相对论与量子力学，难道大自然有两套法则？

相对论和量子力学是现代物理学大厦的两大基石，分别统治了宏观世界和微观世界。但是，宏观与微观本来就是相对的，并没有明确的分界线，并非泾渭分明。

宏观世界是由微观粒子组成的，如今相对论和量子力学确实没有统一，存在不协调的地方，这也恰恰说明了我们并没有发现世界最本质的东西，还有更深层的大自然法则等待人类去发现。

下面简单讲述一下两大理论到底有什么地方不协调。

有人经常会说“爱因斯坦反对量子力学”，其实这是误解。爱因斯坦是量子力学的奠基人之一，他如何可能反对量子力学呢？

爱因斯坦反对的并不是量子力学，而是量子力学中的哥本哈根诠释，也就是不确定性和叠加态。下面具体来讲讲如何回事。

赫兹早在1887年就发现了光电效应，但当时的物理学家们并没有解释为什么会有这种现象。爱因斯坦给出了解释，他认为光电效应的出现并不是连续波动的粒子所为，而是离散的粒子，后来被称为“光量子”，也就是光子。

用一定频率的光照射在金属上，会导致金属内部的电子变成游离态，摆脱原子核的束缚，从而形成电流。这就是光电效应。

爱因斯坦指出，单个光子携带一定的能量，当这种能量大于金属极限频率时，就能让电子逃逸。光电效应诠释了光的粒子性。

实际上普朗克之前已经提出了量子的概念，但当时并没有引起太多的关注。直到爱因斯坦诠释了光电效应，提出光量子概念，也撬开了量子力学的大门。

爱因斯坦在量子力学发展上做出了不小的贡献，除了诠释光电效应，还与物理学家波色一起预言了波色~爱因斯坦凝聚态这种新的物质形态。

随着量子力学的发展，越来越多的诡异现象被发现，比如量子纠缠，电子双缝干涉实验，量子隧穿等。为了诠释这些诡异现象，当时的物理学界分为两派，分别是以爱因斯坦薛定谔为首的经典物理学派，还有以波尔为首的哥本哈根学派。

哥本哈根学派认为，量子世界完全不同于我们的经典宏观世界，那里的一切都是不确定的，随机的，这种随机是真正的随机，我们完全不能同时确定微观粒子的位置和速度，体现出来的就是叠加态。量子世界只能用波函数概率描述。

爱因斯坦坚决反对根本哈根诠释，认为之所以量子世界如此诡异，一定存在某些隐变量还没有被发现，而不是因为不确定性。他认为量子力学是不完备的，量子世界与宏观世界一样是可预测的，可描述的，也是确定的。

量大学派的争论一直持续了几十年，一直没有结果。

1935年，爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三位物理学家共同提出了著名的“EPR悖论”，EPR分别是三人名字的首字母。

这里就不再详述EPR悖论到底是什么了，总之这个悖论就是为了论证量子力学不完备性引发的一个悖论，这在当时引起了不小争论。从某种意义上讲，也大大推动了量子力学的快速发展，让量子力学发展得越来越成熟。

爱因斯坦坚决认为“上帝不会掷骰子”，量子世界里所有怪异行为背后，表明有更深层次的原因还没有发现，是一个不完备的理论，某些隐变量还没有被发现。并不存在什么不确定性原理，波函数概率等。世界万物一定存在客观规律，不以人们的意志为转移的客观规律。

薛定谔为了质疑哥本哈根诠释，更是提出了一个著名的思想实验，薛定谔的猫。现实中既死又活的猫也讽刺了量子力学的不确定性原理。

同时，薛定谔还提出了著名的薛定谔波动方程，这个方程在量子世界的地位，就相当于牛顿定律在宏观世界的地位。求解这个方程，就能得到粒子的波函数。

这也是让薛定谔没有想的地方，原本他就是想反对哥本哈根诠释，没想到这个方程反而成了量子力学的基本理论基石。

之后，出现了著名的贝尔不等式，通俗来讲，这个等式就是为了证明量子世界的诡异现象背后是否有更深层次的原因，也就是说，是否有“隐变量”存在。

也就是说，如果贝尔不等式成立，那么爱因斯坦薛定谔就胜出了。反之，波尔为首的哥本哈根学派就胜出了。这个不等式就相当于一个裁判。

几十年的实验表明，这个不等式一直不成立，也就是说，爱因斯坦错了，哥本哈根学派胜出。但无论怎样，都不能否则爱因斯坦薛定谔等人对量子力学的贡献。

同时，爱因斯坦的相对论也经受了各种考验，一百多年来，越来越被科学界承认，无数次实验和发现都验证了相对论当初的预言，比如说引力透镜，引力波，黑洞等。

而量子力学也越来越多地走进我们的日常生活。量子力学统治了微观世界，而相对论统治了宏观世界。

但正如文章开头所说，微观与宏观并没有明确分界线，这说明两者必将统一，一定还存在更本质的东西等着我们去发现。

比如说，对引力本质的深入研究，粒子标准模型假设的引力子，一直没有被发现，一旦发现了引力子，意味着自然界四大基本作用力就得到了统一，而量子力学与广义相对论就能实现统一。

事实上，量子力学与狭义相对论早已完成了统一，没有统一的只是广义相对论。这也是科学家们努力的方向。

科学的发展本来就是这样，没有一帆风顺，都是在各种冲突矛盾中不断发展！