在回顾物理学史之前,我们先来看一张照片:
这张照片拍摄于1911年, 这是一次非常特殊的会议,这一年,比利时工业家欧内斯特·索尔维创立了后来在物理学史上极盛名的索尔维系列会议,照片上就是参加第一届索尔维会议的当时科学界最著名的“巨佬”们的合影,这些人的大脑都是当年世界上最聪明的大脑,科学界精英中的精英,你一定很想知道这第一届索尔维会议的议题吧。
为什么这么说呢?因为这一届的议题就是“辐射和量子论”——从此量子理论被延伸到了历史最前沿!看见那个帅气的年轻小伙儿了吧(右起第二个)——留着黑色的八字小胡子(在那个年代,胡子可是最受欢迎的时代潮流),那便是我们今天的主角爱因斯坦!猜猜他在那里干嘛?别着急,听我慢慢道来~
爱因斯坦,因他对引力的研究和创立了相对论而被人们所熟知,但是,为多数人所不知道的是,他同时也是量子理论的创立者之一。他于1905年发表了关于“光电效应”的论文,他通过对电磁场进行量子化的假设,颠覆了麦克斯韦的经典电磁理论,抛弃了经典物理学中“电磁场是连续的”这一基本观念,完美地解释了光电效应——这是一场彻头彻尾的物理学革命。但是,他的观点直到十几年后仍然有人持怀疑态度,其中不乏他的很多好友,他们认为爱因斯坦错了。然而,正是这个”错误“让爱因斯坦收获了一枚(也是毕生唯一的一枚)诺贝尔物理学奖章。
以上这些应该能够清楚地表明,爱因斯坦对量子力学的一些观念接受起来应该丝毫没有难度,他应该是量子力学的积极支持者。
然而事实并非如此。
实际上令爱因斯坦难以接受的不是“量子”的观点,而是”量子力学“(这两者是不同的),或者更确切地说,他不接受的是哥本哈根学派关于量子力学的”概率“解释(也称哥本哈根解释),这是这次论题的焦点所在。 他认为,量子力学虽然在实践中运作良好,但必须是一个“有效理论”,它应该是一个更深入、更优雅的理论的近似结果,物理学的理论应当是确定的理论,不应该出现“含糊”的概率解释。他的理念引导他走向了对经典物理学的大统一理论的探索。与此同时,物理学走向了两个不同的方向。
后来量子场论得到了长足的发展并获得了极大成功,这使得爱因斯坦后半辈子对大统一理论的研究显得古朴而没有必要。没有获得结果的研究和探索消耗了爱因斯坦的后半生。也许,如果爱因斯坦的寿命更长一些,看到了后来的发展的群论方法、非阿贝尔量子场论以及最终的粒子物理学标准模型,他的观点将会变得不再那么尖锐,凭他的超高智商,他也许有可能找到另外一种非哥本哈根(概率)的量子解释。然而历史没有如果,他伟大的一生最终定格在了1955年,使这一切都变得不再可能,在那个时候,上面提到的那些新理论(群论方法、非阿贝尔量子场论以及最终的粒子物理学标准模型)都还处于幼年期。