“上帝不會(huì)擲骰子！”這句簡潔有力的斷言，是阿爾伯特?愛因斯坦留給量子力學(xué)最著名的 “抗議”。

當(dāng) 20 世紀(jì)初量子力學(xué)以概率云、不確定性、疊加態(tài)等顛覆性概念重塑微觀世界的認(rèn)知時(shí)，這位相對論的創(chuàng)立者卻始終站在質(zhì)疑者的陣營，用這句話表達(dá)對量子力學(xué)概率詮釋的反對。這句看似簡單的話，并非愛因斯坦對宗教的迷信，也不是對科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的固執(zhí)排斥，而是蘊(yùn)含著他對宇宙本質(zhì)的深刻思考 —— 對確定性、因果性的堅(jiān)守，對 “完備物理理論” 的追求，以及一場持續(xù)數(shù)十年的、關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的偉大爭論。

要理解愛因斯坦這句話的含義，必須回到 20 世紀(jì)初量子力學(xué)的 “黃金時(shí)代”—— 一個(gè)充滿矛盾、顛覆直覺卻又成果斐然的科學(xué)革命時(shí)期。

1900 年，普朗克為解釋黑體輻射現(xiàn)象，首次提出 “能量量子化” 假說，打破了經(jīng)典物理學(xué)中能量連續(xù)變化的認(rèn)知；1905 年，愛因斯坦提出光子假說，成功解釋光電效應(yīng)，進(jìn)一步將量子概念引入光學(xué)；1913 年，玻爾將量子化概念應(yīng)用于原子模型，解釋了氫原子光譜的規(guī)律性。這些早期探索為量子力學(xué)奠定了基礎(chǔ)，但真正的 “概率革命” 始于 20 世紀(jì) 20 年代。

1925-1926 年，量子力學(xué)的數(shù)學(xué)框架迅速成型：海森堡創(chuàng)立矩陣力學(xué)，薛定諤提出波動(dòng)力學(xué)，隨后薛定諤證明兩者在數(shù)學(xué)上等價(jià)；1926 年，玻恩提出波函數(shù)的概率詮釋，指出波函數(shù)本身不代表物理實(shí)體，其絕對值的平方表示粒子在某一位置出現(xiàn)的概率密度 —— 這一詮釋成為量子力學(xué)概率性的核心，也正是愛因斯坦反對的起點(diǎn)。

1927 年，海森堡提出不確定性原理，明確指出無法同時(shí)精確測量粒子的位置和動(dòng)量，這種不確定性并非儀器精度問題，而是微觀粒子的固有屬性；同年，玻爾提出互補(bǔ)原理，認(rèn)為粒子的波動(dòng)性和粒子性是相互補(bǔ)充的描述，觀測方式?jīng)Q定了我們能看到哪種屬性。

這些理論共同構(gòu)建了量子力學(xué)的 “哥本哈根詮釋”（以玻爾領(lǐng)導(dǎo)的哥本哈根學(xué)派命名），其核心觀點(diǎn)包括：量子系統(tǒng)的狀態(tài)用波函數(shù)描述，波函數(shù)遵循概率詮釋；不確定性原理是微觀世界的基本規(guī)律；觀測行為會(huì)導(dǎo)致波函數(shù) “坍縮”，從疊加態(tài)變?yōu)榇_定態(tài)。

哥本哈根詮釋徹底拋棄了經(jīng)典物理學(xué)的確定性和嚴(yán)格因果性，將概率性提升為宇宙的基本屬性 —— 在微觀世界，粒子的行為不再遵循 “原因→確定結(jié)果” 的邏輯，而是 “原因→概率性結(jié)果” 的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

正是在這樣的背景下，愛因斯坦對量子力學(xué)的概率詮釋提出了質(zhì)疑。1926 年 12 月，他在給玻恩的信中首次明確表達(dá)了反對：“量子力學(xué)固然令人贊嘆，但我內(nèi)心深處有個(gè)聲音告訴我，它還不是真正的東西。這個(gè)理論說了很多，但并沒有讓我們更接近‘上帝’的秘密。無論如何，我堅(jiān)信上帝不會(huì)擲骰子?！?/p>

