为什么爱因斯坦会说：“上帝不会掷骰子”？他想表达什么意思？

上帝掷骰子其实是发生在一次索尔维会议上，这是科学家的峰会。在上世纪的20年代~30年代，科学家们有一个议题，那就是哥本哈根学派对于量子力学的诠释“不确定性”到底靠不靠谱？

光是粒子还是波？

要了解这些，我们还要从牛顿说起。牛顿时代解决了宏观低速下的物理学现象，也就是牛顿力学，这套理论也让牛顿封神。但是其实牛顿可不止《自然哲学的数学原理》这一本著作，在他在威斯敏斯特大教堂的墓前的雕像的，有四本书，代表着四本代表作，这当中就包括了《光学》。

可能你要纳闷光学和牛顿力学的区别是啥？我们要搞清楚一点，那就是光的速度可不是低速，甚至光到底是啥也很难说得清楚。伽利略就曾经试图测光速，然后他失败了。也就是说在牛顿的时期，光速到底是多少还跟迷一样。其次光到底是啥，实际上那个时代的科学家也没啥好的想法来验证。验证不了，不代表不能提出理论，牛顿认为光是一种粒子，惠更斯等人认为光是一种波。

他们当然各有各的证据，比如：光的反射就说明光具有粒子性，而光的衍射其实说明了光具有波动性。按理说应该是不相上下的局面，但因为牛顿神一样的学术地位，导致光是粒子的观点占据了上风。其实，后来我们也都知道了，光是具有波粒二象性的，不过这都是后话了。

后来，在托马斯杨和麦克斯韦的努力下，光是一种波占据了上风。尤其是麦克斯韦是和牛顿同级别的科学家。他提出麦克斯韦方程，统一了电和磁，并预言光是一种电磁波，这还被赫兹证明了。

量子力学的诞生

可是到了20世纪，物理学大厦上空飘来了两朵乌云，一朵是以太，一朵是黑体辐射。以太导致了相对论的出现，而黑体辐射导致了量子力学的出现。那这又和光有什么关系呢？相对论其实是和光速有关系，而黑体辐射则和光到底是什么关系。

如果光是一种波，那说明电磁辐射应该是连续的，而不是非连续的。但是如果按照麦克斯韦的电磁学理论来解决黑体辐射的问题，就会出现很多问题。于是，被逼无奈的普兰克在玻尔兹曼的启发下，提出了“量子”的概念。

他认为能量不是连续的而是一份一份的，而能量的最小单位就被称为量子。爱因斯坦进一步利用“量子”解决了光电效应的问题。

不确定性原理

可随后问题就爆发出来了，科学家在研究原子结构时，就很难用经典理论去描述原子结构以及电子的行为。在这个过程中，科学家逐渐摒弃经典理论，最终在由海森堡提出的矩阵力学和薛定谔的薛定谔方程解决了这一切。而波恩证明了矩阵力学和薛定谔方程是等价的，并且给出几率波的解释模型，随后海森堡进一步提出了不确定原理，说的就是：

微观粒子的动量和位置是没办法同时确定下来的，动量的不确定性越小，位置的不确定性就会越大，同样的，如果位置的不确定性越小，动量的不确定性越大。

那到底意味着什么呢？我们传统的物理学中描述一个物体的运动一般是这样的，某时某地某物以多少速度朝着某个方向运动。可是，到了量子力学这里，就变成了某时某地某物出现在某个位置的是多少？具体到原子核外的电子，量子力学哥本哈根学派认为电子同时出现在原子核外的各个位置，各个位置区别在于概率不同，也就是说要用概率云来描述电子的运动。

上帝不掷骰子

这种“概率云”的解释模型其实是爱因斯坦，薛定谔等人无法接受的，于是，爱因斯坦认为这种理论是不完备的。于是，他在和波尔辩论时，就说出了那句著名的话：

上帝不掷骰子。

波尔还反驳了一句：

爱因斯坦不要指挥上帝如何做。这里咱们客观地说一下，哥本哈根学派的这一套理论其实对于微观现象的解释极其精确，精度尤其的高。因此，爱因斯坦只能去证明它的不完备性，大战几回下来，基本上都是哥本哈根学派的大佬尼尔斯玻尔占了上风，并且对着后来的科学家的一次次实验，也是一次次地证明了哥本哈根学派的观点。