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上節課我們說了，量子力學的正統解釋，哥本哈根詮釋，它否定了現實的決定性、因果性和獨立于觀測者的客觀現實性。 玻爾還為科學的目的定了一個基調，說，科學的目的不是，也不能解釋自然的本質，而是關于自然，科學能進行怎樣的描述。這句話其實就是對哥本哈根詮釋的總結。 
而在愛因斯坦的科學觀里，科學就是用來揭示事物背后的本質，如果科學不能揭示事物背后的本質，那要科學有何用？大家都不用搞科學了，都會回家抱孩子算了。 從愛因斯坦的一句名言中，就能看出愛因斯坦的科學觀，他說：大自然最神奇的地方在于，它可以被科學所理解。 可以看出，1927年，以玻爾為首的量子學派和以愛因斯坦為首的經典學派，已經在世界的本質問題上出現了很大的分歧。 
那么正好這一年的10月24號，要召開第五屆索爾維會議，這樣就可以把大家聚在一起對現在的量子力學進行討論，所以這次會議的主題就是：電子和光量子。 參加會議的人主要分為了三個陣營，以玻爾為首的根本哈根學派，包括波恩，海森堡、泡利，以愛因斯坦為首的經典物理學陣營，包括薛定諤和德布羅意；剩下的就是中立派，多以實驗物理學家為主。 
在會議中德布羅意就自己的導波理論發表了演講，說，電子實際上以波和粒子的狀態真實存在，電子乘波而來又乘波而去，就像是沖浪運動員一樣，波為電子提供了前進的方向和動力，這立刻就遭到了泡利和海森堡的抨擊。 這時德布羅意看向了愛因斯坦，給了愛因斯坦一個眼神，希望他能站起來懟哥本哈根學派，沒想到愛因斯坦選擇了沉默，估計愛因斯坦心里并不支持德布羅意的觀點。 德布羅意失望之余，從此以后改旗易幟，轉而接受了哥本哈根的解釋，和愛因斯坦分道揚鑣。 
薛定諤在會中也發表了演講，說了他的波動力學，以及自己對波函數Ψ的解釋，薛定諤這個人旗幟鮮明，他一直反對哥本哈根對Ψ的概率解釋，和愛因斯坦一直保持著統一的戰線。 隨后海森堡和波恩發表一份聯合報告，說了他們的矩陣力學，測不準原理，物理解釋，量子力學的應用，最后它倆總結道：我們認為現在的量子力學已經是一個完備的理論，不需要再對他的物理基礎和數學假設做任何的修改。 愛因斯坦這時一肚子的不滿快要壓不住了，因為他除了接受不了哥本哈根的解釋以外，還受不了他們得意的樣子，愛因斯坦認為沒有一個理論可以聲稱自己是完備的。 不過這時愛因斯坦并沒有起身發言，而是在臺下露出了不屑的笑容，笑這些年輕人還是太過幼稚。 
就在玻爾發言講述了自己的互補原理，否定了獨立于觀察者而存在的客觀現實性以后，愛因斯坦終于是坐不住了，他不想再沉默下去。 在這次會議上，愛因斯坦主要攻擊了哥本哈根解釋的波函數坍縮問題，拿雙縫干涉為例，電子在達到感應屏幕之前，它在屏幕上每個位置出現的概率滿足波函數Ψ的描述。 也就是說，在每個位置上電子都有可能出現，但是出現的概率不同，那么當電子在選擇了一個點出現以后，這個點的概率就變成了100%，那么其他點的概率就瞬間變成了0。 
玻爾等人聽了以后，一時半會理解不了愛因斯坦想表達什么，因為在他們的心里，波函數的坍縮就是一個瞬時的選擇過程，不需要對其進行描述和說明。 而且電子的波函數本身就不代表任何的物理實在，它不是一個真正的波動，所以不存在物理學中超光速的問題。 愛因斯坦還對電子在雙縫前的表現提出了質疑，當存在雙縫的時候，電子可以產生干涉條紋，當關閉一個夾縫，干涉條紋就消失了，這是為什么？ 
還有兩個夾縫之間的距離雖然很窄，但是對于電子的體積來說，仍然像是隔著十萬八千里，那么電子是如何知道另一條縫是開還是合？ 這個問題難不倒玻爾，玻爾說雙縫實驗正是體現互補原理最好的證明，當電子到達雙縫前，它并不是一個粒子，也不是一個波，而是一個抽象的幾率波，沒有物理實在。 這時電子的幾率波可以同時通過任何可能的路徑，通過的幾率波又會互相疊加，改變電子在每個位置出現的概率。 當電子到達雙縫前，只有一個夾縫的時候，它的幾率波就只能選擇一個路徑通過，但是這時由于我們準確地測量了電子的路徑信息，這是粒子才具有的信息，所以電子的波函數就會塌縮，電子表現出粒子性，因此干涉條紋就消失了。 也就是說，當我們試圖獲取電子的路徑信息的時候，就是對電子粒子性的測量，這時就不會出現干涉條紋。也就是說，路徑信息和干涉條紋也是兩個互補的量，我們只能在同一實驗中，看到其中的一個。 
玻爾還順便提出了一個思想實驗，就是我們常常聽說的，在雙縫安裝一個探測器，看電子到底是通過了哪條狹縫，這種想看電子路徑的實驗，都會導致干涉條紋的消失。 不過這種裝探測器的實驗只是個思想實驗，并沒有人能夠做出來。而在往后關于電子雙縫干涉實驗的變種實驗中，只要是我們想獲得電子的路徑信息，比如已經做出來的延遲選擇實驗，量子擦除實驗，這些實驗結果都符合玻爾互補原理的描述。 還有我們總想不通的是，電子是怎樣同時通過兩條狹縫的，其實根本的原因還是，你總是把電子想象成了一個小球，一個物理實在。 哥本哈根的解釋已經說得很清楚了，在沒有測量電子的時候電子沒有任何實在性，它不是粒子，也不是真實的波，而是一組虛無縹緲的幾率。所以它能同時通過兩條狹縫并不奇怪。 幅 如果你非要想象一個小球，同時經過了兩條狹縫，那肯定會感覺違反常識。 總之，還是我之前說的，只要你理解了哥本哈根詮釋，雙縫干涉實驗其實一點都不神奇，那些整天說，雙縫干涉實驗恐怖，觀測改變了實驗結果，現在改變了過去，其實都有點老營銷的味道。 如果你從開始到現在，把量子史話一直看下來了，那么關于雙縫實驗的一切困擾都將煙消云散。 雖然愛因斯坦所提的問題，都被玻爾化解了，但是這并沒有改變愛因斯坦對量子力學的態度，3年之后，他再次向哥本哈根學派發難，這次攻擊的是，海森堡的測不準原理，希望證明量子力學的不一致。 由于時間的問題，下個視頻，我們繼續聊。 |
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