有一張照片，匯集了當時幾乎所有偉大的物理學家，甚至能堪稱人類歷史上最偉大含金量最高的一張照片， 1927年拍攝的第五屆索維爾會議的合影 ！
愛因史坦，居禮夫人，薛丁格，勞侖茲，狄拉克，普朗克.....一個個名字都如雷貫耳，如果沒有他們，人類科學雖然不至於停滯不前，但起碼要倒退幾十年。
而今天的故事就從這張偉大的合影開始說起。
其實第五屆索維爾會議的主題是兩大派別之間的辯論，這兩大派別分別是，以愛因史坦薛丁格等為首的經典物理學派，還有以波耳，海森堡，玻恩，包立等為首的 哥本哈根學派 。
兩大學派爭論的是「量子力學」中的不確定性。雙方爭論的焦點並不是量子力學本身，無論是愛因史坦還是波耳，都沒有質疑量子力學，愛因史坦也是量子力學的奠基人之一，當然沒有質疑量子力學的道理。
雙方爭論的焦點在於如何詮釋 量子力學的詭異性 。愛因史坦是經典物理學的堅定擁護者，認為世界一定是可認知的，可描述的，確定的，這種觀點也被稱為「 實在論 」，認為這個世界就是實實在在的，客觀存在的，一定有一套物理法則可以準確描述萬物的運動規律。
而波耳為首的哥本哈根學派則不那麽認為，波耳表示， 量子世界是不確定的 ，那裏的一切都只能用機率去描述，用數學語言就是「 波函式 」。量子世界的不確定性與人類的觀測水平沒有關系，並不是因為人類觀測儀器的精確度造成的，而是量子世界的固有內容。也就是說，不管如何觀測，不管觀測儀器有多精確，都不影響量子世界裏微觀粒子的不確定性，因為這種不確定性是內在秉性，與外界事物的觀測無關。
量子世界的不確定性意味著微觀粒子都處於疊加態，舉個例子，電子可以自旋，自旋方向分為朝上和朝下，當我們沒有觀測時，電子的自旋是同時處於朝上和朝下的疊加態，記住，不是「朝上或者朝下」，而是同時「朝上和朝下」！
而當我們實施觀測的瞬間，電子的自旋方向就會從「朝上和朝下」的疊加態塌縮為「要麽朝上，要麽朝下」的確定狀態。說白了，不觀測時，微觀粒子表現為波動性，而一旦實施了觀測，微觀粒子就會表現為粒子性。
用宏觀世界的「擲骰子」行為就更能直觀地感受到量子世界裏的詭異性了。
現實中我們「擲骰子」，看起來是隨機事件，會隨機出現1到6之間的任意一個點數，但其實並不是真隨機事件，而是「偽隨機」事件。為什麽這麽說？
理論上分析，只要我們能精確控制好「擲骰子」的力度，角度，精確計算出「擲骰子」過程的空氣阻力，甚至當時環境的濕度溫度等因素對「擲骰子」這個動作的微小影響，最終我們一定會知道最終會「骰子」落下來之後會是幾點。
實際上，不僅僅是「擲骰子」，我們宏觀世界的任何事件看起來很隨機，其實都是 偽隨機 事件，只要能夠精確控制事件發生過程的所有參數，就能預測未來的準確走向。哪怕你腦袋裏看起來非常隨機想出來的一個數位，其實都不是真正的隨機事件。
而 真隨機只會出現在量子世界 。也就是說，微觀粒子的行為是真正的隨機事件。比如說一個電子，可以隨機出現在原子核附近的任何位置，甚至可以同時出現在兩個不同的位置。
而愛因史坦提出的「上帝不會擲骰子」，本意正是反駁哥本哈根學派對量子力學不確定性和隨機性的描述，愛因史坦認為，不僅是宏觀世界，量子世界的行為同樣應該是可以描述的，同樣有規律可循的。
但是該如何理解微觀粒子的不確定性和隨機行為呢？
愛因史坦認為，之所以在我們看來微觀粒子的行為是不確定的，隨機的，並不意味著真的如此，很可能是因為人類並沒有發現微觀粒子真正的運動規律，一定存在某種「 隱變量 」還沒有被發現，這個「隱變量」才是不確定性的本質。
為什麽人類發現不了「隱變量」？可能是因為人類科技的落後，觀測水平還太低，最終才造成了「不確定性」的假象。
也就是說，愛因史坦認為，量子世界裏的「不確定性」和隨機行為只是表象，裏面還隱藏著更深層的東西沒有挖掘出來。
但是波耳並不那麽認為。波耳堅持認為微觀粒子的運動就是真正的隨機事件，就是不確定的，這種不確定性與任何外界因素無關，當然也與人類的觀測水平無關，而是微觀粒子的固有內容。
說白了，不管人類科技有多先進，看到的微觀粒子的狀態都是不確定的。
當然，哥本哈根學派人才濟濟，他們不僅有理論上的分析，還用數學語言描述不確定性原理。微觀粒子位置和速度（動量）的不確定性乘積不能小於一個常數，雖然這個常數很小，但的確是大於零的。
這意味著什麽呢？
意味著人類永遠無法同時觀測到微觀粒子的位置和速度資訊，位置資訊越確定，速度就越不確定。反之，速度資訊越確定，位置就越不確定。
那麽，愛因史坦和波耳到底誰對誰錯呢？兩人之間的爭論持續了數十年，一直沒有分出勝負。直到貝爾不等式的出現，才暫時讓兩人之間的爭論畫上了一個句號。
貝爾不等式 ，是理論物理學中一個有關是否存在隱變量的不等式。這裏就不展開詳細講述了，之前的科普文中有具體講解。總之就是，如果貝爾不等式成立，那麽愛因史坦就對了。如果貝爾不等式不成立，那麽波耳為首的哥本哈根學派就對了。
結果就是，貝爾不等式確實不成立，起碼目前如此。這也是為什麽哥本哈根學派會成為如今量子力學中的主流詮釋理論。也就是說，愛因史坦錯了！
物理學家們還發現，不僅微觀粒子的位置與速度有不確定關系，其他很多物理量也擁有這種關系，比如 說時間和能量 。
具體來講就是，時間的不確定性與能量的不確定性乘積也必須不小於同樣一個常數。這意味著什麽呢？
意味著 在足夠短的時間裏，能量會足夠大 ，只有這樣才能滿足時間和能量的不確定性關系。說白了，在足夠短的時間裏，可以上演很多違反我們常識的事情，比如說 量子穿隧效應 ，其實就是時間和能量不確定性關系的直接體現。
微觀粒子在某個瞬間，有一定機率穿越「能量勢壘」的束縛，直接到達「能量勢壘」的另一邊。這就相當於面對一堵10公尺高的墻，無論如何你都跳不過去，因為「10公尺」已經遠遠超過了你的「能量勢壘」，你可能最多只能翻越一堵2公尺高的墻，而「2公尺」就是你的「能量勢壘」。
但是，純理論分析，在足夠短的時間裏，有那麽一瞬間，你有一定機率直接穿過那堵10公尺高的墻。因為時間足夠短，你可以獲得足夠多的能量。當然，這只是用宏觀世界來打比方，現實中不可能發生這樣的事情，因為量子效應只會發生在量子世界。
有科學家甚至提出這樣一個大膽設想，認為連我們宇宙的誕生都有可能與量子世界中的不確定性有關。
剛才講了，在足夠短的時間裏，能量可以非常大。或許，在宇宙誕生之前某一個極其短暫的瞬間，真的隨機衍生出極大的能量，而這種能量就是宇宙誕生的基礎！
