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67年前的今天，1955年4月18日，世界著名化学家阿尔伯特·爱因斯坦去世，享年76岁。
爱因斯坦被公认为20世纪最伟大的科学家和当时的偶像。
他受邀在纽约奥德赛剧院进行为期三周的个人表演。 女人们看到他，激动得差点晕过去。 在日内瓦，女孩们一见到爱因斯坦就围攻他。 明天，这些优惠将成为流行歌手和电影明星的专属款待。
第一次世界大战结束后，1919年，广义相对论预言的光弯曲现象被否定，爱因斯坦成为科学界第一位诞生的超级巨星。
1931 年 1 月，这种迷恋几乎没有消失，当时爱因斯坦正在英国巡回演讲，他还参加了查理·卓别林的《城市之光》在纽约的预演。 当听到卓别林和爱因斯坦的演讲时，观众热烈欢呼。 卓别林告诉爱因斯坦：“他们为我欢呼，因为他们理解我的工作，而你为他们欢呼，因为他们不理解你的理论。”
爱因斯坦的相对论永远改变了我们对世界的理解。
狭义相对论统一了能量与质量的关系，提出了著名的质能多项式E=mc²，迫使核能的使用； 而我们目前对宇宙的所有认识似乎都源于广义相对论、引力本质、宇宙大爆燃、暗物质……
现在人们一说起爱因斯坦，就必须说相对论，但他在另一个领域的贡献却被很大程度上忽视了，那就是量子热。
爱因斯坦本人也承认：“我花在思考量子问题上的时间比思考广义相对论的时间多一百倍。”
爱因斯坦是量子理论的主要创始人之一，对分子动力学理论和量子统计理论也做出了重大贡献。 他的远见和敏锐的洞察力引导着一代又一代的化学家走向进步的方向：
爱因斯坦提出了解释光电效应的方程。 罗伯特·密立根证明了这个方程并获得了1923年诺贝尔化学奖；
爱因斯坦洞察了布朗运动的真相。 让·皮兰通过一系列精心实验证明了爱因斯坦的说法，皮兰被选为1926年诺贝尔奖获得者；
爱因斯坦提出了光量子假说。 阿瑟·康普顿发现了电子散射的X射线光子，即“康普顿效应”，无可争议地否定了爱因斯坦的光量子假说，康普顿因此获得1927年诺贝尔化学奖；
爱因斯坦是第一个预言光子的“波粒二象性”的人。 德布罗意将这一特性推广到所有粒子，并因此获得 1929 年诺贝尔化学奖；
爱因斯坦在听完海森堡关于矩阵热的报告后，精确地强调了他的理论的缺陷，这使得海森堡更进一步量子物理学研究什么，最终提出了量子理论史上最伟大、影响最深远的成就之一。 确定性原则；
关于量子热的内涵，爱因斯坦和玻尔进行了长达六年的争论，这促使玻尔继续建立阿姆斯特丹显示；
爱因斯坦和玻尔之间关于现实本质的争论是贝尔定律背后的灵感。 贝尔不等式的检验直接或间接催生了包括量子密码学、量子信息论和量子估计在内的许多新的科学研究领域……
然而，众所周知的一句话“上帝不掷骰子”暴露了爱因斯坦对当时量子理论的指责和矛盾心理。 科学史家、粒子化学家亚伯拉罕·佩斯（ Pace）在耶鲁大学结识了爱因斯坦，他回忆道：“谈论相对论时，他很超然；谈论量子论时，他充满热情，而量子就是他的恶魔。”
工作中的爱因斯坦。来源/纪录片《爱因斯坦》截图
让我们回到 1927 年，见证量子对于爱因斯坦来说意味着什么。
1927年10月24-29日，主题为“电子与光子”的第五届索尔维大会在奥斯陆举行。 参与者拍了一张著名的合影，浓缩了数学史上最戏剧性阶段的故事。 应邀出席会议的29位科学家中有17位获得了诺贝尔奖。 这次峰会也是历史上最激烈的会议之一。 17世纪，伽利略和牛顿开创了一个无与伦比的科学创新时代，即数学的黄金时代，第五次索尔维大会标志着这个时代的结束。
