一場持續了91年的爭論：到底應該如何解釋量子力學？

是或者不是?1920年，阿爾伯特·愛因斯坦和尼爾斯·波爾參加在比利時布魯塞爾舉行的索威會議。來源：維基百科

愛因斯坦(Albert Einstein)在 1926年12月寫道，這個理論產生了很多成果，但對於破解舊理論的秘密並沒有太大幫助。「無論如何，我相信他(上帝)有他的道理。」

愛因斯坦這是在回復德國物理學家馬克斯·伯恩的一封信。伯恩認為，量子力學新理論的核心是隨機而不確定的跳動，就像患了心律失常一樣。在量子物理學出現之前，物理學的研究一直在圍繞我們在做A的時候就可以得出結果B這種模式，而新的量子力學似乎在說，當我們做A的時候，我們只會有一定的概率得到B，在某些情況下，我們可能會得到另一個結果。

但愛因斯坦全都不信，在過去幾十年里，他認為上帝創造宇宙的時候並不是隨意的這個觀點一直在迴響，就像E = mc2這條公式一樣熟悉，但在含義上卻難以捉摸。愛因斯坦這麼說的意思是什麼?愛因斯坦對上帝的想法是什麼?

赫爾曼和波林·愛因斯坦(阿爾伯特·愛因斯坦的雙親)都是不善於觀察的德系猶太人。儘管父母信奉世俗主義，但當時只有九歲的阿爾伯特·愛因斯坦還是以相當大的熱情發現並信奉了猶太教，有一段時間，他曾經是一個盡職盡責、善於觀察的猶太人。按照猶太人的習慣，愛因斯坦的父母每周都會邀請一位貧窮的學者與他們共進晚餐，而貧窮的醫學院學生馬克斯·塔木德(Max Talmud，後來改為Talmey)則讓年幼且易受影響的愛因斯坦了解了數學和科學，愛因斯坦讀完了艾倫·伯恩斯坦(Aaron Bernstein)所有21卷引人入勝的自然科學暢銷書(Popular Books on Natural Science )(1880年)之後，塔木德將他引向伊曼努爾?康德(Immanuel Kant)的《純粹理性批判》(critical of Pure Reason, 1781年)，隨後他又轉向了大衛?休謨(David Hume)的哲學。休謨之後，愛因斯坦的眼光又落在了奧地利物理學家恩斯特·馬赫(Ernst Mach)上，這是相對較短的一步。馬赫尖銳的經驗主義、「眼見為實」的哲學主張，要求徹底拋棄形而上學，包括絕對空間和時間的概念，以及原子的存在。

但這段學術之旅無情地暴露了科學與聖經之間的衝突。12歲的愛因斯坦開始反抗，他對原本將伴隨他一生的有組織宗教教條產生了強烈的反感，這種反感延伸到所有形式的獨裁主義上，包括有任何教條的無神論。

這種年輕的、沉重的經驗主義哲學在大約在14年後對愛因斯坦大有裨益。馬赫對絕對空間和時間的排斥，幫助愛因斯坦塑造了狹義相對論(包括標誌性的等式E = mc2)。1905年，他在伯爾尼的瑞士專利局(Swiss Patent Office)擔任「三級技術專家」期間，提出了狹義相對論。十年後，愛因斯坦提出了廣義相對論，用彎曲的時空代替了引力，完成了我們對時空認識的轉變。但隨著年齡的增長(和智慧的增長)，他開始反對馬赫激進的經驗主義，並曾宣稱「馬赫在力學方面有多優秀，那他在哲學方面就有多糟糕」。

隨著時間的推移，愛因斯坦逐漸形成了一個更加現實的立場。他更願意實事求是地接受科學理論的內容，把它作為客觀物理現實偶然的「真實」表現。儘管他不想成為宗教的一部分，但他從與猶太教的短暫接觸中獲得對上帝的信仰，成為了他構建哲學的基礎。當被問及他現實主義立場的基礎時，他解釋說：「對於這種對現實理性特徵的信任，以及它至少在某種程度上對人類理性的可及性，我認為沒有比『信仰』一詞更好的表達了。」

