20世紀(jì)的索爾維會議，是當(dāng)時(shí)世界上“最聰明”大腦的聚會。它是由比利時(shí)實(shí)業(yè)家歐內(nèi)斯特-索爾維創(chuàng)立的。會議每三年舉行一屆，主要討論當(dāng)時(shí)物理、化學(xué)領(lǐng)域最尖端的學(xué)術(shù)問題。若以現(xiàn)在的眼光來看，它肯定就是科學(xué)界的奧林匹克，物理、化學(xué)界大牛的華山論劍。
而1927年，在比利時(shí)布魯塞爾舉行的第五屆索爾維會議，則是最群星璀璨的。愛因斯坦與波爾就量子力學(xué)的正確性，展開了一場針鋒相對的唇槍舌戰(zhàn) 。這場決戰(zhàn)量子之巔的大論戰(zhàn)，至今仍為世人所津津樂道。
波爾所帶領(lǐng)的哥本哈根學(xué)派，有玻恩、海森堡、泡利等戰(zhàn)將。他們認(rèn)為新生的量子力學(xué)是正確的、完備的。波函數(shù)能描述基本粒子，而基本粒子組成世間萬物。所以一切都能用波函數(shù)來形容。波函數(shù)提供一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。我們看到的物體都是波函數(shù)塌縮后的確定狀態(tài)。量子不確定原理則是說，你不可能同時(shí)知道一個(gè)粒子的位置和它的速度。在微觀世界，因果律被打破，一切都是概率，一切都是隨機(jī)的。
愛因斯坦所率領(lǐng)的反對派，有薛定諤、德布羅意等得力干將。他們認(rèn)為量子力學(xué)一定是有問題的。量子力學(xué)的觀點(diǎn)與經(jīng)典的宏觀世界規(guī)律如此大相徑庭。一場世紀(jì)大辯論隨即展開。
他們根據(jù)各自的理論，設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)絕妙的思維實(shí)驗(yàn)。用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來打擊對方陣營。一番番你來我往、唇槍舌劍。愛因斯坦所率領(lǐng)的反對派敗下陣來。愛因斯坦是篤信決定論的，他不服氣地喊到：“上帝不擲骰子！”可是波爾淡淡地回了一句：“別去指揮上帝怎么做!”
反對派雖然在索爾維會議上，敗給了哥本哈根學(xué)派。但這場爭論并未結(jié)束。愛因斯坦的忠實(shí)擁護(hù)者，反對派的得力干將，薛定諤在1935年提出了著名的思維實(shí)驗(yàn)——薛定諤的貓。它把微觀領(lǐng)域的量子行為擴(kuò)展到宏觀世界，得出一個(gè)荒謬的結(jié)論用以打擊哥本哈根學(xué)派。
在哥本哈根學(xué)派的量子理論中，我們看見的物體都是波函數(shù)塌縮過后的確定狀態(tài)。那在我們觀察微觀粒子之前，它是出于各種波函數(shù)的疊加狀態(tài)。
這個(gè)思維實(shí)驗(yàn)是這樣設(shè)計(jì)的，在封閉的盒子里放一只貓，以及少量的放射物質(zhì)，有50％的概率，放射性物質(zhì)會衰變并釋放出毒氣殺死這這貓。同時(shí)，有50％的概率不會衰變，貓可以存活下來。那么，在不打開蓋子觀察的情況下，貓是處于既死又活的疊加態(tài)。但是既死又活的貓這怎么可能存在。這一招歸謬大法，讓哥本哈根學(xué)派很是吃癟。
近一個(gè)世紀(jì)后，薛定諤的貓這一著名的思維實(shí)驗(yàn)提出的悖論，仍沒有解決。但是，昨年六月份，耶魯大學(xué)的一項(xiàng)最新實(shí)驗(yàn)，似乎推翻了哥本哈根學(xué)派的隨機(jī)論。薛家小貓得到了拯救。
波爾提出，原子核外的電子，在吸收了能量后會跳躍到更高的軌道上去。而且這個(gè)過程是不連續(xù)且瞬間的，這就是量子躍遷現(xiàn)象。它完全是隨機(jī)的，我們頂多只能測算出它發(fā)生的概率。
2019年6月，耶魯大學(xué)的實(shí)驗(yàn)“打破”了哥本哈根學(xué)派的理論。他們可以準(zhǔn)確預(yù)測出將要發(fā)生的量子躍遷，而且他們還證明躍遷不是瞬間的，它也有一個(gè)過程。
簡而言之，耶魯大學(xué)是這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的。
原子處于基態(tài)，就是核外電子在最近的軌道上運(yùn)動，受到刺激后，比如光照，被激發(fā)的電子就會躍遷到更高的軌道上運(yùn)動。此時(shí)，原子變成激發(fā)態(tài)。實(shí)驗(yàn)人員巧妙地在基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間，加上一個(gè)中間態(tài)。我們觀察到中間態(tài)發(fā)生了變化，就可以知道躍遷即將發(fā)生。
舉一個(gè)有欠妥當(dāng)?shù)睦?，指揮交通的紅綠燈。綠燈表示基態(tài)，紅燈則是激發(fā)態(tài)，黃燈就是最為關(guān)鍵的中間態(tài)。我們只要觀測到黃燈，就知道綠到紅的跳躍即將發(fā)生。在薛定諤的貓的實(shí)驗(yàn)中，我們就可以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)中間狀態(tài)，當(dāng)“黃燈”亮起，迅速打開盒蓋，放出小貓，這只古靈精怪的薛家貓從而幸免于難。
事到如今，波爾領(lǐng)銜的哥本哈根學(xué)派的隨機(jī)論似乎被擊敗了。可事實(shí)真的如此嗎？
波爾泉下有知，一定會托夢給耶魯大學(xué)的研究人員反駁到：“隨機(jī)論依然是牢不可破的，你們這個(gè)實(shí)驗(yàn)所謂的中間態(tài)（黃燈）的出現(xiàn)難道不是隨機(jī)的嗎？你們難道真的可以像操控紅綠燈那樣，準(zhǔn)確設(shè)定一個(gè)60秒的倒計(jì)時(shí)，當(dāng)綠燈的倒計(jì)秒數(shù)走到0，變?yōu)辄S燈，黃燈的倒計(jì)秒數(shù)走到0，再按預(yù)定變?yōu)榧t燈嗎？耶律的后輩們，你們?nèi)羰强梢匀绱司珳?zhǔn)地操控基態(tài)、激發(fā)態(tài)，老夫才算服氣！”
這一場持續(xù)一個(gè)多世紀(jì)的大論戰(zhàn)，到底愛因斯坦和波爾誰是贏家，決定論與隨機(jī)論哪個(gè)才是真理，還有那只生死未卜的小貓最終又會有何結(jié)局。
我想只有時(shí)間才能讓這個(gè)一切的波函數(shù)塌縮吧。
