第五届索尔维物理大会与巴黎大会
1910年，比利时工业家索尔维（Solvay）决定出资举办科学讨论会。在当时的实业圈里，他的这个想法显得有些奇特，但这个主意并不是他想起来的。
因为创造了工业制取苏打的方法，索尔维成了富人。这一经历使他坚信自己的能力，于是开始涉足物理研究，认为自己成功地创建了一个关于引力的理论，但并不自知，这个理论对科学进展根本没有用处，人们前来听他演讲只是因为他的富有，不便当众指出这些全是废话，于是，听讲的人越来越少了。
德国物理学家能斯特（Nernst）替索尔维想出了一个主意。他对索尔维说，如果你能组织一个科学讨论会，把世界著名物理学家都请来，让他们听听你的这个理论，顺便叫他们讨论当时物理学界的热门话题。这样的话，你既有了听众，也扩大了影响，不是两全其美吗？这个主意立刻被采纳，自此，索尔维物理大会诞生。
1911年10月底，第一届索尔维大会在布鲁塞尔大都会酒店（Metropole Hotel）召开。从这一年起，每隔2年都要在10月底的此地召开一次，一直持续了20年。索尔维大会既成为物理学界的一件具有历史意义的盛事，也成为量子理论两派对话的战场。在第5和第6届大会上，爱因斯坦对量子力学的理论基础及哲学思想连续提出了挑战。
1927年10月24日，第5届索尔维国际物理讨论会在布鲁塞尔定期召开。这是一战后首次召开的世界物理学界的讨论会，也是新、老量子理论的创建者共同聚首的大会。这次大会的主题是“电子和光子”。受邀的代表有三部分人，一部分是自然科学学会的成员，包括协会主席洛伦兹（Lorentz）、大会秘书克努德森（Knudsen）和学会成员玛利亚·居里（Marie Curie）、居耶（Guye）、朗之万（Langevin）、理查德森（Richardson）和爱因斯坦；第二组是索尔维家族代表及大会工作人员；第三组是新量子力学代表人物，有玻尔（Bohr）、玻恩（Born）、布拉格（Bragg）、布里渊（Brillouin）、康普顿（Compton）、德布罗意（De Broglie）、德拜（Debye）、狄拉克（Dirac）、埃伦费斯特（Ehrenfest）、福勒（Fowler）、海森堡（Heisenberg）、克拉默斯（Kramers）、泡利（Pauli）、普朗克（Planck）、薛定谔（Schrodinger）和威尔森（Wilson）。很遗憾，由于大会认为索末菲和劳厄没有这些物理学家那么出名，没有对他俩发出邀请。
大会邀请5位代表发言，其中有布拉格的“X射线反射强度研究”、康普顿的“关于实验与电磁辐射理论不一致性”、德布罗意的“量子动力学研究”、海森堡的“矩阵力学”和薛定谔的“波动力学”。最后两个报告引发了大会关于量子力学的热烈讨论。这一时期，量子力学发展的势头汹涌澎湃，与会者们都想听听最早提出量子说、并与普朗克一起被称为“量子之父”的爱因斯坦怎么说。然而在报告者的名单中却没有爱因斯坦的名字，这引起了大家的关注。
大会主席洛伦兹曾在会前通知爱因斯坦已当选为自然科学协会的会员，并邀请他在大会做报告。爱因斯坦非常高兴，他回信说：“能被邀请成为会员简直是个奇迹，也是令人高兴的事情。”但对作报告他却感到迟疑，“现在这件事我尚不能胜任，”爱因斯坦说，他提出的理由是，“在量子理论的近期发展中，我还不具备足够的才智，还不能跟上这个狂风暴雨般的进展。此外，另一个原因是，我还不赞成这个以纯统计性为基础的新理论的思考方式。”虽然他过去曾期待在这次会上谈出一些想法，但最终说：“我还是决定放弃这个打算。”［99］
