网友提问：

爱因斯坦说“上帝不掷骰子”是什么意思？他说得对吗？

优质回答：

波&粒大战

最早就有人在思考一个问题：光到底是什么？

其实关于光的一切都是各种学者十分关心的问题，伽利略就曾经自己操刀去测光速，结果以失败而告终，而关于“光速”的探讨直接引发了物理学的革命，也就相对论的诞生。相对论两条基本假设之一就是光速不变原理。

而关于“光到底是什么？”，也引发而来持续几百年的论战。最早的论辩双方分别是牛顿，惠更斯，胡克等人。牛顿认为光是一种粒子，并出版了著作《光学》，而以惠更斯为代表的学者们认为光是一种波。

在这个阶段的论战当中，牛顿以压倒性的优势获得了胜利，不过牛顿的取胜除了学术实力了得之外，更重要的是牛顿自身的威望。

（实际上，牛顿的影响不止这些，他去世后，围绕着微积分的发明权之争就导致英国数学家和欧洲数学家彻底决裂，100多年都不曾进行交流，也直接导致当时的世界学术中心从英国转向了法国。）

而第二回合是在100多年后，当时有个叫做托马斯杨的人，做了一个物理学史上几乎是最有名的双缝干涉实验。

在这个阶段，认为光是一种波的科学家层出不穷，并且他们拿出了许多过硬的证据，尤其是最终一锤定音的人，这个人在物理学史上堪比牛顿、爱因斯坦。他就是麦克斯韦，提出了麦克斯韦方程，统一了“电”和“磁”，并预言了电磁波的存在，光是一种电磁波。

而赫兹紧随其后，利用另一个十分著名的实验验证了这个理论。

（后来，大神们就利用赫兹实验的原理搞出了无线电，其中就包括马可尼，尼古拉·特斯拉。）

也就是说，第一回合是“粒子说”的观念胜了，第二回合来了一把反转，“波动说”的观念胜了。

第三回合的对决

我们把时间推荐到19世纪末到20世纪初，当时“波动说”是主流的学术观念。但是科学家和工程师们却遇到了麻烦，这个麻烦就是黑体辐射。

所谓黑体，就是能够把入射的电磁波都给吸收了，不会反射和投射。但是，由于高于绝对零度的物体都会对外辐射电磁，因此叫做黑体辐射。

不太理解没有关系，我们可以从电灯泡说起，当时爱迪生已经对电灯泡的技术进行了改良，欧洲开始流行电灯泡。而有个叫做普朗克的科学家，就受委托研究电灯泡为什么发黄光？

而在研究的过程中，这位科学家就发现，我们必须假设“能量并不是连续”的（这其实就和波动说矛盾，因此在“波动说”中，能量应该是连续的。），而是存在一份份最小的单位形成，而这个最小的单位也就被称为“量子”。

而这个概念的提出正是打开了“量子力学”的潘多拉之盒，一发而不可收拾。前前后后几十位伟大的科学家加入其中。而对于量子力学有奠基作用的有好多人，其中量子力学基石理论是不确定性原理，这是海森堡提出来的。

这种“不确定性”一直以来都让一些科学家无法接受，而量子力学有个著名的哥本哈根学派提出了一个哥本哈根解释。我们拿一个原子来说，我们都知道原子是由原子核和电子构成的。但是电子其实是很诡异的，它并不存在所谓的“轨道”，而是呈现概率云的形式，也就是说，它同时存在于原子核外的这些位置。并且电子的位置和动量是无法同时被确定的。

而哥本哈根学派的宗师尼尔斯波尔在海森堡理论的基础上提出了互补性原理，我们还拿电子来说，他认为电子是同时具有波动性和粒子性的，但是它没有办法同时展现出来。

对于这样的解释，以爱因斯坦、薛定谔为代表的一群科学家是非常排斥的。（虽然爱因斯坦、薛定谔都对量子力学做出了极为突出的贡献。）他们还为此和波尔为首的哥本哈根学派进行论战，在一次论战中，爱因斯坦就对波尔说到：上帝不掷骰子。他的本意其实是这种不确定性是不合理的，是不完备的，虽然和实验拟合得很完美。

