為什麼愛因斯坦不相信量子力學?

阿爾伯特。愛因斯坦在1926年12月寫道:“這個理論解決了很多問題,但它並不能真正讓我們理解舊理論的秘密。”“無論如何,我不相信上帝會擲骰子。”

為什麼愛因斯坦不相信量子力學?

阿爾伯特。愛因斯坦在1926年12月寫道:“這個理論解決了很多問題,但它並不能真正讓我們理解舊理論的秘密。”“無論如何,我不相信上帝會擲骰子。”

愛因斯坦正在回覆德國物理學家馬克斯·玻恩的一封信。 Born認為,量子力學的關鍵在於機率和不確定性,就像心律失常的意外發生一樣。然而,在量子理論之前,物理學家一直認為,如果我們做某事,那麼另一件事必定發生。但量子力學告訴我們,如果我們做一件事,另一件事只會以一定的機率發生。在某些情況下,我們可能會得到其他結果

愛因斯坦不同意量子理論的這種機率解釋。他認為上帝不會擲骰子的觀點幾十年來一直在迴響,他的公式e=mc2,這是眾所周知的,但難以捉摸。

愛因斯坦這麼說是什麼意思?愛因斯坦對上帝有什麼看法?

赫爾曼和波琳·愛因斯坦(阿爾伯特·愛因斯坦的雙親)是世俗的阿什肯納茲猶太人。儘管他的父母的世俗主義,9歲的艾伯特發現並接受了猶太教,並有相當一段時間的熱情。有一次,他是一個認真和嚴格的猶太人。按照猶太人的習俗,他的父母每週都會邀請一位貧窮的學者和他們共進一頓飯。年輕而敏感的愛因斯坦從貧窮的醫學生馬克斯·塔木德那裡學習數學和科學。他閱讀了21卷Aaron Bernstein關於自然科學的暢銷書。後來,在塔穆德的指導下,他接觸了康德對純粹理性的批評。後來,他從康德哲學轉向大衛·休謨哲學。很快他開端研討奧地利物理學家恩斯特馬赫的學說,馬赫阻擋形而上學包孕絕對空間、絕對時候的概念以及原子的存在。

但這次文化之旅讓愛因斯坦看到了宗教經典與科學之間的衝突。在12歲的時候,這位年輕的愛因斯坦對所有有組織的宗教教條主義有著深深的厭惡。這種厭惡伴隨著他的一生,延伸到所有專制主義的厭惡,包括教條主義的無神論。

這些經驗主義哲學的精神食糧將在14年後為愛因斯坦所用。愛因斯坦對絕對空間和時間的批判幫助愛因斯坦推匯出狹義相對論(包括經典的方程E=mc2),1905年他在伯爾尼的瑞士專利局作為“第三技術專家”提出了這一理論。十年後,愛因斯坦提出了廣義相對論,完全改變了我們對空間和時間的認識,在廣義相對論中,重力場被彎曲的時空所代替。但隨著年齡的增長(當然,也更聰明瞭),他開始拒絕馬赫的經驗主義,並宣稱馬赫是一位優秀的動力學家和一位悲傷的哲學家。

隨著時間的推移,愛因斯坦對現實主義越來越感興趣。他更傾向於接受科學理論是客觀物理現實偶然“真理”的表現。此外,雖然他不想參加宗教,但他對猶太教的短暫信仰所帶來的對上帝的信仰成為他哲學的基礎。

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重要的是要強調愛因斯坦的上帝是一個哲學上帝,而不是一個宗教之神。許多年後,當被問到他是否相信上帝時,他回答說:“我相信斯賓諾莎的上帝,他在所有存在的和諧中揭示了他的存在,而不是關心人類信仰和行為的上帝。”巴魯赫·斯賓諾莎是與牛頓和萊布尼茨同時代的人,他曾將天然自身視為天主。因此,他被認為是一個危險的異教徒,並被逐出教會。

愛因斯坦的上帝是客觀的,看不見的,微妙的,但無害的。他也是一個堅定的決定論。就愛因斯坦而言,上帝的“法律與和諧(合法的和諧)”是透過嚴格遵守整個宇宙因果關係的物理原則來實現的。因此,在愛因斯坦的哲學中,自由意志沒有生存的空間:“一切都是確定的,包括開始和結束,一切都被我們無法控制的力量所支配。”我們都隨著遠處看不見的演員所唱的神秘和聲而跳舞。

狹義相對論和廣義相對論提供了一種全新的方式來理解空間和時間,以及它們與物質和能量的相互作用。這些理論與愛因斯坦的上帝所確立的“法律和諧”是完全一致的。但是量子力學講述了一個不同的故事:量子力學描述了時空中原子和分子尺度上物質和輻射之間的相互作用。

1926年早些時候,奧地利物理學家埃爾文·薛定諤引入了一種模糊的“波函式”,徹底改變了舊理論。薛定諤本人傾向於用物質波來解釋這些波函式。但在丹麥物理學家Niersi。在玻爾和德國物理學家海森堡的推動下,物理學界逐漸達成共識,認為量子理論的解釋不應過於直截了當。

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本質上,波爾和海森堡覺得,迷信終究抓到了若何對理想進行描述的概念性問題,哲學家曾在這個問題上爭論了數百年。“沒有量子世界,”波爾說。只有抽象量子理論描述了世界。物理學的任務是不去發現大自然是什麼樣子的。他說:“物理學應該關注我們對自然的看法。”這一模糊的實證主義得到了海森堡的迴應:“我們必須記住,我們觀察的不是自然本身,而是暴露在我們的觀察方法中的自然。”“他們堅持的反現實主義的‘哥本哈根解釋’-否認波函式代表量子系統的真實物理狀態-很快就成為了量子力學的主要思維方式。這種反現實解釋的最新變化表明,波函式只是一種“編碼”我們的經驗的方式,或者是我們從物理經驗中得出的主觀信念,使我們能夠利用我們過去學到的東西來預測未來。

但這與愛因斯坦的哲學完全不同。愛因斯坦不能接受波函式不是“真實”的解釋。他不能接受自然法則在原子尺度上是如此不一致,導致了不確定性和不確定性,並且事件的後果不能從原因中完全而明確地預測出來。

因此,這導致了科學史上最引人注目的辯論之一玻爾和愛因斯坦對量子力學的解釋之間的對抗這本質上是兩種哲學之間的衝突。這場辯論始於1927年。雖然主角們已經不在了,但辯論仍然非常活躍。

爭論至今都沒有平息。愛因斯坦不會特別驚訝。1954年2月,就在他去世前14個月,他在給美國物理學家大衛·博姆的一封信中寫道:“如果上帝創造了世界,他所關心的絕不能是讓我們更容易理解世界。”

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