爱因斯坦说:“上帝不会掷骰子。”他想说什么?

“(量子力学)这个理论产生了很多好的结果,但并没有让我们更接近‘老人’的神秘。我毫无保留地相信‘老人’不掷骰子。”“老人”是爱因斯坦对上帝的昵称。)

爱因斯坦在1926给德国物理学家梅克斯·玻恩的回信中打趣道。那时候量子力学还是一个全新的理论。玻恩认为其核心是随机性和不确定性,就像人的心律不齐一样。在量子理论出现之前,经典力学的理论往往是确定的,如果有这样的作用,就会有这样的结果。但是,在新的量子力学诞生之后,当物质这样作用时,只能说有可能得到那样的相应结果。而且在某些情况下,这个动作可能会导致另一个结果。

爱因斯坦对此表示强烈反对。他坚持认为上帝不会用代代相传的宇宙玩骰子游戏。“上帝不会掷骰子”这句话几乎成了爱因斯坦独一无二的名片,还有他的质能方程(E = mc2)。爱因斯坦说这话的意义是什么?他对上帝有什么看法?

爱因斯坦的父母——赫尔曼和波林·爱因斯坦——不是严格遵守犹太规矩的德系犹太人。然而,尽管父母是世俗主义者,年仅9岁的小阿尔伯特却以极大的热情信奉犹太教,并在很长一段时间内尽职尽责地成为一名虔诚而教条的犹太人。按照犹太人的习俗,他的父母每周都会邀请一位贫穷的学者到家里吃饭,而正是这位家境极度贫困的波兰医学院学生马克斯·塔木德(Max Talmud)改变了这个男孩的人生轨迹,让数学和科学第一次照进了艾伯特的生活。当时爱因斯坦才10岁,可塑性极强,未来充满无限可能。

于是他读完了21卷亚伦·伯恩斯坦的《自然科学的人民书》。后来,塔木德转动方向盘,带他去读伊曼纽尔·康德的《纯粹理性批判》。不久,艾伯特就沉浸在大卫·休谟的哲学理论中。从休谟开始,爱因斯坦很快被恩斯特·马赫(ernst mach)所吸引,恩斯特·马赫是一位奥地利-捷克物理学家、心理学家和哲学家。马赫一生致力于实验物理学的研究。他相信“眼见为实”,所以他彻底抛弃了形而上学,批判了牛顿的绝对时间和绝对空间的概念,拒绝承认原子的存在。

然而,这场知识之旅无情地将小爱因斯坦置于科学与信仰的冲突之下。爱因斯坦12岁反叛。他对宗教组织的教条深恶痛绝,一生都没有摆脱。后来这种厌恶情绪不断延伸,他开始反对一切威权主义,包括各种教条式的无神论。

爱因斯坦14岁

小时候大量的经验主义哲学熏陶了爱因斯坦(比如休谟,与坚持理性主义的康德相对),这让他在接下来的14年里受益匪浅。马赫对绝对时空的批判极大地启发了爱因斯坦,他创立了狭义相对论(及其符号质能方程E =mc?)产生了显著的影响,当时爱因斯坦在伯尔尼的瑞士专利局担任技术审查员。十年后,爱因斯坦构建了广义相对论,彻底颠覆了我们对时空的认识——引力是时空弯曲的几何效应扭曲所致。然而,随着年龄和智慧的增长,爱因斯坦站到了马赫的对立面,把他的实验物理理论束之高阁。在1922中,他甚至公开批评:“马赫是一个才华横溢的机械师,但他是一个可怜的哲学家。”

随着时间的推移,爱因斯坦的立场慢慢接近现实主义。他会更现实地接受科学理论的内容,将其视为客观物理现实的偶然的、“真实的”表征。同时,他虽然不想涉足宗教,但由于童年时期受到犹太教的影响,对上帝仍有一种信任感,这是他自己哲学理论的基础。当被问及他的现实立场时,爱因斯坦回答说:“我还没有找到比(宗教的)更好的词来表达我们对现实理性本质的信任。”