而波尔其实当场就反击了，他说：爱因斯坦，不要指挥上帝怎么做。不仅爱因斯坦给波尔出难题，实际上，薛定谔在这方面也没啥做出贡献，著名的薛定谔的猫，就是薛定谔用来刁难波尔阵营才想出来的。（当然，这个思想实验如今看来也存在各种问题，这里就不赘述了。）

如今我们也知道，接近100年来的各种实验结果都是偏向于波尔这一方的，这也才使得“不确定性原理”成为了主流科学理论。

其他网友回答

“上帝不掷骰子”是爱因斯坦对量子力学提出反驳的一句非常著名的话，他是爱因斯坦对量子力学近30年反驳行为的一个总的概括，这句话出自爱因斯坦在1926年12月用德文写给理论物理学家马克斯·波恩（Max Born）的一封信（波恩是爱因斯坦的好友兼研究搭档）。这本书中的版本是：“量子力学。。。。。。确实有很多结论，但并没有让我们更接近老家伙的秘密。无论如何，我确信他不掷骰子。”

所以“上帝不掷骰子”这句话是对爱因斯坦的这段话的概括。“上帝究竟掷不掷骰子”是爱因斯坦和哥本哈根学派三十年争论的核心点。除了索尔维会议之外，最著名的一场论战就是”薛定谔的猫“之争和“EPR”之争“。

海森堡不确定性原理引发论战

1927年海森堡提出了著名的不确定性原理，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度，粒子位置的不确定性，必然大于或等于普朗克常数（Planck constant）除于4π（ΔxΔp≥h/4π）。

海森堡指出，要想测量粒子的位置和速度，最好是用光照到一个粒子上的方式来测量，一部分光波被此粒子散射开来，由此指明其位置。但不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间的距离更小的程度，所以为了精确测定粒子的位置，必须用短波长的光。

但普朗克指出，不能用任意小量的光，至少要用一个光子，而这个光子会扰动粒子，并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。

所以，简单来说，就是如果要想测定一个粒子的精确位置的话，那么就需要用波长尽量短的波，这样的话，对这个粒子的扰动也会越大，对它的速度测量也会越不精确；如果想要精确测量一个粒子的速度，那就要用波长较长的波，那就不能精确测定它的位置。

所以总结来说，你选择以确定电子位置的实验本身，就导致了你无法对电子的动量进行精密的测量！

量子力学的创建者哥本哈根学派认为微观世界物质具有概率波等存在不确定性，不过其依然具有稳定的客观规律，不以人的意志为转移，所以人类并不能获得实在世界的确定的结果。测不准原理是自然界固有的不确定性导致的！

这话惹恼了爱因斯坦，爱因斯坦认为，所谓的随机现象或概率事件中的偶然性，纯粹是人类的认识上的特征。世界万物都有其发展规律，掷骰子就排除了认识世界的可能性。

薛定谔提出“薛定谔的猫”进行反击

爱因斯坦曾给薛定谔写了一封信：两个一模一样的密闭盒子，在其中一个盒子中放入一个球，在打开任一盒子之前，按常理来说，在第一个盒子中找到球的概率应该是50% 。但爱因斯坦并不认为这是一个完备的描述，他相信在原子领域一定有一个合适的理论，可以计算出一个确切的数值。在他看来，仅仅计算出概率还远远不够。

我和大家说一下，正如前面所言，爱因斯坦用找到球的概率来指代量子力学，而他按照自己创立的相对论观点则认为可以计算出一个确切的数值。

受到这封信的启发，爱因斯坦的队友薛定谔提出了著名的思想实验，他表示将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。

