[科學漫聊] 爱因斯坦与玻尔的世纪大辩论【上】没有人看月亮的时候它是什么样？
视频摘要
世纪大辩论：爱因斯坦 vs 波尔
背景与会议概况
- 时间地点：1927年布鲁塞尔第五届索尔维会议
- 参会人员：
- 爱因斯坦（主角）
- 尼尔斯·波尔
- 海森堡
- 薛定谔
- 普朗克
- 居里夫人
- 迪拉克等
- 核心争议：关于微观世界的本质——是否真实存在确定性？
物理学史上的转变
经典力学世界观
- 决定论：
- 宇宙像一台精准机器
- 已知位置和速度，可推算未来状态
微观世界的挑战
- 经典理论失效
- 原子、电子表现出概率性行为
- 传统因果律不再适用
哥本哈根解释学派
核心观点
- 微观粒子在被测量前无确定状态
- 处于叠加态（superposition）
- 测不准原理（海森堡不确定性原理）：
- $$ \Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} $$
- 无法同时精确测量位置与动量
主要代表人物
学者
贡献
海森堡
不确定性原理
波尔
哥本哈根解释
马克斯·玻恩
概率波诠释
爱因斯坦的立场
核心信念
- 客观实在论：
- 宇宙独立于观测者存在
- 随机性只是因工具或知识不足所致
对量子力学的质疑
- 认为“上帝不掷骰子”
- 相信隐藏变量理论
三次攻击策略
- 第一次进攻：双缝干涉实验思想实验（1927年）
- 第二次进攻：待续
- 第三次进攻：待续
第一次论战：双缝干涉实验思想实验
爱因斯坦设计的“聪明陷阱”
实验构想：
- 挡板悬挂于弹簧之上
- 电子通过缝隙时，会作用于挡板产生位移
- 测量挡板位移→得知电子路径
目标：
- 同时获取路径信息和波动性
- 既知道电子走哪条缝，又保持干涉条纹
波尔的反击
步骤一：挡板也是微观粒子组成的
- 挡板本身的动量必须精确测定
- 根据不确定性原理，位置变得不确定
步骤二：位置不确定性导致干涉条纹消失
- 挡板位置不确定 → 电子到达屏幕的距离变化
- 数学计算表明：干涉条纹被抹平
实验验证（2025年）
- 中国科大潘建伟团队
- 利用光学镊子捕获原子作为可反冲缝隙
- 成功再现爱因斯坦思想实验
- 验证了波尔预言的正确性
深层哲学问题探讨
关键问题：信息是否必须被“读取”才能影响系统？
延迟选择实验（约翰·惠勒）
条件
结果
最后一秒关闭探测器
干涉条纹出现
最后一秒打开探测器
干涉条纹消失
量子擦除实验
- 定义：在读取路径信息前，通过物理手段消除记录
- 结果：干涉条纹可以恢复
- 核心逻辑：
- 系统是否与宏观环境发生纠缠，决定波函数坍缩
- 自然界不在乎你是否知道，只在乎信息是否存在于环境中
爱因斯坦的失败与继续挑战
第一轮失利
- 波尔成功驳回了爱因斯坦的“聪明陷阱”
- 但爱因斯坦并未服气，准备迎接第二轮挑战
爱因斯坦的坚持
- “上帝是不掷骰子的”
- “别去指挥上帝该怎么做”
总结
哲学分歧本质
爱因斯坦
波尔
宇宙有确定性规律
宇宙本质是概率性的
存在隐藏变量
测量即扰动，无绝对客观性
意义影响
- 推动了量子力学的进一步发展
- 启发了现代量子信息科学（如量子计算、量子通信）
音频链接: 下载音频
频道: 科學漫聊