量子力學和統一理論#

愛因斯坦與量子力學的恩怨#

廣義相對論革命了宏觀宇宙學的同時，量子力學（quantum mechanics）正在革命微觀世界。諷刺的是，愛因斯坦本人正是量子力學的奠基人之一：

• 1905 年的光量子論文首次引入了「量子」的概念
• 這篇論文為他贏得了諾貝爾獎

然而，量子力學後來的發展方向讓愛因斯坦無法接受：

• 粒子可以同時處於兩個位置
• 位置和速度不能同時精確測量（不確定性原理，uncertainty principle）
• 事件在根本上是隨機的，沒有確定的因果鏈

愛因斯坦那句著名的抗議：「上帝不擲骰子！」——他無法接受宇宙的底層規律竟然是機率性的。

愛因斯坦 vs 波耳#

• 在多次索爾維會議（Solvay Conference）上，愛因斯坦反覆挑戰量子力學，與波耳（Niels Bohr）展開激烈辯論
• 到 1930 年代，所有主流物理學家都接受了量子力學
• 愛因斯坦變得孤立無援

兩大理論的根本矛盾#

廣義相對論和量子力學之間存在深層衝突：

• 廣義相對論：時空是連續的
• 量子力學：時空是離散的（普朗克長度、普朗克時間）

通常情況下兩者互不干涉：

• 廣義相對論管大尺度、強引力
• 量子力學管小尺度、弱引力

但在黑洞奇點處，兩個理論的適用範圍重疊——既是極小尺度，又是極強引力。在那裡，兩個理論可能都會失效。這正是需要統一理論的地方。

孤獨的追求#

愛因斯坦在生命最後的二十多年裡，全身心投入統一場論（unified field theory）的研究：

• 他遠離了物理學的主流方向
• 把所有的榮耀和關注都讓給了別人
• 始終相信一定存在一個統一的、確定性的理論來描述整個宇宙