根据量子力学理论，由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态，必须在打开箱子后才知道结果。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是世界上不可能存在既死又活的猫。

“薛定谔的猫”还涉及到另外一个原理——波粒二象性，也就是量子力学认为当人们没有对粒子进行观察的时候，它们是以波的形式运动，由于存在干涉，穿过双缝后会出现一道道痕迹。一旦观测后，它们立刻选择成为粒子，就不会产生干涉，穿过双缝留下痕迹。（电子属于粒子的一种）

神反转，“薛定的的猫”反而佐证了上帝在掷骰子

薛定谔想要用这个实验反驳量子力学，爱因斯坦对薛定谔举出的例子非常满意。但该例子试图从从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题，虽然巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来，使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，以此求证观测介入时量子的存在形式。

但是微观世界和宏观世界是不一样的，在过去的几十年里，物理学家成功地在实验室中实现了多种薛定谔猫态，将物质微粒转变为“既是 A 又是 B”的叠加态，并探测它们的性质。尽管薛定谔仍然十分倔强地表示保留意见，然而每一次测试结果都符合量子力学的理论预测。2015年，瑞士洛桑联邦理工学院科学家更是成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。

薛定谔的猫本来是用来挫败量子力学的一个思想实验，却成为阐述量子力学本质的一个经典比喻之一，这个实验本来是想论证“上帝不掷骰子”的，却成为了“掷骰子”的最好论证。

爱因斯坦仍不放弃，提出“EPR”假设

，1935年，在普林斯顿高等研究院，爱因斯坦、博士后罗森、研究员波多尔斯基合作完成论文《物理实在的量子力学描述能否被认为是完备的？》，并且将这篇论文发表于5月份的《物理评论》。这是最早探讨量子力学理论对于强关联系统所做的反直觉预测的一篇论文。在这篇论文里，他们详细表述EPR佯谬，试图借着一个思想实验来论述量子力学的不完备性质。（EPR就是指：E:爱因斯坦、P:波多尔斯基和R:罗森）

他们设计出一个思想实验，称为“EPR思想实验”。借着检验两个量子纠缠粒子所呈现出的关联性物理行为，EPR思想实验凸显出定域实在论与量子力学完备性之间的矛盾，因此，这论述被称为“EPR佯谬”。

爱因斯坦这次并没有质疑量子力学的正确性，他承认了量子力学是正确的，但是它不完备性。

EPR论文是建立于貌似合理的假设──定域论与实在论，合称为定域实在论。定域论只允许在某区域发生的事件以不超过光速的传递方式影响其它区域。实在论主张，做实验观测到的现象是出自于某种物理实在，而这物理实在与观测的动作无关。换句话说，定域论不允许鬼魅般的超距作用，实在论坚持，即使无人赏月，月亮依旧存在。将定域论与实在论合并在一起，定域实在论阐明，在某区域发生的事件不能立即影响在其它区域的物理实在，传递影响的速度必须被纳入考量。

这个实验指出A和B两个粒子在瞬间接触后，沿相反方向离去。虽然测不准原理不允许同时得知每个粒子的位置与动量，但他允许同时精确的测量A和B两个粒子的总动量和他们的相对距离

这样一来，如果我们只测量A的动量，再根据动量守恒定律，就可以在B不受干扰和影响的情况下，精确的得知B的动量。

这样就能证明B粒子的位置与动量的现实性在对B测量之前是存在的，并不是像哥本哈根那样所认为的在测量之前不存在位置与动量，动量与位置仅仅是以概率云的形式存在！

这件事情引发了爱因斯坦与哥本哈根老大玻尔的激烈争论，玻尔认为：A和B在分开之前曾互相作用，它们将永远作为一个系统的一部分纠缠在一起，不能视作2个独立的系统，因此测量A的动量实际上等效于对B进行了直接的同样的测量，这才使得B立即有了完全明确的动量 。