大会主席洛伦兹做了简短的开幕词，布拉格、康普顿发言之后，德布罗意也简述了自己的研究成果，并介绍了薛定谔如何将它发展成波动力学，最后又介绍了自己的“波导理论”。他认为电子具有波动性和粒子性，并着重强调说，电子是“在既具有波动性的同时又具有粒子性的”，而不是“要么是波动性，要么是粒子性，而是取决于什么样的实验的”。接着，他又进一步解释了波导理论。他说：“粒子激荡在波的表面上，是波引导着粒子从一处迁移至另一处。”他认为，这是“物质波”，而不是“抽象的‘几率波’。”德布罗意的这一番讲话本“剑有所指”，估计将遭到反击，希望能从在座的“一个人”那里得到支持。使他失望的是，他所期待的这个人——爱因斯坦，却异常地保持了沉默。
10月26日，两个强有力的竞争对手登场了。海森堡和玻恩给出了他们的联合报告。报告分成4部分，即力学公式、物理诠释、不确定性原理与量子力学的应用。玻恩介绍第一、二部分，海森堡介绍其后的量子力学部分。报告从一开始就指出了量子力学的关键思想，他们说：“这一理论建立在与原子物理与经典物理根本不同的一种物理直觉的认识基础之上……是在普朗克、爱因斯坦和玻尔等人的奠基性成果之上所发展起来的。”［100］
在介绍了矩阵力学、狄拉克变换理论和量子力学的几率诠释之后，海森堡话锋一转，讨论了不确定性原理和普朗克常量的真实意义。他认为，“普朗克常量是不确定性的一种度量，它深入地揭示了波和粒子的二重性。实际上，如果不存在波和粒子的二重性，也就不会有普朗克常量的存在，更不会有量子力学”。在报告的最后，他居然说出了一句“危言耸听”的话，令全场震惊。他说：“我们认为，量子力学已经形成了一个‘闭合性的’理论，它的基本物理思想和数学假定已经不应该再有任何修正了。”［101］
海森堡和玻恩所说的“闭合性”（closure），意味着量子力学已经是一个“完备性”的理论，它的理论框架不允许有任何改动，也无须有进一步的发展。这一结论正是爱因斯坦所不能接受的。对他来说，量子力学的确有惊人的进展，但并不能说这就是一个完全“真实可信”的理论，当然更不能说它是“完备的”。可能不想落入这个“圈套”，无论会上，还是会下，他都没有发言。在讨论会上，没有人就此提出反对，只有玻恩、狄拉克、洛伦兹和玻尔做了发言。
埃伦费斯特察觉到，爱因斯坦一定不同意海森堡和玻恩的这个“狂妄断言”，他匆匆地写了张小条传给了爱因斯坦：“不要笑，这里是专为量子理论教授们准备的炼狱。只有在这里，这些人才真正能体会到，每天听上10小时的经典理论课，那该是多么值得庆幸的事。”爱因斯坦当即做了回复，“谁知道呢？几年以后，看谁能笑到最后。”［102］(https://www.daowen.com)
从在布鲁塞尔与玻尔激辩开始，薛定谔就意识到，两种量子力学理论迟早要发生大碰撞，这次大会他有备而来。面对这些“矩阵力学家”，他详细地陈述了波动力学理论，并对它做出了物理诠释。他说：“在（量子力学）这个名字之下，现在有两个理论，究竟哪一个更完备，并没有明辨出来……事实上，到现在为止，这两个理论的完备结合还远远没有完成。”接着，他对“量子跃迁”的提法提出质疑，其论点与上次跟玻尔的对话相同［103］。
索尔维大会的安排与10月27日在巴黎召开的科学大会相冲突，洛伦兹、爱因斯坦、玻尔、玻恩、泡利、海森堡和德布罗意等二十几位代表都要赶赴巴黎，索尔维大会在此后的一天半就结束了。但是大家都心知肚明，两种理论的争端已经拉开了序幕。尽管玻尔说得不多，爱因斯坦更是一语不发，但这一切都预示着，一场暴风雨般的大争辩即将到来。
10月27日，法国科学大会在巴黎正式召开。会议一开始就掀起了争论的热潮。事后，这次会议连同几天前的索尔维会议资料被统一收录在索尔维会议的档案之中，因此许多文献并不把两会分开。
