這句話的全文是“愛因斯坦,，我為你感到臉紅！你把自己放到了和那些徒勞地想推翻相對論的人一樣的位置上了”,，這艾倫菲斯特是在1927年的第五屆索爾維會議之后氣憤的對愛因斯坦說的話,！曾經(jīng)是全宇宙最有智慧的愛因斯坦，在量子革命席卷科學(xué)界時,，居然站到了科學(xué)的對立面,，讓有些悲劇色彩的艾倫菲斯特如此說他，其實也不為過,！

愛因斯坦和量子革命

關(guān)于量子革命的起點,，最早應(yīng)該追溯到光的波粒二象性，但從牛頓時代到二十世紀(jì)初,，前后恩怨300多年,，實在太久,，我們就從愛因斯坦的光電論文和普朗克的黑體輻射開始說起！

• 普朗克的黑體輻射公式

普朗克的黑體輻射研究源自開爾文男爵的兩朵烏云說,，第一是光的波動理論,，第二則是能量均分的麥克斯韋-玻爾茲曼理論，也就是后來大家熟悉的黑體輻射紫外災(zāi)變的,，原先對黑體輻射描述的高頻端描述精確的是維恩公式,，對低頻端描述精確的瑞利·金斯公式,，但兩者都建立在輻射連續(xù)性的基礎(chǔ)之上,，因此兩者都無法在整個波段上獨立描述，但普朗克在假設(shè)能量子一份份發(fā)送時卻完美的解決了這個問題,！

當(dāng)然普朗克是整個公式是湊起來的,，他并不清楚為什么要這樣假設(shè)，但無疑這個方向是正確的,！

• 愛因斯坦的光電理論

1905年3月18日愛因斯坦在《物理學(xué)紀(jì)事》發(fā)表了《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個啟發(fā)性觀點》,，源頭是赫茲在研究電磁波時未引起重視的光電現(xiàn)象，愛因斯坦從普朗克的能量子假設(shè)出發(fā),，解決了光子在金屬表面轟擊出電子來的原理,，完美的解決了光電現(xiàn)象中為什么低頻的波段的光強度再大也打不出電子來的問題。將光從的連續(xù)性和粒子性升華到了量子的角度下,！

兩位力學(xué)界的泰山北斗就此登場,，但比較諷刺的是無論是普朗克還是愛因斯坦卻并不知道自己開創(chuàng)的這番事業(yè)有什么意義，普朗克在量子論發(fā)展初期上非常保守,，愛因斯坦則走到了量子論的對立面,，這位以后艾倫非斯坦的悲劇以及對他說的那句著名的話埋下了伏筆！

盧瑟福經(jīng)典和波爾的半經(jīng)典量子化原子模型

盧瑟福在1909年與他的學(xué)生一起使用α粒子轟擊金箔發(fā)現(xiàn)了原子核,，因此將湯姆遜的葡萄干布丁的原子模型更新成了經(jīng)典的行星原子模型,。

盧瑟福的經(jīng)典原子模型

帶負(fù)電的電子圍繞這帶正電的原子核運行，這會放出強烈的電磁波,，不超過一秒電子就會墜落在原子核中,，然后和質(zhì)子中和成了中子，成為了中子星物質(zhì),，但整個世界都好好的,，啥事都沒有發(fā)生，因此不是盧瑟福的原子模型錯了就是世界錯了,！但玻爾認(rèn)為是他的導(dǎo)師盧瑟福的模型錯了,！

• 玻爾的半經(jīng)典，半量子原子模型

1912年玻爾完成了原子結(jié)構(gòu)方面的一篇論文,，將量子的概念正式的納入到了原子內(nèi)部,，玻爾繼承了盧瑟福有軌電子的原子模型,，但玻爾對電子軌道仍然一頭霧水，他受到巴爾末公式的啟發(fā),，電子只能在特定的軌道上釋放特定的能量,，受到激發(fā)的電子會躍遷到更高的軌道，然后釋放出符合巴爾末公式（整數(shù)倍E=HV×整數(shù)倍N）的能量后又跳回到基態(tài),，基態(tài)就是波爾規(guī)定的電子勢能為零的那個軌道,。