这波争论直接引出了量子纠缠理论，举一个一个例子，在微观世界里，两个纠缠的粒子可以超越空间进行瞬时作用。也就是说，一个纠缠粒子在地球上，另一个纠缠粒子在月球上，只要对地球上的粒子进行测量，发现它的自旋为下，那么远在月球上的另一个纠缠粒子的自旋必然为上。

爱因斯坦直接斥责“量子纠缠”理论荒唐，更讥讽量子纠缠为鬼魅般的超距作用。他为此举了一个著名得了例子。

把一双手套分别放入两个外观完全相同的两个盒子里，打乱之后，随机挑选一个放在家里，而把另一个放到南极洲。倘若我打开家里的盒子发现为左手套，那么我就同时知道，远在南极的那个盒子里的手套必为右手套。爱因斯坦相信，量子纠缠是一个粒子被分割成两个粒子后形成的纠缠现象，所以它们各自的状态在被分离开的那一瞬间就被决定好了！这样一来，量子纠缠就不能超越光速了。

然而两个人之间的争论这次却并没有结果，因为1955年，爱因斯坦去世，但是争论还在继续，1964年，贝尔提出的一个强有力的数学不等式。该定理在定域性和实在性的双重假设下，对于两个分隔的粒子同时被测量时其结果的可能关联程度建立了一个严格的限制，对此次论争给予了一个裁决。

如果该不等式成立，那么爱因斯坦获胜，如果该不等式不成立，则玻尔获胜！

2017年6月16日，量子科学实验卫星墨子号首先成功实现，两个量子纠缠光子被分发到相距超过1200公里的距离后，仍可继续保持其量子纠缠的状态。表明了爱因斯坦的失败。

可以说，爱因斯坦对量子力学的否定是屡战屡败，无论是一开始提出的“薛定谔的猫”还是后来的“量子纠缠”，可以说是更加丰富完善了量子力学。爱因斯坦一生都在反对量子力学，可是他的每一次反对都更加论证了量子力学的正确性。像量子纠缠、量子叠加都是量子力学中非常核心的概念。

这不得不说是造化弄人。而爱因斯坦和玻尔三十年的论站，虽然因为科学观念不同，但是他们之间的论争是君子之争，是对彼此内心科学精神的捍卫。他们私下非常尊重彼此，甚至是非常好的朋友，

1921年爱因斯坦获得诺贝尔物理奖，1922年玻尔获得诺贝尔奖，他们彼此祝贺，都为对方的获奖感到“莫大的幸福”。

而玻尔与爱因斯坦之间论战留下的科学财富至今仍影响着科学界。

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爱因斯坦起初表达“上帝不会掷骰子”是为了否定量子力学哥本哈根学派对微观粒子运动规律的诠释。

他要弄清楚微观粒子到底是真随机还是假随机

量子的概念自1900年被普朗克提出之后，首次成功应用到了爱因斯坦的光电效应，这也反向支持了量子的概念，光量子概念确定了量子力学的地位。

所以说普朗克和爱因斯坦是量子力学早期的奠基人，他们统属旧量子学派。

当量子力学进入到原子内部时，特别是解释电子的轨道规律时，这时候爱因斯坦和普朗克没有做出建设性的研究。量子力学的大旗自然而然地交到了以玻尔为首的哥本哈根学派的手里。

以玻尔为首，他率先用量子的概念结束了几十年来对原子模型的猜测之路。从最早的实在原子论，到面包葡萄干模型，再到行星模型。从19世纪到20世纪初，人们对原子模型的解释总是被实验证伪。

到玻尔之前，原子模型面临最大的问题就是：电子如何绕原子核运动？

按照卢瑟福的行星轨道模型，电子的加速运动必然会辐射电磁波，这是消耗能量的行为，在消耗掉能量之后必然会落入到原子核中，那么这样一来就不存在电子了。这和自然事实是相违背的。

