為什麼愛因斯坦一直認為世界是上帝設計好的?

在古希臘，宗教和哲學是密不可分的，因為人們相信，上帝設計了底層的規則，只是我們一直沒有理解這些規則。比如畢達哥拉斯認為，我們的萬物是由數字構成的，我們任何的自然規律都能夠用自然數來解釋，研究這些自然數不在於我們如何使用它，而是可以進一步發現上帝留給我們的真理。

古希臘哲學要求，這些數字必須經過假設、演繹、推理和論證，就是我們解答數學題的整個過程，同時物理學的研究也遵循這套規則。

物理學大廈為何傾倒？

19世紀末，力學，電力學，以及熱力學構成經典力學三大體系，牢不可破，它們也構築了物理學的基石。當然這是經過反覆論證之後的結果，比如海王星的發現，就是人們利用牛頓的萬有引力，計算出質量當中缺失了一塊，之後通過望遠鏡才找到它。

當然這些都是宏觀層面的研究，如果進入微觀領域，很多規則就無法適用了。很多現象是牛頓、焦耳以及麥克斯韋等物理學研究所不能解釋的，於是人們對於經典物理學規律產生了懷疑。

比如人們對於伽利略變換的懷疑，這也是我們經常做的一道數學題，假如你在勻速的高鐵上奔跑，如果高鐵的速度是300公裡/小時，而你的速度是10公裡/小時。如果你朝著高鐵前進方向奔跑，你的速度就是300+10=310公裡/小時。如果你是反向奔跑，你的速度也就是300-10=290公裡/小時。

可是如果把你替換成光，之後會是怎樣呢？也就是300000公裡/秒的速度向前奔跑會怎麼樣呢？光的速度會不會加快呢？可是科學家們發現，光的速度並沒有變化，不管你這個高鐵速度有多快，光的速度還是不變的。

這顯然不符合經典物理學常識的，荷蘭物理學家洛倫茲乾脆就說，光是個常數，也就是說它的速度一直是不變的，時間是可以長短變化的。當他把變量重新設定之後，以前我們經典物理學當中的力學和電力學矛盾就消失了，洛倫茲為此搭建了數學模型，至於背後的物理學規律，他也搞不清楚。

為何大家在舊的範式當中，進入不了新的物理大廈呢？因為經典物理學實在是太成功了，人們已經形成了路徑依賴。1905年，還在瑞士專利局工作的愛因斯坦，發現伽利略變換是有問題的。

相對於光速，我們生活在速度很慢的時空當中，因此速度是可以疊加的。可是如果我們生活在高速空間當中，這些規律就不能成立了。愛因斯坦在他的《論動體的電動力學》中建立了狹義相對論，從此經典的物理學中力學與電磁學形成了統一。

這種物理學底層規律的融合，更讓愛因斯坦相信，這個世界底層規律是上帝已經預設好的，而且底層的規律就像質能方程（E=mc）一樣，簡潔而又美麗。萬有引力，電磁力，還有核力當中的弱力與強力，這四種貌似不相關的力，其中三種已經實現了融合，為什麼沒有一種簡潔的規律，歸納上帝的底層規則呢？

世界是連續的嗎？

世界是連續的還是非連續的？這就好比矢量圖與位圖的區別，玩過CAD軟體的都知道，如果我們把CAD當中那些線無限放大，最後還是一條線。而我們現實當中所照的那些圖片，如果我們逐漸放大，會發現它們是由無數點組成的。

世界是連續的，這是19世紀末物理學家們的普遍認知，大學所學的微積分就是利用了這一原理。人們認為，時間和空間可以不斷分割下去。

1900年，現代物理學的奠基人馬克斯·普朗克提出了一個假設，他認為能量是不連續的，而是一份一份的。在我們眼裡之所以看上去是連續的，那是因為沒有足夠微觀化。

這就好比我們的電影，影片當中人物動作是連續。可是如果我們觀察膠捲，會發現電影實際上是有無數個畫面組成的，只不過這些畫面切換的速度超過了眼睛的反應時間而已。這和我們平時玩的手翻動圖是一回事。