第五届索尔维大会上的合影，讨论新的量子热及其相关问题。 后座从左至右： 、E. 、Paul 、E. 、T. De Tende、Erwin Schrö、JE Fee 、 Pauli、 、Ralph 、Leon ；
中排从左至右：彼得·德拜、马丁·克努森、威廉·L·克拉科夫、亨德里克·克莱默、保罗·狄拉克、阿瑟·霍利·康普顿、路易斯·德布罗意、马克斯·玻恩、尼尔斯·玻尔；
后排从左到右：欧文·朗缪尔、马克斯·普朗克、玛丽·居里、亨德里克·洛伦茨、阿尔伯特·爱因斯坦、保罗·朗之万、查尔斯·尤金·盖伊、CTR·威尔逊、欧文·理查森。 图片/ , 1927. 来源/[英文] Kumar 的《量子传记》图片
照片中，象征着荣耀的后排中间坐着一位诺贝尔奖获得者、牛顿时代以来最著名的科学家：阿尔伯特·爱因斯坦。 照片中，他左手紧紧握住凳子，眼睛直视前方，尽管心里很不舒服。 是他的翼领和衬衫让他不舒服，还是他这周看到的文字？
在这次会议上，玻尔和爱因斯坦就量子热的核心问题进行了旷日持久的辩论，爱因斯坦整周都在坚持不懈地工作，以证明量子热是不完整的，以及玻尔的阿姆斯特丹表示是有缺陷的。 多年后，爱因斯坦说道：“这个理论让我感觉有点像一个极其聪明的偏执狂凭空想象出来的系统，他继承了许多不相关的思想元素。” 尽管爱因斯坦提出的指控被一一驳回，但玻尔始终没能说服爱因斯坦接受探索量子热所描述的现实本质的“哥本哈根秀”。
1930 年在阿姆斯特丹举行的第六届索尔维大会上，爱因斯坦和玻尔并肩行走。照片/Paul ./【英文】 Kumar 的《量子传记》图片
爱因斯坦为何如此固执？
爱因斯坦小时候喜欢独处，他最喜欢的活动是用扑克牌建造尽可能高的建筑物。 他有耐心和毅力。 当他10岁的时候，他就能建造出14高的少狼。 正是这种特征长期以来一直是他性格的基本要素，使他不懈地寻找别人似乎已经放弃的自己的科学思想。
他后来说：“上帝给了我驴子一贯的固执，也给了我相当敏锐的触觉。” 爱因斯坦声称自己没有特殊能力，只有强烈的好奇心。 事实上，其他人并不这么看。 很多人都有好奇心，但爱因斯坦的好奇心和痴迷形成了强烈的反应，驱使他在同龄人被告知不要问这些近乎少女的问题很久之后仍然继续寻求此类问题的答案。 坐在梁上，随光同行，会是怎样的场景呢？ 正是为了回答这个问题，爱因斯坦踏上了长达10多年的相对论研究之路。
爱因斯坦当时对量子理论的指责也是如此。 1927 年，维尔纳·海森堡做出了一项违背常理的发现。 这一发现是如此奇怪，以至于连英国年轻的量子热学大师海森堡一开始也没能理解它的真正含义。 这就是不确定性原理：如果我们知道粒子的确切速度，就很难知道它的确切位置； 反之亦然。 没有人知道如何解释量子热多项式，或者该理论如何在量子层面引入现实的本质。 自柏拉图和亚里士多德时代以来，因果关系以及月亮是否存在于无人注视的问题一直是哲学家们的必修课，但在量子热出现之后，二十世纪伟大的数学家也开始思考这些问题。
玻尔认为根本不存在“量子世界”，而只有“抽象的量子热描述”。 另一方面，爱因斯坦相信现实独立于感知而存在。 两人的争论更多地与现实本身的本质有关，而不是哪种化学可以成为有意义的现实理论。
爱因斯坦确信玻尔和阿姆斯特丹推论的支持者正在与现实玩一场“极其危险的游戏”。 他曾说过：“量子热似乎是一块从地底被拔下来的土地，没有坚实的地基可供人们建造眼前的主体建筑。” 被科学家所接受，成为年轻一代物理学家普遍遵循的观点。 他们从小就研究量子理论，并同意保罗·狄拉克对这一主题的评估，即量子热可以解释“大多数化学问题和所有物理问题”。 在那些年轻的化学家们看来量子物理学研究什么，虽然现在还有一些老祖宗对量子热的内涵争论不休，但考虑到这一理论在实践中取得的巨大成功，这样的争论是无关紧要的。