玻尔在吸收旧量子学派的能量量子化概念之后。采用了分立、非连续的概念套用到电子轨道上。这就是玻尔的电子能级模型。

按照哥本哈根学派的说法，电子从基态到激发态的跃迁是分立的，是不连续的。这种跳跃是随机的，我们不能明确单独电子的跳跃规律。也无法同时精确测量单独电子的动量和位置信息。

预测电子的行为只能用电子出现在某一空间的次数来归纳概率。用概率描述电子的运动才是正确的做法。这也是电子云模型的简易解释。

可是爱因斯坦并不这样认为，他认为正是因为以哥本哈根学派代表的量子力学不完备才导致了概率描述的荒唐之举。

爱因斯坦认为电子的行为是可以确定的，而不是类似掷骰子那样而飘渺不定。

之所以我们暂时用概念描述电子的运动规律，在于电子内部的运动机制我们暂且不明朗。

就好比预报天气只能用概率，并不是因为空气分子的运动是真随机，而是人类无法同时掌握云层中每个分子精确运动的轨迹。

如果我们可以追溯大气中每个空气分子，水分子，微粒的运动规律以及它们之间的碰撞规律。那么我们就完全有能力百分之百地确定明天的天气。

天气预报的概率并不是由空气分子运动的随机性导致的，而是未知量导致的。

回首量子力学用概率描述微观粒子的运动规律，也并不是因为微观粒子的本质是随机的，而是由于人们暂且无法察觉到的隐变量在作祟。

爱因斯坦和玻尔的争议点，终于在1927年的第五届索尔维会议中集中爆发。

爱因斯坦不仅了质疑量子纠缠的超距作用，还质疑了哥本哈根学派对粒子的概率性诠释。

爱因斯坦直接对玻尔说，“上帝并不会掷骰子”。而玻尔直接回怼爱因斯坦说“不要告诉上帝该怎么做？”

随后，爱因斯坦和玻尔对赌用贝尔不等式量化了。

现在的贝尔实验结果已经十分明显地倾向玻尔，爱因斯坦99%的可能性是输了。量子纠缠的超距作用是存在的，量子力学是完备的，上帝真的在掷骰子，而且是真随机骰子。

其他网友回答

简单来讲，爱因斯坦说这句话是在与玻尔的辩论中说出来的，什么辩论？关于量子力学不确定性的辩论，以他们两人为代表的辩论在上世界二三十年代的三届索维尔会议上成为焦点！

当时的物理学界关于量子力学的观点总体来说可以分为两大派，其中一派以爱因斯坦和薛定谔为首，另外一派就是哥本哈根学派，以玻尔，海森堡和伯恩为首！

哥本哈根派强调不确定性（随机性）是微观世界的本质，什么是不确定性，用现实世界打个比方就是，你不看月亮是月亮就不一定在那里，有可能已经飞出太阳系了！而一旦你观看月亮时，才能确定它在那里！也就是说，只有通过观测才能知道月亮是不是真的在那里！

爱因斯坦就用“上帝不会掷骰子”来讽刺质疑哥本哈根学派的观点！

确实，在我们现实世界中，量子力学的不确定性太诡异，太不合乎常理了！毕竟我们深深地知道，即使我们不看月亮，它肯定还在那里，怎么可能跑到其他地方呢？

但玻尔的反驳是：你不看月亮怎么知道它一定在那里呢？（注意这里的看并非只是用眼睛看，包括一切直接间接观测手段）玻尔的反驳也不无道理，但听上去更像是狡辩！

无论如何，量子力学百年的发展让我们明白，那里的一切确实与我们现实世界大相径庭，并且量子力学早已成为现代物理学的基石之一！

其他网友回答

齐白石老先生曾经说过：学我者生，像我者死！

科学与艺术是相通的，我们学习爱因斯坦，要学会独立思考，而不是迷信西方人的一切。

量子物理没有注重“金属氢”的聚合反应，把“金属氢”与“电磁波”的关系忽略了，于是自然科学就进入了迷途！