這句話并非一時(shí)沖動(dòng)的表態(tài)，而是愛因斯坦基于對科學(xué)本質(zhì)的理解，對量子力學(xué) “不完備性” 的判斷 —— 他認(rèn)為，概率性只是人類對微觀世界認(rèn)知不足的表現(xiàn)，而非宇宙的本質(zhì)。

“上帝不會(huì)擲骰子” 中的 “上帝”，并非宗教意義上的人格化神，而是愛因斯坦對 “宇宙基本規(guī)律” 的隱喻 —— 他相信，宇宙的運(yùn)行遵循著簡潔、確定、可理解的物理規(guī)律，不存在本質(zhì)上的隨機(jī)性。這種信念源于經(jīng)典物理學(xué)的熏陶，也源于他創(chuàng)立相對論時(shí)對 “完備理論” 的追求。

在經(jīng)典物理學(xué)中，確定性和嚴(yán)格因果性是核心支柱。

牛頓力學(xué)告訴我們，只要知道物體的初始狀態(tài)（位置、速度）和受力情況，就能通過運(yùn)動(dòng)方程精確預(yù)言其未來任意時(shí)刻的狀態(tài) —— 就像鐘表的運(yùn)行一樣，每一個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)都遵循確定規(guī)律，不存在 “概率性”。

愛因斯坦的相對論雖然顛覆了經(jīng)典的絕對時(shí)空觀，但仍保留了確定性和因果性：狹義相對論中，物理規(guī)律在所有慣性系中形式相同，事件的因果順序不會(huì)因參考系變化而顛倒；廣義相對論中，時(shí)空彎曲由物質(zhì)能量分布決定，天體的運(yùn)動(dòng)軌跡仍可通過愛因斯坦場方程精確計(jì)算。對愛因斯坦而言，“確定性” 和 “因果性” 是物理理論的 “底線”，而量子力學(xué)的概率詮釋恰恰突破了這一底線。

愛因斯坦認(rèn)為，量子力學(xué)的概率性是 “理論不完備” 的表現(xiàn)。

他堅(jiān)信，微觀粒子的行為看似隨機(jī)，是因?yàn)槲覀兩形窗l(fā)現(xiàn)某些 “隱變量”—— 這些未被觀測到的變量決定了粒子的精確狀態(tài)，一旦找到隱變量，量子力學(xué)就能恢復(fù)經(jīng)典的確定性和因果性。

就像擲骰子時(shí)，如果知道骰子的初始位置、受力大小、空氣阻力等所有細(xì)節(jié)，理論上能精確預(yù)言骰子的點(diǎn)數(shù)，“隨機(jī)性” 只是因?yàn)槲覀兒雎粤瞬糠肿兞?。愛因斯坦相信，量子力學(xué)的概率性本質(zhì)上與擲骰子類似，是 “認(rèn)知不足” 導(dǎo)致的表觀隨機(jī)，而非宇宙的本質(zhì)屬性。

1935 年，愛因斯坦與波多爾斯基、羅森共同發(fā)表《能認(rèn)為量子力學(xué)對物理實(shí)在的描述是完備的嗎？》一文，提出著名的 “EPR 悖論”，試圖證明量子力學(xué)的不完備性。

他們假設(shè)兩個(gè)處于糾纏態(tài)的粒子，當(dāng)它們相距遙遠(yuǎn)時(shí)，對其中一個(gè)粒子的測量會(huì)瞬間影響另一個(gè)粒子的狀態(tài)（如自旋方向），這種 “超距作用” 違背了相對論的局域性原理（信息傳遞速度不能超過光速）。愛因斯坦認(rèn)為，這種悖論的存在，說明量子力學(xué)要么違背局域性，要么是不完備的 —— 而他更傾向于后者，即存在隱變量未被量子力學(xué)包含，這些隱變量能解釋糾纏態(tài)的關(guān)聯(lián)性，同時(shí)不違背局域性。EPR 悖論成為愛因斯坦反對量子力學(xué)概率詮釋的核心論證，也引發(fā)了關(guān)于量子力學(xué)完備性的長期爭論。

