上帝在掷骰子吗?

上帝在掷骰子吗?

上帝是不是在掷骰子?这是20世纪两位最伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦同尼尔斯·玻尔争论了几十年的问题。

“上帝在掷骰子”——这是爱因斯坦对量子力学的哥本哈根学派诠释的一种诙谐的说法。它一语中的,极为形象地道出了量子力学的哥本哈根学派诠释的精髓。而爱因斯坦是不同意这种观点的。1926年12月4日他写给马克斯·玻恩的信中表示:“量子力学是令人赞叹的。但我内心有个声音告诉我,这还不是真正的天使。这个理论有很多成功的地方,但并没有使我们更接近上帝的奥秘。无论如何,我相信上帝不是在掷骰子。”那么,量子力学的哥本哈根学派诠释强调的究竟是什么呢?要讲清这个问题,还必须了解物理学发生的深刻变化。

原来,在20世纪之前,整个物理学都被纳入牛顿的经典物理学框架之内。在牛顿的物理学中,一切都是决定了的,整个宇宙就象一个精密的钟表。上帝变成了钟表匠,他造好这个表,上足发条,以后的一切就已确定无疑。这一观点曾经19世纪的著名法国数学物理学家拉普拉斯阐明而名扬四海,被称作拉普拉斯决定论。而牛顿的经典物理学大厦在20世纪初轰然倒塌。在一片废墟上造起了2幢宫殿,1幢是爱因斯坦独立建造的相对论宫殿,另1幢是由许多人合力建造的量子力学宫殿,爱因斯坦对此也出了不少力。然而,这2幢宫殿却难以连成一片,相对论虽然推翻了牛顿的绝对时空观,然而它和牛顿理论的相同之处要比量子力学多得多,主要是它仍保留了严格的因果性和决定论。而量子力学却更为激进,它抛弃了经典的因果性和决定论,并且宣称我们并不能获得实在世界的确定的结果。量子力学“不再描写自然界本身,而是描写我们关于自然界的知识”,它只能由这次测量推测下一次测量的各种结果的分布几率,而对于事物在两次测量之间的行为拒绝作出具体的描述。而爱因斯坦对量子力学不满的正是这一点。他坚信物理学规律是关于存在的规律,而不是像量子力学那样只讲那些关于存在的某些可能性的规律。他并不否认量子力学已经取得实际上的成功。他把20世纪20年代量子力学的发展说成是理论物理学经历的奇特的狂暴发展。但是,爱因斯坦决不相信量子力学构成真正的自然观。他相信,我们能够描述自然界,而自然界的规律不是只讲些可能性及其变化,而是讲实体在时间上的变化。因此,爱因斯坦同玻尔从量子力学诞生之日起就开始了一场旷日持久的争论。他们谁也没有能说服对方。而年轻一代物理学家大多数都接受了以玻尔为首的哥本哈根学派对量子力学的诠释,并把它奉为量子力学的正统解释。然而,对量子力学正统解释持反对态度的也不乏伟大的物理思想家,如欧文·薛定谔,德布罗意等对量子力学的建立作出主要贡献的人。20世纪50年代以后,又出现了一批对量子力学的哥本哈根学派诠释持批评态度的著名物理学家,如玻姆·威吉尔和兰德等人。目前物理学家正向统一场论领域进军。统一场论是爱因斯坦耗费了后半生而未竟的事业。而物理学家现在所追求的多少有点倾向于爱因斯坦所认为的那种描写客观实在的规律。连一向属于哥本哈根学派的量子力学创始人狄拉克在晚年也有点倾向于爱因斯坦的观点。他说:“我认为也许结果最终会证明爱因斯坦是正确的,因为不应认为量子力学的现在形式是最后的形式。”因此,上帝是不是在掷骰子仍然是一个谜。