爱因斯坦说的“上帝不会掷骰子”是什么意思?

liguanyao

答:爱因斯坦的本意,是反对量子力学哥本哈根诠释中的不确定性原理。


爱因斯坦坚信自然规律具有确定性,物理过程具有内在联系,客观事物真实存在,并满足物理规律的严格约束,任何表面随机的过程,都存在更根本的物理联系。




爱因斯坦斯坚信斯宾诺莎的上帝,斯宾诺莎的上帝即是指大自然规律,宇宙中的一切事物,都是严格遵循物理规律的,因果之间是自然法则的必然性。


在上世纪初,以玻尔等人发展起来的量子力学诠释,称作哥本哈根诠释,该诠释的其中一个基本假设,叫做“不确定性原理”。



不确定性原理指出,一个粒子的关联量(比如位置和速度、时间和能量等等)之间,存在本质的不确定,这种不确定是原则性的,我们没有任何办法得知不确定性间内在机制。

比如速度和位置,我们不可能同时得知两者的精确数值,它们的不确定性满足ΔxΔp≥h/4π,这就和爱因斯坦坚信的信念矛盾了!


于是,在爱因斯坦和玻尔的多次“争论”中,爱因斯坦说了那句著名的——上帝不掷骰子!



这表明了爱因斯坦的立场,但爱因斯坦也不是只在口头上反对,爱因斯坦一方面坚持着自己对统一场论的研究,另一方面着手建立于哥本哈根诠释对立的量子力学诠释,也就是现在被称作的“隐变量诠释”。


隐变量诠释的出发点和哥本哈根诠释完全不同,隐变量坚信不确定原理中,存在更深层的机制,只是我们还没有找到这个机制而已,隐变量诠释的建立者还有玻姆、德布罗意等人。



可惜,在上世纪八十年代,科学家以贝尔实验动摇了隐变量诠释;在2016年,科学家以无漏洞贝尔实验,否定了隐变量诠释。

至此,隐变量诠释已经出局,爱因斯坦的上帝,是掷骰子的!



艾伯史密斯

下图就是骰子,有时候也叫色子。普通人将骰子扔向空中,它落到桌面后哪一面向上是随机的。正因为随机,赌场中可以选择用骰子作为赌博用具。

爱因斯坦拿骰子说事是因为他不认可量子力学哥本哈根派的随机解释。在量子力学中,粒子可以处于状态1和状态2的叠加态中,当你去测量粒子的状态时,要么测量到状态1,要么测量到状态2。至于测量的结果是什么在测量之前是完全不确定的,结果完全是随机的,哪怕在初始条件相同的情况下。

这样的解释虽然和实验能够吻合起来,但爱因斯坦是不满意的,爱因斯坦调侃这种解释为“上帝在掷骰子”。这里的上帝不是宗教意义上的上帝,而是代表科学规律。在爱因斯坦看来上帝不会掷骰子,意思是每一次的测量结果应该是确定的,现在的测量结果虽然表现为随机,但是爱因斯坦认为在这背后还有人类尚未认识到的“局域隐变量”在控制着测量结果,一旦人类掌握了局域隐变量理论,每一次的测量结果就不再是随机,而是一个确定的值。

也正是爱因斯坦对量子力学的随机解释不满意,才有了一直持续到现在也没有结束的爱因斯坦和玻尔之间的大论战。爱因斯坦认为“上帝不掷骰子”,玻尔认为“上帝掷骰子”。

1964年,约翰·贝尔给出了一个不等式可以接受实验的检验,如果实验表明贝尔不等式不成立则爱因斯坦的局域隐变量理论落空;如果贝尔不等式成立则玻尔为代表的随机解释落空。几十年来,科学家们设计了种种实验,所有的实验都表明贝尔不等式不成立,爱因斯坦的“上帝不掷骰子”的观点落空。不过,科学家们还没有到此结束,还会设计出更严格的实验对贝尔不等式进行检验,还会继续用实验检验上帝到底是不是在掷骰子。


刁博

答:“上帝也掷骰子嘛?”是爱因斯坦对于玻尔领衔的哥本哈根学派的“测不准原理”或者说是“不确定性原理”的嘲讽。


导火线

双缝干涉实验不仅仅是说明了光的波动性,在实验中单个光子到底是通过了左缝还是右缝引发了更广泛的探讨。实验内容读者一定都知道,在此不再赘述。这个时候哥本哈根学派站了出来给出了解释:“光子既不是通过了左缝,也不是通过右缝,而是同时通过了左缝和右缝”。在量子力学已经很成熟的今天,一般人听到这样的话感觉很也很匪夷所思很怪异,那个时代牛顿坚定地决定论占据主导地位,更不会允许出现这样的“怪谈”。



爱因斯坦的世界观

爱因斯坦的信仰简单来说就是一个中心(因果律),两个基本点(定域:光锥,和实在性)。也就是说在玻尔代表的哈根学派表明观点后,爱因斯坦的因果律和实在性都受到了严重的冲击。爱因斯坦对于这种诡异的解释戏称为“上帝也掷骰子嘛?”,爱因斯坦准备反击,他的好友薛定谔就站在了他这一阵营,提出了神兽“薛定谔的猫”,用猫的即活又死的状态讽刺哥本哈根派。结果是无法预料的,薛定谔的猫竟然成了量子力学的的代名词,火的一塌糊涂。


(图片来源网络侵删)

结论:事实证明爱因斯坦在这场“对话'中是不利的,“上帝也在掷骰子”。科学就是在这样的怀疑、争论与验证中发展,它不论输赢,也并不会剥夺每一位参与者的贡献。



黑洞家的铲屎官

很多人并不明白这话,把这话当成是不是爱因斯坦相信神学什么的,完全无知的扯蛋。

物理学家研究到一定程度后,会了解很多宇宙的规律规则和限制,比如光速不变,没人知道是宇宙必然的结果?还是一定空间下的偶然随机出现的绝对限制?

爱因斯坦说这话意思是宇宙的万物规律和限制是必然的现象,不可能像骰子那样是随机出现的结果


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