玻爾將這些想法在1913年以三篇論文的方式發(fā)表，分別是《論原子和分子的構(gòu)造》,、《單原子核體系》和《多原子核體系》,，他的半量子態(tài)的原子模型解釋獲得了巨大的成功，這個模型解釋了磁場下的“斯塔克效應(yīng)”和“塞曼效應(yīng)”,，但無法解釋原子光譜線在弱磁場下的“反常塞曼效應(yīng)”,，因為它需要引進(jìn)1/2的量子數(shù)，玻爾原子模型無能為力,，而且這個模型只能解釋單電子的原子模型,，即使是氦原子（2個電子）也會出現(xiàn)巨大的問題，因此這仍然需要繼續(xù)完備,。

• 量子世界的隨機(jī)性已經(jīng)露出了猙獰的面孔

玻爾認(rèn)為電子在軌道間躍遷是不可預(yù)測的,，這是一個自發(fā)且隨機(jī)的過程，在理論上沒法計算出一個電子躍遷的條件,，愛因斯坦則認(rèn)為,，任何物理過程都是可確定和預(yù)測的！

愛因斯坦和波爾之間曠日持久的爭論由此開始,！

海森堡的矩陣力學(xué)和薛定諤的波動方程

海森堡曾經(jīng)在哥本哈根波爾門下呆了大半年,，受到哥本哈根派對BKS理論的啟發(fā)（BKS認(rèn)為在穩(wěn)定的原子附近，都存在著某些“虛擬的振動”,，這些神秘的虛擬振動通過對應(yīng)原理一與經(jīng)典振動相對應(yīng),，讓量子化后的原子內(nèi)部與經(jīng)典的波動理論對應(yīng)），即BKS理論仍然試圖調(diào)和量子和經(jīng)典之間的矛盾,，但很明顯這要破產(chǎn),！

不過BKS也并非一無是處，至少玻爾的助手克萊默利用BKS的虛擬振子思想研究了色散,，海森堡從中得到靈感開啟了屬于他的一個時代,，當(dāng)然不是BKS啟發(fā)，而是BKS逼得他放棄從譜線強度的虛振子方向研究,，轉(zhuǎn)而從電子在原子的運動模式方向上著手推出了海森堡學(xué)術(shù)生涯中最為重要的矩陣力學(xué),。

• 海森堡的矩陣力學(xué)

海森堡的矩陣力學(xué)中的精髓是I×II≠II×I，也就是著名的p×q≠q×p問題，為了解決這個問題,，海森堡引入了最為復(fù)雜的數(shù)學(xué)矩陣,，而且他獲得了難以想象的成功，海森堡將復(fù)雜的矩陣運算規(guī)則應(yīng)用到了景點的動力學(xué)公式,，將爾和索末菲舊的量子條件改造成新的矩陣力學(xué),，可以輕易推導(dǎo)出玻爾的量子化的原子能級和輻射頻率！

矩陣力學(xué)經(jīng)過海森堡的老師伯恩和約爾當(dāng)?shù)母脑?，闡明了矩陣力學(xué)的運算規(guī)則,，將經(jīng)典力學(xué)的哈密頓函數(shù)改造成矩陣模式，電子的動量p和位置q兩個物理量稱為了龐大的矩陣表格,，而且不遵守乘法交換律,！通過新的矩陣力學(xué)可以推導(dǎo)出牛頓經(jīng)典力學(xué)中種種結(jié)論，比如能量守恒,！但矩陣力學(xué)并不是一種新的力學(xué),，而是經(jīng)典體系的擴(kuò)充,。

