14分钟读完上帝掷骰子吗？万物到底是随机的还是确定的？

　　伟大的物理学家爱因斯坦曾经说过一句话上帝是不会掷骰子的！，
　　这句话源于与玻尔辩论的第五届的索尔维会议上，意思是世界万物都具有确定性。
　　那么世界万物是否真的具有确定性呢？这就要进入《上帝掷骰子吗？》
　　这本书中，和科学家们一起来探讨这个问题，
　　关于这个问题的回答，一定离不开量子力学的理论，而量子力学的诞生离不开传统物理学家研究的一个问题：
　　光是什么东西？
　　作者：曹天元
　　远古时期，人们的脑子还没有开化，所以他们不把光当做实在的事物，人们认为，世界上有三种不同的光，眼睛、被看到的物体和光源，
　　到了罗马时期，人们认为光源是直接到达到人的眼睛的，而到了公元1000年，人们才把光源和眼睛分离开来，
　　但他们还是没有解决本质上的问题：
　　光本质上到底是个什么东西？
　　古希腊时期，有物理学家站出来称光是非常细小的粒子流，同时，又有其他的物理学家称，既然声音是一种波，为什么光不能是一种波呢？
　　物理学家们为了搞清楚这个原理而争论不休。于是物理学家们形成了两个派别，粒子派和波派，
　　粒子派的代表人物是伟大的力学发现者牛顿，而波派的代表人物是发现量子的普朗克和推出相对论的爱因斯坦。
　　当然，第一次微波之争并不是这两派位于不同时代的代表人物，和牛顿对立着是当时荷兰的一位物理学家惠更斯。
　　他们通过光的折射进行争斗，比如说，把一根筷子放在水中，水中的筷子就会像被折断了一样，这就是折射。
　　在牛顿看来，折射的原因在于光在水中受到了力，所以光在水中的速度要比在水外的速度快，于是就发生了折射，
　　但惠更斯认为光波进入水中后，速度就变慢了，筷子才发生了折射，他们两个人的观点恰恰相反，
　　但在那个年代，技术还有所欠缺，物理学家们并没有办法去测量光速，
　　而面对两个完全不一样的观点，专家们也都因为牛顿的名望加上牛顿已经得出很多经过证实的理论，就认为牛顿的光学理论也一定是正确的。
　　第一次微波战争，粒子派占到了上风。
　　1773年，在半尔沃顿诞生了一个男孩，名叫托马斯杨，第二次微波之争就是从他开始的，
　　1807年，他在无意间做双缝干涉实验的时候发现，实验结果无法用光是粒子进行解释，而光的波动可以解释这个实验结果，
　　所以他认为牛顿的光学理念是错的，但这并不能让波派成功被各大物理学家所接受，
　　直到1819年，一个不知名的工程师菲涅耳的出现才改变了微波之争的格局，
　　菲涅耳认为，光是一种横波，他当众做实验证明自己是对的，虽然大家伙都是抱着看戏的心态，
　　但令人没想到的是，菲涅耳的实验在众目睽睽之下竟然成功了，波派也借此抬起了头。
　　这就要说到波派的代表人物普朗克了。
　　1858年，普朗克出生了，普朗克家里的人想要培养小普朗克成为伟大的钢琴家，
　　但青年时期的普朗克慢慢关注到了自然，然后爱上了物理学，于是踏上了物理研究的道路，
　　他的思想观念很是传统，但令他自己都没有想到的是，他的研究反而开启了物理学界的另一扇门，
　　1879年，他在研究维恩关于黑体辐射的论文时，发现维恩的公式只解释了短波的问题，并没有解释长波，
　　于是，他苦心研究，做出了一个新的公式，但新的公式，它究竟是建立在粒子的角度上，还是建立在波的角度上呢？
　　普朗克研究后发现，这个公式需要假定才能得知它建立在哪个角度上，
　　于是，他假定电磁波的发射和吸收不是连续的而是一份份进行的，这样的一份能量叫做能量子，
　　1900年12月14日，普朗克对外宣称了这个能量量子，自此量子诞生了，也说明了这个新的公式是建立在波的角度上的。
　　量子在诞生之后，爱因斯坦便联系光与量子之间的关系，1905年，爱因斯坦凭着一种深刻的直觉，他感到，对于光来说，量子化也是一种必然的选择。
　　于是，他提出了一个假设光量子来证明光是波动的，但是光量子的诞生是传统的物理学领域无法接受的，
　　一时之间，又回到了最初的起点问题光是什么？
　　此时此刻，两派之间都无法去下决定，但量子的诞生，使得物理学家们纷纷转向了对量子的研究。
　　而量子也引发了几代物理学家们之间的争斗。
　　而最为闻名的，就是1927著名的第五届索尔维会议上爱因斯坦与玻尔之间的争斗，
　　玻尔想让爱因斯坦承认他的量子力学理论是正确的，但爱因斯坦认为玻尔的理论是错误的，奈何又拿不出实验依据，无法反驳，
　　只说下了那句上帝是不会掷骰子的。玻尔听到后就回怼爱因斯坦：
　　请你不要擅自决定上帝要做什么！
　　爱因斯坦在会议上吃了瘪，为了找回场子，在1930年的第六届索尔维会议上当众做出了一个光箱实验，打的玻尔措手不及，
