9. 哥本哈根解释:上帝似乎会掷骰子
虽然爱因斯坦对量子力学的诞生也做出了贡献,但是这个领域中有一个他无法接受的观点,即“哥本哈根解释”。该观点的提出者是以丹麦的玻尔为核心的研究者们,故得其名。
在此,我们回想一下前文中介绍过的双缝实验,即通过向两条狭缝发射电子束,证明电子是“波”的实验。
虽然电子最终描绘出了干涉条纹的图案,但是每个“弹着点”看上去都是随机的。由此可以得出两个结论:第一,电子每次的去向是无法被预测的;第二,电子去向的“概率”是可以获知的。对于电子“接下来会去哪里”,只能通过从整体结果倒推出来的概率来预测。
简单来说,这就是哥本哈根解释。在哥本哈根解释中,双缝实验中的每个电子都以“波”的形式扩散,当这些电子碰到侦测屏幕被观测到的那一瞬间,它们会变为一个点。也就是说,在观测者“看见”电子之前,它的位置是无法被确定的。这种情况并不只限于电子,所有粒子在被观测到之前都是“波”,因此也无法确定粒子在哪里。
在直观感觉上,任何人都会觉得“这太奇怪了”。粒子虽然有波的性质,但它毕竟还是粒子。即使没有被观测到,粒子也应该“存在”于某处,不应该无法预测其位置。
爱因斯坦也是这样想的,因此他反对哥本哈根解释。他反驳哥本哈根解释时曾留下了一句名言,即“上帝不会掷骰子”。另外,因提出波动方程而获得1933年诺贝尔物理学奖的奥地利物理学家薛定谔,也是哥本哈根解释的反对者。
不过,上帝似乎会掷骰子。虽然目前存在多种反对意见以及其他解释,但是哥本哈根解释已经成为物理学的标准观点。基于哥本哈根解释而得以应用的电子技术也不在少数。哥本哈根解释确实有些不可思议,不过这就是量子力学的世界。

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