一切都是安排好的!这句话听起来像是街边算卦人经常使用的口吻:小伙子命中注定,一切都是安排好的,就不要挣扎了!难道爱因斯坦晚年发现了什么?觉得一切都是注定?
其实也有点这么个意思,但不完全是。其实爱因斯坦只是说了一句,大家平时都喜欢说,甚至喜欢干的事。例如,你经常会跟朋友打赌,明天会怎么样?哪件事情的结果会怎么样?为什么你会如此自信的敢跟别人叫板,甚至会堵上钱,这是因为你心里对因果论的深信,以及对现实性的深信,你觉得按照某些事先给定的因素,根据以往的经验,那么事情的结果就会朝着你预测的方向发展。
人类科学的发展与爱因斯坦世界观的建立
这个想法其实是人类科学发展的基础,也是一个普遍的科学过程,是人类的天性使然。而且这个思想也由来已久。
因为古时候的人类就觉得只要我们足够聪明、大脑足够灵活、掌握的信息足够充分,我们就能预测一个人的命运、事物的发展动向,甚至是宇宙将如何展开、演化和结束,这种看到事物的想法甚至比科学出现的还要早,也可以认为是早期科学的雏形。因此古时候就诞生了很多的先知、占卜者、预言家,顺便还诞生了一些神棍、巫师之类的歪门邪道。
但它们在当时社会地位极高,不就有国师这种称谓么!因为人们觉得这些人都有一种未知的神秘力量,有时瞎猫碰见死耗子确实能被这些人猜中一些事。算得准了,人们觉得这些人真行,确实厉害,就广泛流传;算的不准了,人们也不喜欢传这么没意思的事,也就渐渐被人们遗忘。而现在看来这些都毫无科学依据。
但是经过无数代人的失败之后,科学的预测就出现了。在古希腊埃拉托色尼、阿里斯塔克斯、希帕克斯、阿波洛尼乌斯和托勒密等古老的天文著作基础上,16和17世纪的现代科学才开始萌芽,科学家们不仅开始用科学的口吻描述天空中星光如何随时间发生移动,而且也试着开始揭示其背后的机制。到了1687年,牛顿的万有引力理论和《原理》的出版让人类的科学事业达到了一个顶峰,我们进入了一个全新的科学预测的时代。
至此人类对任何事物的预测不再是某种毫无根据的打赌或胡乱猜测,而是基于牛顿理论对未来物理现象科学预测,例如从地球引力到彗星的回归,再到一系列相互碰撞的粒子。当时人们就觉得这一切太完美了,也很符合我们的尝试,也满足了人类喜欢预测的天性。根据牛顿的理论,我们只需要知道系统中每个粒子初始的位置和运动,以及可能经历的相互作用,即使这个系统是整个宇宙,只要我们有任意大的计算能力,任何事物的未来发展都可以用任意的精度完全预测出来。
就在19世纪,人们对电和磁的性质也得到了很好的理解,并在1865年以麦克斯韦方程的形式统一电磁学以后达到了顶峰,电和磁这两个东西也不是我们日常所能看到的宏观事物,但它们也符合人们心中的现实性,也就是牛顿科学的那一套,未来也是完全确定、可预测的。只要我们知道粒子的数量,每个粒子的电荷和质量,以及它们是如何相互作用的,它们的初始速度是多少,就可以预测所有的行为,从最大的尺度到最小的尺度,没有任何的不确定性。
这就是爱因斯坦、薛定谔以及老一辈物理学家心中的宇宙,也是他们两个人成长过程中研究的宇宙。爱因斯坦在相对年轻的时候就做出了巨大的贡献,包括对布朗运动的阐述、发现狭义相对论、光电效应以及推导出E=mc^2都是在他20多岁的时候完成的,在30多岁的时候完成了广义相对论,而薛定谔相对于爱因斯坦的成就就有点微不足道了,而且对物理学作出重要贡献的时间也比较晚。
薛定谔的成就也离不开爱因斯坦,因为爱因斯他在40多岁的时候提出了玻色-爱因斯坦统计,薛定谔才在此基础上(中间也得到了爱因斯坦很大的帮助)才取得了重大突破,提出了薛定谔方程,描述了粒子的概率密度,它们的能量,以及它们在量子力学层面上的时间演化。
这就是为什么他和爱因斯坦来往比较密切,而且最后在和哥本哈根学派争论时,也站到了爱因斯坦这一边,提出了著名的:薛定谔的猫,来攻击量子力学不确定的基础,这只猫现在还处在平行宇宙中!
说了这么多,我相信你应该清楚了爱因斯坦那句:一些都是安排好的!其中的含义,这里面并没有神学,也无奈,更多的是爱因斯坦自己的宇宙观。他心中那个具有因果性、现实性、局域性的宇宙。
爱因斯坦晚年做什么了?那么他为何会说这句话呢?
爱因斯坦的一生不仅发展了相对论,也为量子力学的发展做出了巨大的贡献,尤其是前期。但后来量子力学越来越诡异,最著名的就是微观粒子的不确定性,包括位置和动量的不确定性,以及时间和能量的不确定性,瞬间一个确定的宇宙变得不可预测!看了上文,你觉得爱因斯坦能接受这种说法吗?老了老了,世界观崩塌了。
于是他就联合一种老友,攻击量子力学,并不是爱因斯坦完全不接受这种不确定性,而是他认为量子力学还不完备,还不能很好的描述宇宙。可能他最气愤的还是哥本哈根学派的态度吧,它们坚持认为,并多次公开表示量子力学已经是一个很完美的理论了。
所以,爱因斯坦就说了我们现在熟知的很多话,例如:上帝不投骰子;我不看月亮,就不在哪了吗?
我想在强调的是,爱因斯坦没有不接受量子力学,没有不接受不确定性,他接受不了的是这个世界的现实性、和因果性,就这样被量子力学打破了。因此一个人的世界观崩塌了,所以他最后说:这一些都是安排好的!我们可以感受到他最后的无奈。
现在说爱因斯坦晚年主要干了什么,上文说了他的成就在年轻时候都完成了,晚年除了以波尔为首的一票年轻人撕b以外,他更多的时间是想把广义相对论和电磁理论结合起来,这里面还必须包括量子力学,就是所谓统一场理论。花了爱因斯坦足足25年的时间,这太难了,什么也没搞出来。而且至今也没人搞出来。