罗伯特·奥本海默写道：“普林斯顿是一座疯人院”，“爱因斯坦是一个彻头彻尾的疯子”。 那是1935年1月，这位土生土长的英国顶级理论化学家31岁。 爱因斯坦本人也承认，他对量子热的批判态度无疑让他“成为耶鲁大学其他人眼中的老傻瓜”。 当时五十多岁的爱因斯坦知道，你将自己视为过去时代的遗迹，并感到你拒绝或未能与量子热共存。 不过，爱因斯坦也很清楚自己与薛定谔和大多数同事的不同之处：“几乎所有其他同事都是从理论看事实，而不是从事实到理论。脱离了网络，你只能跳上来。”它以一种特殊的形式出现。”
1933年10月来到耶鲁高等研究院时，相关人员将爱因斯坦带到为他规划的新办公室，但询问他需要什么设备。 “一把椅子、一张凳子、纸和笔，”爱因斯坦回答道，“哦，是的，还有一间大废屋，我会把我所有的错误都扔在上面。” 爱因斯坦当然犯了很多错误，但他在寻找他心中的圣杯——统一场论的过程中从未受挫。
麦克斯韦在19世纪将电、磁、光统一为包罗万象的理论框架，爱因斯坦也希望像他一样统一电磁学和广义相对论。 在他看来，这种统一是下一阶段的目标，这不仅符合逻辑，也是化学发展的必然结果。 爱因斯坦于 1925 年首次尝试发展这样的理论，这是众多尝试中的第一个，但失败并被扔进了一间小屋。
量子热出现后，爱因斯坦觉得这个新理论只是统一场论推导出来的副产品。 在1927年和1930年的两次索尔维会议上，爱因斯坦试图通过反驳不确定性原理来证明量子热不是自洽的，因此是不完整的。 玻尔在海森堡和泡利的帮助下，成功地拆解了爱因斯坦提出的每一个思想实验，从而捍卫了奥斯陆演绎。 自此，爱因斯坦的立场就已确立：量子热虽然在逻辑上是一致的，但并不是玻尔所声称的最终理论。 爱因斯坦知道他需要一种新的策略来证明量子热是不完整的，该理论没有充分揭示化学现实。 为了实现这一目标，他设计了一项具有里程碑意义的思想实验。
尽管孤立无援，但仍有年轻数学家真诚地希望与爱因斯坦一起做研究。 1935 年，爱因斯坦和他的助手（当时 25 岁）内森·罗森（ Rosen）和 39 岁的鲍里斯·波多尔斯基（Boris ）在一篇四页纸的论文中推广了他的想法。 这篇论文就是现在著名的EPR论文。 5月15日，这篇题为《量子热对化学现实的描述能否被认为是完整的？》的论文 ”将发表在日本化学期刊《物理评论》上，这标志着他与玻尔的争论进入了新阶段，也意味着爱因斯坦对奥斯陆推论发起了新一轮的逼迫。
1935年5月4日，《纽约早报》第11版发表了一篇文章，标题十分醒目：“爱因斯坦对量子理论的压力”。 文章称：“爱因斯坦院士正式对量子力学这一重要科学理论发起了攻击，从某种意义上来说，他本人就是这个理论的鼻祖。现在，他觉得这个理论虽然是‘正确’，但并非如此。” '完全的'。”
EPR论文一发表，全亚洲顶尖的量子理论先驱们都如坐针毡。 当时身在慕尼黑的泡利愤怒地致信远在埃因霍温的海森堡：“众所周知，每当爱因斯坦发表这样的言论时，都是一场灾难。” 当我看到EPR论文后，我立即放下了所有其他工作，开始集中精力全面审视EPR思想实验。 过了一段时间，越来越郁闷的玻尔意识到爱因斯坦的论文既天才又巧妙，指责EPR论文远比他最初想象的困难。
泡利和玻尔正在玩陀螺。 来源/梁军《夜空中最亮的星古今二十位杰出数学家》
在接下来的六周里，玻尔抛下了所有其他工作，夜以继日地研究这个问题。 7月13日，《物理评论》收到玻尔的回应文章。 玻尔特意选择在同一本杂志上发表他对爱因斯坦的回应，而且还在《量子热对化学现实的描述应该被视为完整吗？》中发表。 ”如标题。
