愛因斯坦的「上帝不會擲骰子」與「薛丁格的貓」有什麼聯繫？

這是一段歷史，是愛因斯坦質疑哥本哈根詮釋的一段爭論史。

愛因斯坦說：「上帝不會擲骰子」；波爾說：「別去管上帝能做什麼！」

這是網絡上流傳的愛因斯坦與波爾之爭的精闢語言。其實這都不是原話，但意思差不多。

爭論的兩邊都知道這個世界沒有上帝，他們爭論的「上帝」是指自然規律。

那麼這個被號稱為世紀之爭的科學理論大戰具體是怎樣一個過程，最終鹿死誰手呢？我們一起來重溫一下這段歷史，看看這些科學大師們的風採。

哥本哈根詮釋是什麼？

在上世紀二三十年代，量子力學崛起，以波爾和海森堡為代表的的一群科學家，經過對發現的量子新穎特性研究，得出了一些嶄新的理論，因為這種理論是在哥本哈根研究出來的，因此被稱為哥本哈根詮釋。

而研究出臺這些理論的科學家被稱為哥本哈根學派，這個學派主要核心骨幹人物有玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克。

哥本哈根詮釋最主要的一些核心內容為：

1、量子系統的量子態可以用波函數完全描述，但這種描述是概率性的，這個概率就是波函數的絕對值平方；

2、在量子系統，一個粒子的位置和動量無法同時被確定，這就是量子力學的不確定性原理；

3、物質具有波粒二象性，實驗中無法同時展示出物質的兩種行為，即粒子性或波動性；

4、所有的測量儀器都是經典儀器，可以用於測量經典物質性質，但在量子世界，測量會改變粒子的行為和狀態，因此無法同時測準粒子的位置和動量。

通俗的說，這些理論中最大的一個爭議就是量子世界的不確定性原理和量子糾纏的超距作用。

這些理論剛開始被很多經典物理學家們反對，愛因斯坦就是其中的領頭羊。

他認為量子世界現在還有許多不被人認識的奇異特性，是因為還有許多深層次的原因尚沒有弄清楚，也就是所謂的「隱變量」還沒有找到，在今後的研究中，一定會有一個「完備理論」出來。

就像擲出的骰子，雖然有概率和隨機性，但這些概率和隨機在投出的那一瞬間就已經決定了。如果是一個公平的骰子，在n次的投擲下，每一面向上的概率是基本均等的。

他的意思是任何事物裡面都蘊含著規律，只不過需要找出來而已。

愛因斯坦多次對哥本哈根派反擊，結果都被波爾等人破解了。

比如愛因斯坦提出了一個光盒實驗：光盒裡裝著一個與實驗室同步的時鐘，他提出當光盒裡的光子從小孔釋放出來時，完全能精準的知到它出來的時間。

愛因斯坦試圖用這個實驗來反對哥本哈根派提出的測不準定律。也就是說，測量會改變粒子的狀態，從而無法同時測準粒子的位置和動量。

當時的確把波爾等人打蒙了，一時無法反應。但波爾想了一夜後，用愛因斯坦自己創立的廣義相對論否定了他的實驗。

波爾認為，盒子裡的時鐘與實驗室的時鐘高度不一致，不同的重力條件導致了不同的時間膨脹率，因此無法確定時間的同一性，結果就無法精確。

愛因斯坦的實驗失敗了。

他並沒有服輸，而是準備進一步反擊。

EPR論證並沒有質疑量子力學的正確性，它質疑的是量子力學的不完備性。認為或許在不久的未來，物理學家會想出更完備的量子理論。

為了更好的反擊，他們還準備了一個思想實驗。

這就是著名的「薛丁格的貓」。

薛丁格當然有許多的科學成就，但流傳至今更為廣大吃瓜群眾所知的卻是這隻「薛丁格的貓」。

簡單的說，薛丁格的貓實驗就是假設在一個密封的盒子裡，有一隻貓，還有少量的放射性物質，一系列的機關。放射性物質可能發生衰變，也可能不發生衰變，當發生衰變時，就會觸發機關釋放出毒氣，這只可憐的貓就會死掉；而不發生衰變，這隻貓就會幸運的活著。

薛丁格認為，在沒有打開盒子前，人們無法知道這隻貓是死是活；打開了盒子，才能夠知道這隻貓是死了還是活著，但並不能認為就是打開那一瞬間它突然或死或活的。

這是一個常識。

量子力學的觀點是觀察改變了這隻貓的狀態。

愛因斯坦、薛丁格等科學家，就是以這隻貓來諷刺量子力學的這種觀點，認為你觀不觀察，這隻貓的狀態都是確定了的，不是死了就是活著，只是到打開盒子才知道而已。

按照宏觀世界現象來理解，薛丁格的解釋當然非常符合邏輯，完全正確。

但愛因斯坦、薛丁格沒有贏，哥本哈根派用的是以子之矛攻子之盾，用薛丁格波動方程的「機率」分布解釋「薛丁格的貓」。

事實上，德布羅意和薛丁格共同創建了波動力學以及薛丁格方程，是描述量子力學的一根支柱，為量子力學理論的創建起到了至關重要的作用。

但哥本哈根派認為，不進行觀測，在默認的粒子本徵態下薛丁格方程可以闡述粒子波動規律。但是在觀測下，波函數崩潰，粒子特性無法被認知。

這就是個哥本哈根詮釋與愛因斯坦、薛丁格等的根本分歧。

現在的認識是，「薛丁格的貓」是把量子微觀領域的一些性質，企圖用宏觀事物來描述，這是不恰當的，因此最終當然以慘敗告終。

但爭論並沒有止步，一直到愛因斯坦、薛丁格雙雙離開人世，爭論還在繼續。

但愛因斯坦並不否認量子力學的正確性，也沒有否認量子領域的一些奇異表現，只是認為這些現象是由於理論的不完備性而得不到正確的解釋。

後來愛因斯坦轉向了統一場論的研究，試圖從大統一理論中找到解釋量子現象的正確途徑，但無果而終。

愛因斯坦和薛丁格都是科學界公認的量子力學奠基人，即便他們後來的各種質疑，也為量子力學的發展和完善起到了重大促進作用。