但是愛因斯坦是哲學之神，而不是宗教之神。許多年後，當被問及他是否相信上帝時，他回答說：「我相信斯賓諾莎的上帝，他存在於一切存在事物的有序和諧中，而不是一個關心人類命運和行為的上帝。」與艾薩克·牛頓(Isaac Newton)和戈特弗里德·萊布尼茨(Gottfried Leibniz)同時代的巴魯克·斯賓諾莎(Baruch Spinoza)認為上帝與自然是相同的，因此，他被認為是一個危險的異教徒，並被逐出阿姆斯特丹的猶太社區。

愛因斯坦的上帝是無限優越的，但他也是客觀的，無形的，微妙的，沒有惡意的，同時他也是一個堅定的決定論者。在愛因斯坦看來，上帝的「有序和諧」是通過嚴格遵守因果的物理原則在宇宙中建立起來的。因此，愛因斯坦的哲學中沒有自由意志的空間：「無論是開始還是結束，一切都是由我們無法控制的力量決定的，……一個看不見的演奏者在遠處吟誦，而我們都會隨著他神秘的旋律起舞。」

狹義相對論和廣義相對論為我們對空間和時間以及它們與物質和能量的相互作用提供了一種全新的認識方式。這些理論與愛因斯坦的上帝所建立的「有序和諧」是完全一致的。但是，愛因斯坦在1905年幫助創立的量子力學新理論呈現的卻是另外一個情況。量子力學是在空間和時間的被動背景下，在原子和分子尺度上，研究涉及物質和輻射的相互作用。

1926年早些時候，奧地利物理學家歐文·薛定諤(Erwin Schrodinger)從根本上改變了這一理論，將其表述為相當晦澀的「波函數」。薛定諤本人更傾向於現實地將這些現象描述為「物質波」。但是，在丹麥物理學家尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)和德國物理學家維爾納·海森堡(Werner Heisenberg)的大力推動下，一種共識正在形成，即新的量子表示不應該太過字面。

本質上，玻爾和海森堡認為，科學最終開始要解決哲學家們數百年來一直在警告的現實描述中涉及的概念問題。波爾說：「量子世界並不存在，有的只是一個抽象的量子物理描述。如果你認為物理學的任務是發現自然是怎樣的，那麼你就錯了。物理學關注的是我們能了解自然的什麼。」海森堡同意這種模糊的實證主義觀點：「我們必須記住，我們觀察到的不是自然本身，而是暴露在我們質疑方法下的自然。」他們廣泛的反現實主義的「哥本哈根解釋」(否認波函數代表了量子系統的真實物理狀態)很快就成為量子力學的主流思維方式。這種反現實主義解釋的最新衍生解釋表明，波函數只是一種「編碼」我們的經驗、或者我們從物理經驗中獲得主觀信念的方式，使我們能夠利用過去所學的東西來預測未來。

但這與愛因斯坦的哲學完全不一致。愛因斯坦不能接受這樣的一種解釋，即波函數的主要表示對象不是「真實的」。他無法接受他的上帝會允許「有序和諧」在原子尺度上如此徹底地瓦解，帶來無法無天的不確定性，其後果不能完全、明確地從其原因中預測出來。

就這樣，玻爾和愛因斯坦在量子力學的解釋上針鋒相對，為成為整個科學史上最引人注目的辯論之一奠定了基礎。這是兩種哲學的衝突，這是兩套相互衝突的形而上學偏見，這些形而上學的偏見關於現實的本質，以及我們可以對科學的表現抱著怎樣的期待。這場辯論開始於1927年，雖然辯論的主角現在已經不在我們身邊，但這場辯論仍然十分活躍，並且還沒有得到解決。

我不認為愛因斯坦會對此感到特別驚訝。1954年2月，也就是他去世前14個月，他在給美國物理學家大衛·波姆(David Bohm)的一封信中寫道：「如果上帝創造了世界，他的首要任務當然不是讓我們更容易理解它。」

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