• 薛定諤的波動方程

海森堡的矩陣力學(xué)無疑是成功的,，但這個復(fù)雜的矩陣力學(xué)，就是全歐洲頂尖的物理學(xué)家中也沒幾個人搞得清楚,，所以當(dāng)薛定諤推出他那經(jīng)典的波動方程后,，大家就一窩蜂的轉(zhuǎn)而去學(xué)習(xí)薛定諤的波動方程了，而且把海森堡每一份矩陣論文,，都被改造成了波動方程的模式,，氣得海森堡直跳腳，卻沒有任何辦法,！

當(dāng)然海森堡跳腳也沒用,，因為薛定諤，泡利,，約爾當(dāng)都證明了矩陣力學(xué)和波動方程在數(shù)學(xué)上來說是完全等價的,！所以誰還會去學(xué)苦澀難懂的矩陣力學(xué)呢？只能用一句既生瑜何生亮來形容,，海森堡只能自認(rèn)倒霉,，因為他是建立在電子粒子性基礎(chǔ)上拿出矩陣力學(xué)的，而薛定諤則是電子的波動性總結(jié)的方程,，矩陣力學(xué)中有一個古怪的乘法交換律,，而波動方程中的ψ薛定諤認(rèn)為是電子的電荷在空間中的分布，但到底是是什么,，薛定諤自己也不知道,！

表面上看來薛定諤的波動方程是連續(xù)性的延續(xù)，當(dāng)薛定諤方程正式出臺后愛因斯坦贊揚他是偉大的天才，埃侖費斯特花了兩個星期來研究它,，全世界的物理學(xué)家挨都為之歡呼,，因為他們從海森堡的繁雜的矩陣力學(xué)中解放出來了！

但他們沒有意識到一個問題,，那就是波函數(shù)ψ,，這個摧毀一切連續(xù)性的怪物將會讓所有從經(jīng)典力學(xué)走過來的科學(xué)家陷入孤立、迷茫甚至黑暗的境地,！

波恩的概率論和海森堡不確定性原理

波恩不認(rèn)同薛定諤Ψ是電子電荷在空間中實際分布的觀點,，他認(rèn)為骰子才是薛定諤波函數(shù)Ψ的正確解釋，它代表的是一種隨機(jī)的概率,。準(zhǔn)確的說,，Ψ的平方，代表了電子在某個地方出現(xiàn)的概率,！

波恩在1926年7月將這個概率解釋帶進(jìn)物理學(xué)后,，立即讓物理界陷入了大討論，畢竟從經(jīng)典力學(xué)時代走過來的科學(xué)家們一時無法接受如此觀點,，整個因果論,，決定論的物理時代突然走到了量子力學(xué)時代的概率解釋，甚至有很多物理學(xué)家宣稱,，如果真的要用量子力學(xué)來解釋,，他寧愿不解釋！但在波恩這個概率論還沒有讓大家回過神來的時候,，海森堡又將放出一個毀三觀的理論,！

• 海森堡不確定性原理

1927年3月23日海森堡在《物理學(xué)雜志》上發(fā)表了被稱作Uncertainty Principle的理論（不確定性原理）。解釋了為什么會發(fā)生p×q≠q×p,，也就是電子的動量和位置這樣的共軛量我們不可能同時獲取,，這個不確定性原理讓剛剛從概率論解釋中爭的面紅耳赤的科學(xué)家們再一次面面相覷，因為量子世界的一個有一個新論點幾次三番顛覆了大家的三觀,，將從牛頓時代帶過來的些許自尊被踩在腳底下狠狠摩擦,，這個翻天覆地的量子論也讓當(dāng)時很多科學(xué)家陷入了無比的迷茫！

玻爾的互補原理和第五屆索爾維會議

準(zhǔn)確的說玻爾的互補原理最初成形于科莫會議,，但最終是在第五屆索爾維會議上發(fā)表,，玻爾認(rèn)為我們對待原子世界尺度的態(tài)度，完全獨立的觀測和測量是不存在的,，必須要用相互排斥和相互補充的經(jīng)典物理學(xué)概念,，才能在各方提供一個完整的描述，比如光的波粒二象性并不沖突,！玻爾最終在第五屆索爾維會議上發(fā)表了互補原理,。

