是“爱恨纠葛”,1900年普朗克针对黑体辐射的研究促使了“量子力学”的诞生。随后,爱因斯坦,波尔,海森堡,薛定谔等人都参与进了量子力学的后续发展,因此爱因斯坦本人其实也是量子力学的奠基人之一。
19世纪末二十世纪初,经典力学已经十分完善,但是仍然有一些问题无法解释,比如“黑体辐射”和“光电效应”,对这些问题的研究促使了科学家发现了另外一个神奇的物理世界——微观宇宙。
量子力学本身就是讨论微观粒子运动规律的理论,但是让科学家疑惑的是,微观粒子的运动和宏观世界中的经典力学完全不同,量子力学认为粒子的状态不是百分百肯定的,而是以“概率云”的形式存在,所有粒子都具备“不确定性”,同时“不确定性”就是宇宙的本质。
直到今天,“不确定性”仍然和量子力学密不可分,比如“薛定谔的猫”就是一个很好的例子,一些在日常生活中不会发生的事情,在量子力学中就拥有了可能性。
03 爱因斯坦和量子力学爱因斯坦在1905年提出了“光量子”的概念,成功地解释了光电效应,爱因斯坦凭借这个研究获得了诺贝尔奖项,并且光量子这个概念让科学家发现了光子具备“波粒二象性”,因此爱因斯坦的研究也促使了量子力学的诞生。
和其他物理理论不同,量子力学是在诸多不同科学家的研究和推动下诞生了,因此产生了多种不同的学派和诠释。
比如著名的“哥尔哈根学派”的“哥尔哈根诠释”,也就是所谓的“不确定原理”,还有所谓的“多世界诠释”,在多世界诠释中,任何一个选择都会导致全新的平行宇宙诞生。
“哥本哈根诠释”和“多世界诠释”是两种主要的诠释,其中“哥本哈根诠释”被更多的科学家接受。在五届索尔维物理会议上,爱因斯坦和波尔进行了多次的讨论,他一直对哥本哈根诠释不够满意,以至于说出了著名的:
“上帝是不掷骰子的!”
很多人认为,爱因斯坦不愿意解释哥本哈根诠释中的不确定性原理,才说出了“上帝不掷骰子”这句话,如果把不确定性原理代入宇宙,就像是有一个人不断的丢骰子,在无限的不确定性中,丢出了宇宙的全部。
在经典力学中,宇宙中的一切都是可以预测的,这样的观点源自于牛顿的“机械唯物主义”,这个理论中认为,宇宙万物的运动都具备“机械性”,整个宇宙就像是一个上好了发条的钟表,从诞生的那一刻开始,它的结局就已经注定。
但是哥本哈根学派却认为,宇宙的本质是随机的概率云,一个例子的位置和速度不可能被同时完全确认,想要让一个数据准确,另外一个数据就必然会变得模糊,这就是“测不准原理”,“量子隧穿”和“量子涨落”似乎也在暗示,宇宙中的一切可人类眼睛看到的机械宇宙不一样。
关于量子力学的种种研究证明,“不确定性”就是宇宙的内禀属性之一,爱因斯坦作为相对论的提出者,他真的在量子力学面前成了保守派吗?
波尔这样评价爱因斯坦对量子力学的看法:“落后于时代潮流”。