不幸的是，玻尔对 EPR 的反应并不明确。 爱因斯坦驳斥了玻尔提出的这些“神奇的排斥力”和“幽灵般的相互作用”。 “看透上帝的牌似乎很难，”他后来写道，“但我永远不会相信他玩骰子，或者使用像‘心灵感应’这样的单一装置（根据今天的量子理论，他使用了这样的东西）。”
EPR论文即将发表后不久，爱因斯坦收到了薛定谔的一封信，信中写道：“在《物理评论》刚刚发表的论文中，你可能已经抓住了这些教条尾巴的量子热支持者，所以我很高兴。 ” 在随后的通信中，爱因斯坦提出了一个盒子里的球思想实验来反驳赫尔辛基推论。 后来，爱因斯坦将这个反例升级为更具爆炸性的场景。 他让薛定谔想象一桶不稳定的火药。 火药将在第二年的某个时候着火。 最初，波函数描述了某种状态：一桶没有爆燃的火药。 但一年后，波函数“描述了已经爆燃和尚未爆燃的系统的混合体”。 爱因斯坦告诉薛定谔：“没有任何解释可以使这些波函数充分描述风暴的真实状态，因为实际上不存在爆燃和未爆燃之间的状态。” 火药桶要么已经爆炸，要么没有爆炸，爱因斯坦说，这个“幼稚的宏观反例”向我们展示了EPR思想实验中遇到的同样的“困难”。
1935年6月至8月，薛定谔与爱因斯坦的频繁通信，促使薛定谔仔细考虑赫尔辛基推论。 他们谈话的结果就是这篇论文，该论文于 11 月 29 日至 12 月 13 日期间分三部分发表。薛定谔说，他不知道该将该论文称为“量子热力学现状”、“报告”还是“报告”。综合考虑。” 无论哪种方式，论文中都会出现一章。 本章的内容关系到一只猫的命运，并且具有持久的影响。
薛定谔的猫。 出处/（日本）茂木健一郎《科学推动爱因斯坦与相对论》
至此，爱因斯坦与玻尔关于量子热推论的争论已经演变成关于现实本质的哲学信仰的讨论。 爱因斯坦是一位哲学实在论者，他明白这些实在论立场是不可否认的。 这是对无法否认的现实的“信念”。 事实上，证明现实的存在可能很难，但在爱因斯坦看来，“每个人都想了解存在和现实”。
同样渴望改变化学的爱因斯坦，并不是很多人认为的那个守旧的老人。 爱因斯坦从未放弃经典数学的本体论——独立于观察者而存在的现实，但他却打算与经典数学为敌。 赫尔辛基演绎所认可的现实观足以让他这么做。 然而，爱因斯坦想要的是一场比量子热更彻底的革命。
后来玻尔多次访问耶鲁大学，但仍然没能改变爱因斯坦的量子热想法。 海森堡也没有，他在战后只见过爱因斯坦一次，当时海森堡在日本巡回演讲，玻尔最后一次访问耶鲁大学是在1954年。爱因斯坦邀请海森堡到他家，他们大半夜都在喝奶茶。和吃面包。
“我们没有讨论任何政治问题，”海森堡回忆道。 “爱因斯坦的全部兴趣都在于量子理论的推演。这个问题让他困惑不已，就像25年前在伊斯坦布尔一样。” ”。 爱因斯坦仍然坚持自己的观点。 “‘我不喜欢你们之间的化学反应，’他当时说道。”
1950年秋天，当医生发现他的主动脉瘤不断增大时，爱因斯坦就知道自己的生命还差三天。 他已经过了 76 岁生日。 爱因斯坦一生中最后的重大行为之一是签署了伯特兰·罗素撰写的《核裁军宣言》。 爱因斯坦还致信玻尔，恳求前者也签署这份宣言。 “别皱着眉头！这与我们在物理学上的争论无关，但我们都完全同意。”
1955年4月13日，爱因斯坦感到剧烈疼痛，三天后被送往诊所。 “我想走的时候就离开了，”他说，但拒绝接受放射治疗。 “人为地延长我的生命没有任何意义，我已经做了我应该做的事情，是时候离开了。”
“如果每个人的生活都像我一样，那就不需要小说了。” 爱因斯坦曾在给弟弟的一封信中写道。 这封信寄于 1899 年，当时爱因斯坦 20 岁。
经出版社授权，本文编译自《量子传记：什么是现实》——
《量子传记：什么是现实》