作为主席，洛伦兹首先做了大会发言。在介绍大会的主题时，他试图把大会的目标聚焦在对“因果律”“确定性”“几率性”的认识上。他明确提出了几个问题：“量子事件是否服从‘因果律’？”“能舍弃‘确定性’的信条吗？”“有必要把‘不确定性’提升到一个原理的高度上吗？”［104］接着，他邀请玻尔做进一步的发言。
玻尔在发言一开始就指出：“在量子力学理论中，摆在我们面前的有一个认识论方面的问题。”此话一出，众人立刻意识到，他一定在试图说服爱因斯坦接受哥本哈根方案的正确性。果然，在做了简短的概括性介绍之后，玻尔立刻转到了对波粒二象性的认识上。他认为，这是自然界的两个固有的性质，它们不只彼此矛盾，更是彼此互补的［105］。
玻尔认为，波粒二象性只能在互补性原理的框架之下，才能得到完整而准确的解释。互补性原理以不确定性原理为理论基础，它不仅揭示了经典物理的局限性，更使我们能对探索量子世界的实验有清醒的认识。这种认识包括两个方面，一方面要看到被观察者不可避免地受到观察者的干扰，因此观察者和被观察者不可能截然分开。按玻尔的说法，由于观察原子现象的实验是在普通物理条件下进行的，更由于在观察时，被测量的东西与测量仪器之间不可避免的相互作用，使所感知的所谓“真实”不可能纯粹归属于量子现象本身；另一方面还应该看到，对量子实验结果的表述也只能采用经典物理概念，这就使得所谓的“独立真实”不可能是独立存在的［106］。
科学工作者在实验时，总有一个没说出的假定，即认为他们是自然界的客观观察者，可以做到毫不扰动地进行客观的观察，也就是观察者和被观察者是截然分开的，因此实验结果是“客观实在”，是“独立真实”的。玻尔认为，在量子世界中，这种所谓的“独立真实”不可能被发现，也不可能被描述。
一开始，玻尔的这个说法，很难让人接受，因为这等于说，没有观察就不可能得知“真实”，但观察结果又不可能得知“客观实在”，这似乎是一个悖论。为此玻尔解释说，对于一个微观物体，说它到底具有什么属性是没有意义的。例如对于一个电子，询问它某时在什么地方、具有什么速度，这本身就毫无意义。因为根据量子力学，不存在独立于观察和测量仪器的“客观真实”，只有在测量的作用下，电子才能显现出“真实”来，所以这个“真实”不可能是“客观独立”的。玻尔最后总结说：“要想叫物理学承担发现大自然到底是什么样的，这个想法本身就是错误的。”他又说：“物理学只能表达我们能对自然说些什么而已，舍此无它。”［107］接着玻尔强调，科学研究有其目标，但“只有两个目标，一是扩展我们的经验范围，二是使获得的经验简单化和有序化。”［108］
玻尔的这一系列思想通常被称作哥本哈根学派的量子力学诠释。在当时，对物理学界具有极大的震撼性。作为哥本哈根学派的一员，海森堡也持有相同的观点。他认为与我们的日常生活不同，“原子或基本粒子本身并不像我们所观察到的那个样子，它们只是以‘多种可能性’，或‘按几率’形式存在的，而不是一个‘东西’或一件‘事实’”。［109］在玻尔提出这一思想的30多年之后，当时量子力学的领衔人之一佩尔斯（Peierls），在他的一本著作中说：“听起来，好像量子力学有各种各样的诠释，但实际上只有一种，而且也只有这一种能为我们认识量子力学提供正确的途径……所以，当你参阅了哥本哈根对这一理论的诠释之后，才有可能懂得量子力学的真谛。”［110］
然而爱因斯坦不能接受哥本哈根学派的这些说法。对他来说，物理学的唯一目标是“致力于挖掘自然界的‘真实’，这就是独立于观察的‘真实’。”他相信，有独立于观察者存在的真实性，这是自然科学所要探索的，这应该成为自然科学工作者的信念。显然，在对“物理学研究的目标”“自然真实本性”“观察者的地位”“因果关系”等一系列根本问题上，爱因斯坦与玻尔之间有着根本不同的看法，一场世纪大争辩不可避免地即将展开。