然而,值得注意的是,爱因斯坦认为上帝应该从哲学上来理解,而不是从宗教上来理解。多年以后,纽约的犹太拉比赫伯特·戈尔茨坦给爱因斯坦发了一封电报,说愿意付给他50个字以内回答“你相信上帝吗”这个问题的报酬,而爱因斯坦的回信只用了32个字(指英文原文):“我相信斯宾诺莎的上帝,因为所有现存物质的和谐有序显示了他的存在,但我不相信为人类的命运和生命献身的上帝。”巴鲁克·德·斯宾诺莎与艾萨克·牛顿和戈特弗里德·莱布尼茨处于同一时代。在他的哲学体系中,“实体”、“自然”和“上帝”是等价的,这也是斯宾诺莎被视为危险的异教徒,甚至被阿姆斯特丹的犹太教会开除的原因。

爱因斯坦不相信人格化的上帝。他眼中的上帝是无限优越的,无形的,微妙但无害的。他也是一个坚定的“上帝决定者”。在爱因斯坦看来,上帝的“和谐与秩序”可以在整个宇宙中得到体现。在上帝的建构下,宇宙完全被因果律的结果所支配。这样,爱因斯坦留给他的自由意志哲学的空间就被挤掉了:“所有的结果都是由某种先前的原因造成的,无论是开始还是结束,一切都是由我们无法控制的力量决定的...远处一个看不见的音乐家弹奏着神秘的曲子,人、植物或宇宙尘埃都在随着这个曲子起舞。”

狭义和广义相对论为我们提供了一个全新的时空概念以及时间、空间、物质和能量之间的良性互动。这些理论与爱因斯坦“上帝存在,存在于物质的和谐有序中”的论点完全吻合。然而量子力学新理论却反其道而行之,爱因斯坦本人在1905年创立时就尽了自己的一份力。量子力学在原子和分子层面研究物质的运动和辐射,颠覆了原有的时空观。

早在1926年,奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出了“波动力学”,以一种相当模糊的方式彻底改变了这个概念。薛定谔本人更喜欢用更现实的方式来解释自己的理论,“波函数”的描述也是如此。然而,在丹麦物理学家尼尔斯·玻尔和德国物理学家维尔纳·海森堡的推动下,学术界逐渐达成了这样的认识,即对量子理论的解释不应仅仅停留在理论字面的层面。

本质上,玻尔和海森堡认为,当时的科学在描述现实的过程中遇到了一个概念问题,几个世纪以来哲学家们一直在警告人们这个问题。玻尔曾经说过:“没有量子世界,只有量子力学的抽象描述;认为物理学的任务是理解自然是错误的。物理学关注我们的自然观。“海森堡完全理解量子世界的不确定性,他的观点也呼应了玻尔的实证主义宣言:“我们观察到的不是自然本身,而是我们提问方式所暴露出来的部分。

这些物理学家的经典反实在论“哥本哈根解释”——否认波函数的实在性,认为观测会导致波函数的坍缩——很快成为量子力学的一种主流思潮。后来,一批反对实证主义的物理学家,以大卫·玻姆为例,提出了一种新的机制,认为波函数是人的经验的一种“代码”,它还包含了我们从这些物理经验中衍生出来的主观信念和价值观,使我们可以从过去的经验中学习信息,从而拓展潜在的可能性,预测未来。

这种说法与爱因斯坦的哲学相去甚远,他永远无法接受用来描述微观系统状态的函数——波函数——不是“真实”的解释;他不能接受他的上帝可以允许“所有存在的物质都是有序的”在原子层面上完全开裂,只留下无法无天的不确定性;在这种情况下,即使知道原因,也完全无法准确预测后果。

玻尔和爱因斯坦因此在量子力学的解释上展开了大量的交锋,而这一时期也引发了无数的波澜和争论,可谓是整个科学史上的一个亮点时刻。这不仅是两种物理理论的冲突,也是两种哲学的冲突,是两种关于现实本质及其科学解释的形而上学先入之见的冲突。这场争论是从1927开始的。虽然双方都已逝去,但他们留下的争论依然充满活力,依然是一个未解之谜。

如果爱因斯坦今天还活着,看到这种无休止的争论,他可能不会感到惊讶。1954年2月,就在他去世前14个月,爱因斯坦在给美国物理学家大卫·博姆的信中写道:“如果上帝创造了宇宙,那么他最关心的一定不是如何让我们更容易地理解世界。”