爱因斯坦晚年频频谈起“上帝”,是不是意味着这位科学巨人最终转向了神学?让他耿耿于怀几十年的,究竟是宗教问题,还是物理学深处一个至今没有解开的谜团?

要回答这些问题,不能只盯着他说过的几句名言,而要回到他所关心的物理学本身。答案藏在相对论与量子力学的差别里,也藏在“会计算”与“能理解”之间那道始终没有弥合的缝隙中。

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这位推翻牛顿绝对时空观、颠覆人类世界观的物理学家,在人生最后约30年里反复提起“上帝”,公开说出“上帝不掷骰子”,并始终拒绝接受量子力学的主流解释。许多人由此认定,科学走到尽头就是神学,爱因斯坦晚年皈依了信仰。

先看爱因斯坦最为人熟知的成就。他以狭义相对论闻名于世,没有任何东西的速度能超过光速、时间是第四个维度,这些结论都和他的名字紧紧相连。不过,物理学家吉姆·艾尔-哈利利指出,相关方程本身并不是爱因斯坦最先写出来的,他的贡献在于诠释。

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所谓诠释,就是为方程讲出一套“叙事”,说明这些数学符号描述的是一个怎样的世界。在艾尔-哈利利看来,物理学中的其他理论大体也是如此:先有数学形式,再有对数学形式的解释。方程负责计算,叙事则负责回答世界为什么会是这个样子。

量子力学却是一个例外。物理学家早已掌握了它的方程,其中最著名的是薛定谔方程,可至今仍无法就这个方程究竟意味着什么达成一致。人们可以像摇动机器手柄一样,把条件代入方程,算出一个又一个数值,而且这些数值确实准确有用。

问题在于,方程背后的叙事、故事和解释,仍然处在争论之中。会算,却说不清算出来的东西意味着什么,这种局面在物理学史上相当罕见。艾尔-哈利利坦言,这一点让他始终耿耿于怀,而爱因斯坦当年的不安,很大程度上也正源于此。

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要理解这种局面的由来,需要回到量子力学诞生的背景。到19世纪末,人们已经意识到,必须有某种新的物理学来解释一些神秘现象。X射线是其中之一;放射性也是,那种能量似乎凭空冒出;原子的行为和结构,同样需要全新的理解。

因此,量子力学的出现,并不是因为物理学家坐在那里挠头苦想:“现实的本质一定有更深层的解释,不如发明一套量子力学吧。”恰恰相反,它是被逼出来的。实验结果无法用旧理论说明,物理学家只能接受一种全新的描述方式,哲学上的追问反倒排在后面。

这套理论描绘的,是一个模糊的、概率性的世界。在这里,事物从来不会确定无疑地只以一种方式表现:原子可以同时拥有两种能量,电子可以同时出现在两个地方,粒子也不再是分立的小颗粒,有时会表现得像弥散开来的概率波。

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这些现象发生的层面,远远超出了人类能够想象和直观描绘的范围。日常经验中形成的直觉,比如“一个东西总在某个确定的位置、处于某个确定的状态”,到了这里不再适用。正是这种与常识的断裂,让量子力学显得格外陌生,也格外令人困惑。

这种模糊性从哪里开始显现,可以借尺度来理解。一只网球遵循牛顿力学,扔出去、落下来,轨迹都能按经典规律预测。把尺度一级一级地缩小,到一毫米,再继续向分子、原子的层面逼近,经典图景便越来越难以维持,概率与不确定逐渐占据主导。

对爱因斯坦来说,难以接受的正是这一点。他相信,一个完备的物理理论应当描述世界本来的样子,而不只是给出测量结果出现的概率。

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如果自然界的底层真由偶然支配,那么物理学追求的确定秩序就失去了根基。“上帝不掷骰子”这句话,表达的正是这种深刻的抗拒。

这里的“上帝”,并不是宗教意义上的神。爱因斯坦曾说:“我相信斯宾诺莎的上帝,那个在万物和谐秩序中显现的上帝,不是干涉人类命运的上帝。”在他的语境里,“上帝”是对宇宙规律性与可理解性的一种比喻,指向自然本身的秩序。

所以,与其说爱因斯坦晚年在研究神学,不如说他在用“上帝”这个词追问物理学的根本问题:宇宙究竟是确定的,还是随机的?科学研究越深入,人们越会感到宇宙精妙得仿佛经过设计,但这并不等于真有一位“人形设计师”在幕后操纵一切。

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把这一点讲清楚,所谓“科学的尽头是神学”也就站不住脚了。爱因斯坦晚年并没有走向宗教神秘主义,他念念不忘的,是物理理论能否完整地刻画现实。真正令他困扰数十年的,是量子力学所揭示的那个模糊而不确定的世界图景。

这份困扰并没有随着时间消散。艾尔-哈利利认为,物理学的目标应当是理解世界真正的样子,而不只是预测实验结果。

那种只关心操作和测量的操作主义观点固然有用,却无法带来真正的理解。能够准确预测,并不等于已经理解。

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一个只给出数字、却回避“世界本来如何”的理论,在他看来仍然留着一块空白。这正是今天仍然需要一种量子叙事的原因。从这个角度看,爱因斯坦当年的追问并没有过时,它依然悬在当代物理学的头顶,等待一个令人信服的回答。

强调诠释尚无定论,并不意味着否认量子力学的价值。恰恰相反,它与相对论一起真正造就了现代世界。没有量子力学,就无法理解材料如何导电,也就不会理解半导体、发展出硅芯片,更不会有计算机和今天无处不在的数字通信。

这说明,即便在“方程意味着什么”这个问题上尚未达成共识,量子力学的计算能力已经深刻改变了人类生活。爱因斯坦或许无法接受它的世界观,但很难否认它的威力。理论的实用与理论的诠释,在量子力学这里呈现出一种奇特的分离。

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量子世界里还有更神秘的一面,量子纠缠就是一例。比如两个在空间上相隔遥远的电子,仍然能够以某种协调一致的方式表现,仿佛彼此之间存在关联。这种远距离的关联,正是长期以来最让人觉得违背直觉、难以安放的现象之一。

围绕纠缠,还衍生出一些推测性的想法,例如空间本身是否通过量子纠缠连接在一起。需要强调的是,这些仍属于推测,并不是已经确立的结论。科学的严谨恰恰体现在这里:在证据不足时,不把猜想当成定论,更不把未知交给神秘力量。

普通人又该怎样对待量子力学?艾尔-哈利利认为,并不需要人人成为专家。

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事实上,即便最聪明的量子物理学家,也未必清楚自己手机内部的具体运作过程。重要的不是掌握所有技术细节,而是对相关科学保有基本了解。

随着量子密码学、量子计算、量子传感器等技术逐步发展,它们终将走进日常生活。人们需要具备足够的科学素养,至少能够判断该相信什么、该相信谁。面对“科学尽头是神学”之类的说法,这种判断力同样必不可少,它能帮助人们不被似是而非的结论误导。

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在艾尔-哈利利看来,探索现实本质的过程就像剥洋葱:每剥开一层,里面都有更深的谜团。但同样真实的是,人类正在学到更多,对世界如何运作已经了解很多。他认为未来还会出现更多奇异的发现,并为此充满期待。

爱因斯坦晚年反复提起“上帝”,并非投身神学,而是借斯宾诺莎式的“上帝”表达对宇宙秩序的信念;让他不安数十年的,是量子力学背后那个概率性的世界。方程早已在手,计算行之有效,但它究竟讲述了怎样的现实,答案仍有待寻找。