一、“量子”概念沖擊了經典物理學大廈

“量子”概念中展現出的不連續性，對以連續性為基礎的經典物理學提出了重大挑戰。

1. 經典物理學在19世紀末發展到了巅峰

在19世紀末，經典力學、經典電動力學、經典熱力學這三大體系和諧統一，牢不可破，共同構成了經典物理學的大廈。當時人們認為，物理學已經發展到了盡頭，任何現象都在物理學的解釋範圍之内。

【案例】

熱力學泰鬥開爾文爵士曾說：“物理學的未來，隻能在小數點第六位之後去尋找。”意思是說，物理學各個領域的基礎原理都已經定型了。此外，普朗克的老師也曾勸說普朗克别再研究物理學，認為物理學體系已經成熟了。

2. “量子”概念的提出沖擊了經典物理學的連續性基礎

在經典物理學發展到頂峰之時，兩朵看似無關緊要的“烏雲”，卻最終導緻了經典物理學的覆滅：一朵引發了相對論革命，一朵引發了量子論革命。

普朗克發現，能量的發射和吸收是有一個最小單位的，并不能無限分割，是非連續的。而經典物理學建立在微積分之上，連續性是經典物理學的基礎。量子論由此颠覆了經典物理學的大廈。

【案例】

在量子論中，能量的發射和吸收就像是花錢一樣，你一次最少也要花1分錢，因為沒有比1分錢更小的面值了。能量也一樣，它有個最小單位，是不連續的。而在經典物理學中，一切都是平滑連續的。

二、量子力學是一場“擲骰子”的概率遊戲

在經典物理學中，隻要進行足夠的計算，粒子的狀态都是可以完全确定的。但量子力學認為，我們無法确定粒子的分布，隻能掌握粒子出現的概率。

1. 粒子的分布位置不是一個确定事件，而是一個概率

薛定谔在研究原子的過程中得到了一個方程，其中的 ψ 函數代表了電子在空間中的分布。薛定谔一開始以為，ψ 代表了電子的實際分布位置。但波恩卻指出，ψ 函數代表的是電子出現的概率，并不是實際位置。電子的分布是一種随機分布。

【案例】

在光的雙縫幹涉實驗中，單個電子的出現位置是完全無法預測的，因為電子的位置是随機分布的。但如果我們加大電子的發射量，就能看到明顯的幹涉條紋。因為大量電子的随機分布是符合數學規律的，我們就可以預測電子在某一處出現的概率。

2. 量子力學颠覆了“決定論”

在經典物理學中，一切事物之間都是有因果聯系的。隻要掌握了足夠多的規律，擁有足夠強的計算能力，就可以掌握所有事物的過去和未來，這種觀點被稱為“決定論”。但量子力學提出，我們不可能預測一切事物，隻能預測事物發生的概率，上帝是在玩“擲骰子”的概率遊戲。這一觀點從根本上否定了決定論。

【案例】

愛因斯坦不相信上帝會“擲骰子”，他在寫給量子力學奠基人之一馬克斯·波恩的信中明确表示，自己絕不願意放棄因果性，他堅信量子論的基礎一定有問題，一定能挑出毛病。他在信中說：“我毫無保留地相信，上帝是不會擲骰子的！”

三、量子力學中的“不确定性”推翻了“實在論”

“不确定性”原理指出，我們無法同時精确地測量電子或其他微觀粒子的位置和速度，并且，我們的觀測行為本身，會對測量結果造成幹擾。所以，我們不能說世界的本質是什麼樣的，隻能說我們觀測到的世界是什麼樣的，甚至可以說，根本就不存在一個客觀實在的世界。

1. 我們無法同時精确測量一個電子的位置和速度

海森堡在研究中發現，當我們在測量電子的速度和位置時，如果對速度的測量越精确，那麼對位置的測量就越不精确；反過來也一樣，對位置的測量越精确，對速度的測量就越不精确。這就是大名鼎鼎的“海森堡測不準原理”，也就是“不确定性原理”。

【案例】

科學家們進一步研究發現，能量和時間，也存在着這種不确定性的互補關系。如果能量測量的越精确，時間就越模糊；如果時間測量的越精确，能量就會開始起伏不定。許多物理量都遵循着海森堡的不确定性原理，此起彼伏，難以捉摸。

2. “不确定性”原理意味着“實在論”的破滅

“不确定性”原理意味着，我們的觀測行為本身，會影響我們的觀測結果。采取不同的觀測方式，會觀測到不同的結果。因此，我們無法把握事物的本質狀态，甚至可以說，在量子世界中，根本就沒有一個絕對客觀的實體或者外部世界。

【案例】

假如你現在看到了一匹棕色的馬，那如果你帶上墨鏡，那這匹馬的顔色在你眼中就變了，而如果你是一位色盲患者，那馬在你眼中又會是另外一種顔色。我們其實并不知道馬在本質上是什麼顔色的，隻能說馬在我們的觀察中是什麼顔色的，甚至可以說，馬根本就沒有什麼“本來的顔色”。

《上帝擲骰子嗎？》

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