在我們宇宙的核心,量子力學揭示了粒子的神奇行為,每一個原子都是由極小的亞原子粒子所構成。隨著理論的逐步建立,科學家們開始註意到,在基本層面上,萬物的運作方式與愛因史坦所描繪的有序宇宙截然不同。
多年的研究之後,科學家們終於迎來了一位突破性的人物,德國的年輕研究者海森堡,他提出了一個幾乎完整的量子理論。這個理論基於全新的概念,徹底顛覆了人們長久以來的認知,其震撼力不言而喻。
海森堡帶來的是一套全新的物理規則。他認為,在測量一個粒子的速度與位置時,我們無法獲得精確的同步數據,因為觀測行為本身就會改變粒子的狀態。
這個發現的影響深遠。如果對粒子的速度與位置無法精確掌握,我們就無法準確預測它的運動軌跡,而愛因史坦的信念是宇宙中一切皆可預知。如果海森堡是正確的,即我們無法同時掌握一個粒子的速度與位置,這無疑意味著某些事物永遠充滿了不確定性。
量子理論的支持者認為,科學的最佳預測只能建立在機率的基礎上。對於愛因史坦來說,盡管量子論的某些方面具有巨大的價值,但他並不認為這是宇宙構建的方式。
愛因史坦對量子力學的批評主要集中在其不適合現實世界。他無法接受的是,用相同的方式重復一個實驗,可能會得到不同的結果,他確實不喜歡向機率世界妥協的理念,量子力學的一切都讓他感到不滿。
如果量子力學是正確的,那麽理論上,一些非常奇特的事情就可能發生。量子理論讓最不可能的事件變得有可能。例如,當我們穿越馬路時,我們通常期望能夠安全到達對面,但理論上,存在一個可以計算但極小的機率,會讓你分散後再出現在火星上,再後來回到地球,當然這需要比宇宙年齡還長的時間,但在理論上並非不可能。
然而,愛因史坦關註的不僅僅是這些奇異的概念,一個更為重要的科學問題正處於危險之中。量子力學的出現意味著宇宙中存在兩套完全不同的物理系統。愛因史坦的理論統治著整個太陽系和我們的星系,一切都是可預知的;而量子力學描述的是構成所有物質的基本單元,一切都只能透過機率來描述。
愛因史坦曾是量子理論的先驅之一,但他對量子理論的厭惡源於他與牛頓對世界的看法相同,認為世界是一個清晰、確定的場所,在其中可以精確知道任何時刻任何地方發生的事情。量子力學呈現了一個與愛因史坦的可預知宇宙截然不同的世界觀。
愛因史坦認為,要將不確定性從物理學中剔除,最好的方法是擴充套件他的廣義相對論。他希望提出一種全新的理論,將重力——這種維持太陽系執行的力量——與電磁力——這種連線原子的力量——結合起來。
愛因史坦希望透過整合這兩種力量來解釋量子力學核心的不確定性,他認為可以透過擲骰子來解釋這種不確定性。
在實際生活中,雖然擲骰子的結果看似不可預測,但在理論上,如果你知道骰子的確切速度、空氣阻力以及所有相關因素,你就可以在理論上預測骰子會落在哪一面,是6、5、4還是其他。
愛因史坦的雄心壯誌並非空想,如果他成功了,他將證明所有自然現象都建立在可預測性的基礎之上,無論是天空中的行星恒星的運動,還是構成世界的基本單元,量子論的不確定性將被消除,這便是他所謂的「萬物理論」。然而,直到愛因史坦去世,他也未能找到這個「萬物理論」。也許這個理論並不存在,但無論如何,當代物理學家仍將不斷探索宇宙的本質,繼續揭示宇宙的奧秘和隱藏其中的物理規律。