　　一时之间并不能有理有据的反驳爱因斯坦，瞬间面如死灰，认为自己被爱因斯坦压制了，
　　会议结束后，就带着他的团队秉烛夜谈的研究如何反驳爱因斯坦的光箱实验，到了第二天会议开始的时候，玻尔便雄赳赳气昂昂的进入了会场，
　　在会议上，他不仅有理有据的反驳了爱因斯坦的观点，而且他的论据用的是爱因斯坦的广义相对论，成功的反击了爱因斯坦。
　　虽然爱因斯坦在两次会议上都失败了，但他依旧不同意玻尔的量子理论，
　　反驳着玻尔的观点，但没有用论据反驳，而是以玻尔的量子力学理论的概念不完善进行反驳，他们之间的争论在他们死后依旧在持续着。
　　德布罗意在爱因斯坦还在世的时候提出对于量子的看法，间接证明了：光是波动的。
　　这使得波派的物理学家开始趾高气昂起来，但德布罗意本意是在研究量子，如果说他对光是什么？的看法，
　　他轻飘飘的说道：光既是波又是粒子。
　　就是这么轻飘飘的一句话，震惊了所有的物理学家，试想一下，从小和你一起玩耍的男孩子在你们认识30年后，突然变的可男可女了，你震不震惊。
　　于是，所有的物理学家直摇头，不承认德布罗意的观点。
　　玻尔的学生海森堡接连着玻尔的研究认为世界万物就是随机的，而光具有二象形，
　　他觉得光在出现的时候，你并不知道它以什么样的速度出现的，这是个概率问题。
　　所以光具有不确定性，量子力学也具有不确定性。
　　这两个人对于量子力学的解释并不到位，但在物理学史上为量子力学的发展开辟了新的思想，
　　于是就有更多不同的观点扑面而来，比如退相干、隐变量、波函数等等，都认为世界万物都是不确定的，
　　而爱因斯坦那句上帝是不会掷骰子的也变成了问句，因为上帝到底会不会掷骰子，没有人能够明确回答出来。
　　量子理论的概念是不完善的，为什么呢？简单说一下量子力学和经典力学的区别，
　　爱因斯坦就属于经典力学范围，经典力学的特点是确定性，但量子力学的特点是具有不确定性，那么如何让不确定变为确定呢？
　　这个就需要测量，测量后，就会从不确定的转成确定的状态，物理学家把不确定性称作纠缠态，而确定性称作本征态。
　　但事实上把量子力学理论放在现实中看是非常荒谬的，
　　比如说，你眼前有一瓶水，你看到这瓶水的时候，它在一个确定的位置上，但当你蒙上眼睛去看，刚刚在原地的那瓶水可能就会转移到其他地方，
　　当然这个水杯是在没有触碰的情况下，自己转移的，这就是量子力学中所说的不确定性，放在现实生活中的确很荒谬。
　　所以薛定谔就对量子力学表示怀疑，就用薛定谔的猫来讲述量子力学的不完善，
　　薛定谔的猫的实验是在讲，把一只猫放进一个封闭的盒子里，这个盒子里什么都有，氧气、食物等等，
　　但这个盒子除了猫和安全的物品外，还有一个毒气开关，
　　如果开关开了，毒气释放出来，猫就会死，如果开关没开，毒气没有释放，那么猫就不会死，
　　而开关打开或关闭的状态就称作纠缠态，猫是死是活的结果也是一个纠缠态，这只猫就被称作既活又死的猫。
　　这时候就一定会有人问，为什么不去打开盒子看看猫到底死没死呢？
　　但其实我们一旦打开盒子进行观测，猫既死是活的状态就会变成要么死要么活的状态；
　　所以薛定谔就认为，猫既死又活是很荒谬的事情，所以量子力学是有问题的。
　　但这个理论就能够说明量子理论并不存在吗？当然不是，除去薛定谔的观点，当时也有另外一种理论，叫做多宇宙理论，
　　这个理论和薛定谔的猫的结论有所不同，平行宇宙理论认为的是，猫并不是既死又活，因为这个世界有两个宇宙，第一个宇宙猫的状态是活的，而第二个宇宙猫的状态是死的，
　　除了猫的状态不同，其他的宇宙形态是相同的，如果不打开盒子，那么两个宇宙就并行发展着，
　　如果打开了，这两个宇宙就会呈现分裂的状态，一个宇宙里是活猫，一个宇宙里是死猫，
　　人们选择的只是其中一个宇宙，另外一个宇宙也在平行发展着，
　　如果接着在自己选择的宇宙里继续做这个实验，那么宇宙就会分裂成为更多个宇宙，当然这个宇宙依旧是同时并行着的。
　　简单的说，这个理论相当于我们现在所说的平行时空，可能存在着另外一个世界，
　　那个世界里有另外的我们，也有可能没有我们，因为历史的潮流可能因为一件事情的不同结果而走向了不同的命运，
　　比如说另外一个世界里，也许刘邦和项羽的战斗中，项羽战胜了刘邦；也许，清朝并没有闭关锁国，而是开阔疆土；
　　一切的一切，都很玄乎且奇妙，但的确是科学理论，只是没有被证实的科学理论。
　　从旧时代中对光所做的简单的实验到量子理论的诞生，沿着量子理论又产生了世界上各种各样的玄妙之处，
　　也许，我们可以见证到更令人震惊的由量子理论所产生的事实，
　　而光是什么？估计物理学上也有了定论。