愛因斯坦與哥本哈根學(xué)派的爭論，本質(zhì)上是關(guān)于 “什么是完備的物理理論” 的分歧。

對玻爾、海森堡等哥本哈根學(xué)派成員而言，一個(gè)物理理論的 “完備性” 在于它能否準(zhǔn)確描述可觀測的物理現(xiàn)象，而非是否符合經(jīng)典的確定性直覺。量子力學(xué)的概率詮釋雖然違背直覺，但能精確預(yù)言實(shí)驗(yàn)結(jié)果（如雙縫干涉的條紋分布、原子光譜的強(qiáng)度），且所有實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了其正確性 —— 從這個(gè)角度看，量子力學(xué)是 “完備” 的。

玻爾對愛因斯坦的質(zhì)疑始終保持回應(yīng)，他認(rèn)為愛因斯坦的錯(cuò)誤在于將經(jīng)典物理學(xué)的確定性和因果性強(qiáng)加于微觀世界。玻爾指出，微觀粒子的行為不能用經(jīng)典的 “粒子” 或 “波” 來完全描述，必須接受其 “波粒二象性” 的互補(bǔ)性；不確定性原理并非認(rèn)知不足，而是微觀世界的基本屬性，反映了 “觀測” 與 “被觀測系統(tǒng)” 之間的不可分割性 —— 觀測行為本身會(huì)干擾微觀系統(tǒng)，導(dǎo)致確定性的喪失。

針對 EPR 悖論，玻爾提出 “量子整體性” 觀點(diǎn)，認(rèn)為糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子是一個(gè)不可分割的整體，不能將它們視為獨(dú)立的個(gè)體，因此對其中一個(gè)粒子的測量并非 “超距作用”，而是對整體系統(tǒng)的描述，不違背相對論的局域性（因?yàn)闊o法通過糾纏態(tài)傳遞有用信息）。

這場爭論持續(xù)了數(shù)十年，甚至在愛因斯坦 1955 年去世后仍未停止。

1964 年，物理學(xué)家貝爾提出 “貝爾不等式”，為檢驗(yàn)隱變量理論是否存在提供了數(shù)學(xué)工具：如果隱變量存在，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足貝爾不等式；如果量子力學(xué)的概率詮釋是正確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將違反貝爾不等式。從 20 世紀(jì) 80 年代開始，越來越精確的實(shí)驗(yàn)（如阿斯派克特實(shí)驗(yàn)、糾纏光子實(shí)驗(yàn)）都明確違反了貝爾不等式，證明了隱變量理論的不可能 —— 這意味著愛因斯坦尋找 “隱變量” 的努力是徒勞的，量子力學(xué)的概率性并非 “認(rèn)知不足”，而是微觀世界的本質(zhì)屬性。

但這并不意味著愛因斯坦的觀點(diǎn) “完全錯(cuò)誤”。

他對量子力學(xué)完備性的質(zhì)疑，推動(dòng)了量子力學(xué)基礎(chǔ)的研究，促使科學(xué)家更深入地思考 “測量問題”“波函數(shù)坍縮”“量子糾纏” 等核心概念；他對 “局域性” 的堅(jiān)守，也為后來量子信息科學(xué)（如量子通信、量子計(jì)算）的發(fā)展提供了重要啟示 —— 量子糾纏雖然看似 “非局域”，但無法用于超光速傳遞信息，因此并不真正違背相對論的局域性原理。愛因斯坦的反對，并非阻礙科學(xué)進(jìn)步的 “保守”，而是以嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度推動(dòng)科學(xué)理論走向更深刻的理解。