互補原理的發(fā)表,，表示這哥本哈根詮釋的三大根基概率論以及不確定性和互補原理都已經(jīng)成型，至此量子力學(xué)都基礎(chǔ)都已經(jīng)完備,，但故事遠(yuǎn)未結(jié)束,！

波粒兩派以及量子世界的經(jīng)典與傳統(tǒng)在索爾維會議上互相攻擊，而玻爾發(fā)表的互補原理則試圖協(xié)調(diào)兩方面,，但愛因斯坦并不認(rèn)同玻爾的解釋,，因此愛因斯坦向玻爾發(fā)難，認(rèn)為電子的ψ是“幾率分布”會在感應(yīng)屏上多點瞬時相應(yīng),，表現(xiàn)出了超距作用,，違背了相對論！

當(dāng)然這并非量子論的存在的BUG,，而是玻爾和愛因斯坦根本沒有相同的基礎(chǔ),，因此才會有各種不同的理解出現(xiàn)，玻爾作為維護(hù)量子世界的理論的出發(fā),，而愛因斯坦則處在傳統(tǒng)的因果論和決定論出發(fā),，兩者在量子力學(xué)這個新生的學(xué)科中發(fā)生了激烈的碰撞。

盡管愛因斯坦一敗涂地,，但愛因斯坦從來沒有服氣過,，這一點很有趣，從1905年愛因斯坦發(fā)表狹義相對論,、1916年發(fā)表廣義相對論后,，科學(xué)界一直無法理解這個超前的理論，對愛因斯坦的誤解非常深,！而在十年后，當(dāng)愛因斯坦面臨新生的量子論時,，他不自覺的站到了科學(xué)的對立面,，盡管愛因斯坦的反對讓量子力學(xué)更趨向完備，但無疑這給經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)兩邊支持的科學(xué)家造成了嚴(yán)重的分裂,！其中的典型就是埃侖費斯特,！

后排左三為埃侖費斯特

埃侖費斯特盡管支持玻爾，而且對愛因斯坦說出了那句著名的“愛因斯坦,，我為你感到臉紅,！你把自己放到了和那些徒勞地想推翻相對論的人一樣的位置上了”，但作為從經(jīng)典物理時代成長起來的科學(xué)家來說,，眼看著著自己曾經(jīng)想奮斗一生的經(jīng)典物理的衰敗,，他感到了無比的痛苦！

埃侖費斯特在1933年9月25日槍殺了他患有智力障礙的兒子后自殺,，我們不知道這和量子論以及經(jīng)典物理的碰撞占了多大的比例,，也不知道愛因斯坦是否在其中有影響，但有一點是可以肯定的，量子論中稀奇古怪的觀念沖擊著科學(xué)家最后的心理防線,，很可惜埃侖費斯特沒有堅持到最后,！

埃侖費斯特做了逃兵，但愛因斯坦沒有,，他在后續(xù)和波爾還有長達(dá)將近30年的唇槍舌劍,，誰都說服不了誰，只是愛因斯坦身邊的同盟軍越來越少,，但提出的問題卻越來越尖銳,，從早期的光箱實驗，到后來的EPR佯謬,，盡管玻爾認(rèn)為愛因斯坦從來都沒有好好理解過量子力學(xué)才會提出EPR佯謬,，但玻爾卻也無法驗證，所以愛因斯坦從來沒有認(rèn)為自己輸過,，一直到上世紀(jì)八十年代的阿斯派克徹底將愛因斯坦的EPR佯謬予以了驗證,，以無可爭辯的事實宣判愛因斯坦的觀點是錯的！

但愛因斯坦已經(jīng)去世二十多年,，不知道他有沒有在天堂和上帝討論擲骰子的問題,！