普朗克認為我們時常所感受到的能量其實是非連續的，在這種假設的基礎上，他推導出新的關於電磁波能量和頻率關係的公式。從普朗克的思想角度，愛因斯坦提出了「光量子」的概念，也就是說光其實也是由很多微粒組成的，只是組成光的微粒足夠小，我們看不見而已。

這也就能很好解釋光電效應，無論光還是電其實都是由粒子組成的。而且愛因斯坦在他的《關於光的產生和轉變的一個啟發性觀點》裡提出，光不僅有粒子的特性，還具有波的特性。這也為科學界，200多年來，爭吵光是粒子，還是波的問題上，畫上了句號。

進入20世紀，物理學界開始用非連續性解釋很多問題，非連續性逐漸成為人們認識微觀世界的共識。1924年，德國物理學家馬克斯·玻恩創造了「量子力學」一詞。1925年，海森堡、薛丁格等人建立起了完整的量子力學理論。

上帝是否擲骰子？

看上去量子力學最終解釋了上帝的底層規律，可是在1927年海森堡在測量粒子動量與位置的時候，卻發現這兩個物理量，如果檢測其中一個物理量，另外一個物理量偏差就會跑掉，總之這兩個物理量總是互相之間躲貓貓。這並不是測量手段，或者測量誤差造成，這種現象被稱為「測不準原理」。

海森堡

此時人們開始反思，之前已經形成上百年共識的連續性都錯了，那麼上帝有沒有可能擲骰子呢？當你觀測這個粒子的時候，它就以粒子的形態存在，當你不觀測的時候，它或者以波的形式存在。粒子的形態取決於你是否觀測它。

這也太匪夷所思了，這就像佛教當中的唯心學說，「本來無一物，何處惹塵埃」，你的世界是有由心念所產生的，難道科學經過幾百年的發展居然向玄學靠攏？

其實這就好比我們觀察太陽，早上的時候可能是橘紅色，中午是炙白色，晚上可能顏色又偏黃，難道是太陽的顏色變了嗎？太陽的顏色並沒有變化，而是因為我們觀測的時間和觀測手段發生了變化。

當時圍繞這一現象科學界產生了巨大的分歧，一派是波爾和海森堡，他們認為上帝就是在隨意地擲骰子，粒子的形態取決於你是否觀察它，以及採用什麼樣的手段觀測它。另一派是以愛因斯坦為代表，愛因斯坦認為上帝不僅不會擲骰子，而且這個世界一定存在著更底層的物理學規律。

在第五屆索爾維會議期間，愛因斯坦每想出一個駁倒波爾的例子，隨後第二天波爾就針對這一問題進行解釋，最後兩人誰也沒有說服誰。量子力學給物理學以及哲學界都帶來了巨大的衝擊，那麼「上帝擲骰子」問題有沒有答案呢？

超時空弦理論

其實多維空間理論一直被研究，只是量子領域太過於火熱，人們逐漸從多維空間研究當中轉入量子領域。可是進入20世紀80年代，不僅愛因斯坦和波爾吵得火熱，而且很多量子領域的問題也獲得不了答案。

現在量子力學當中，就算是最基本的夸克都有整整36種，而不同夸克的組合又會產生不同的粒子，這樣組合下來簡直數都數不過來，這肯定不是上帝想要的樣子。現在人們提出了「十維超弦理論」，也就是弦理論。

在這套理論體系當中，認為粒子不再是最小的物理單元，如果我們把這些粒子再放大了1萬億倍，你會發現最後它不是一個點，而是一條正在抖動的弦。和我們見到的弦樂一樣，理論上只要一根琴弦，就能夠演奏出所有的音符。理論上，只要調整琴弦的不同長度，也就能夠產生任意的頻率，不同的頻率也就意味著不同的粒子。

當然弦理論的厲害之處並不是它能夠產生足夠多的粒子，而是它能夠直接導出愛因斯坦方程，並且把廣義相對論與量子理論融合在一起。一根弦如果想要在時空中完成複雜的運動，就必限定一些條件，這就好比如果你想讓物體走直線，必須限定到一維空間當中。只要限定部分條件，弦理論就能夠導出愛因斯坦方程，這也回答了波爾和愛因斯坦的爭論，或許上帝確實設計了這個世界，只是我們看不見它，也沒有搞懂它。