愛因斯坦與玻爾大戰近半個世紀散文
文章摘要：在20世紀物理學的發展中，愛因斯坦和玻爾是舉足輕重的科學巨匠，他們都創造了現代物理學的輝煌，然而他們對現代物理學中基本問題卻有着自己獨特而深刻的見解，由此引起了長期的爭論。
在20世紀物理學的發展中，愛因斯坦和玻爾是舉足輕重的科學巨匠，他們都創造了現代物理學的輝煌，然而他們對現代物理學中基本問題卻有着自己獨特而深刻的見解，由此引起了長期的爭論。
兩位科學巨匠爭論的問題，主要不在於量子理論本身的內容與形式，而在於量子理論的解釋方面，即關於作爲量子理論基本特徵的不連續性與統計性說明方面。因此，爭論主要發生在1927年哥本哈根學派系統地提出量子力學解釋以後，但隨着量子理論不斷成熟，兩位科學巨匠思想上差別也不斷明顯。下面我們將按照爭論的不同階段和特點，講一講有關的故事。
玻爾
第一階段（1927年以前），量子力學逐步建立，量子力學的哥本哈根解釋還沒有提出，但對於量子理論中出現的、引人注目的不連續性與因果性問題，即涉及到是堅持還是放棄經典物理學的信條，愛因斯坦與玻爾的態度卻有很大的不同，因而開始個別地、直接或間接地進行了爭論。
愛因斯坦雖然提出了光的波粒二象性，但從根本上他不準備放棄連續性和嚴格因果性，因爲這些正是相對論的基本特徵。他還堅持相信對於原子過程能夠給出連續的機制和直接的原因，而這種原因一旦被得到、被重複，現象即會無一例外地以決定論方式精確地出現。而玻爾則認爲，這一理想並不總被滿足，由於觀察操作引起的擾動不能任意小，我們只能談論一種“單元事件體”。例如電子從激發態到基態的某一次躍遷，比這更細微的過程我們便無法認識到。因此，對於經典物理學的連續性和嚴格因果性必須放棄。
愛因斯坦
第二階段（1927～1930年），在玻爾提出對應原理和哥本哈根學派提出波函數的機率解釋的基礎上，1927年海森伯提出“測不準關係”。同年9月，玻爾在意大利科摩市召開的紀念伏特逝世100週年的國際物理會議上發表了題爲《量子公設和原子理論的最近發展》的講演，提出著名的“互補原理”，進一步引起了學術界的巨大震動。
互補原理認爲“微粒和波的概念是互相補充的，同時又是互相矛盾的，它們是運動過程中互補圖像。”玻爾特別指出，觀察微觀現象的特殊性，由於微觀客體中最小作用量子h要起重要作用，因此微觀客體和測量儀器之間的相互作用是不能忽略的。這種相互作用在原則上是不可控制的，是量子現象不可分割的組成部分。這種不可控制的相互作用的數學表示就是測不準關係。
一個月以後，在布魯塞爾舉行了第五屆索爾維物理學會議，科摩會議的大部分參加者出席了這次會議，此外參加者中引人注目地增加了愛因斯坦、埃倫費斯特和薛定諤。玻爾在會上又一次闡述了他的互補原理，量子力學的哥本哈根解釋爲當時許多參加者所接受。但是它也受到來自各方面的批評，特別是愛因斯坦公開的批評。他在會上發言說：“我必須請大家原諒，因爲我對量子力學並沒有深入的研究。雖然如此，我還是願意談一些一般性的看法。”
愛因斯坦認爲，波函數不是代表單個電子，而是代表分佈在空間中的電子雲。因此，量子力學只能給出相對來說是無限多個基元過程的集合的知識，而不能完備地描述某些單個過程。會上進行的爭論，在會後的交談繼續進行。
1930年，第六屆索爾維物理學會議又在布魯塞爾舉行。會議原定的主題是討論“物質的磁性”。在這次會議上，愛因斯坦提出了一個“光子箱”的理想實驗，試圖通過能量和時間可以同時精確測量，由此來駁倒能量與時間的測不準關係。按照愛因斯坦的想法，關於能量和時間的測不準關係似乎是不能成立的了。愛因斯坦的這種爭論方式出乎玻爾的意外，以致使他大吃一驚。但是，在經過一個不眠之夜的緊張思考之後，他終於找出了問題的癥結所在。他發現愛因斯坦在上述論證中，竟忘記他自己發明的效應。
第三階段（1930年以後），量子力學理論體系取得了更加完美的形式，但有關量子理論的完備性的爭論仍繼續進行着。1935年5月，愛因斯坦同兩位年輕的美國物理學家波多耳斯基和羅森發表了題爲《能認爲量子力學對物理實在的描述是完備的嗎》的論文，在物理學界、哲學界引起了巨大的反響，玻爾則以同樣的題目撰文回答。愛因斯坦等在論文中提出了物理理論體系完備性的判據與著名的以三位作者姓的頭一個字母簡稱的EPR悖論，認真地論證了量子力學對物理實在描述的不完備性。EPR在論文中，首先給物理實在與物理理論的完備性下了定義。如果一個物理理論對物理實在的描述是完備的，那麼物理實在的每個要素都必須在其中有它的對應量，即完備性判據。當我們不對體系進行任何干擾，卻能確定地預言某個物理量的值時，必定存在着一個物理實在的要素對應於這個物理量，即實在性判據。
玻爾認爲，EPR所說“不對體系進行任何干擾”是不確切的。因爲在測量過程中雖然沒有對子系統施加力學干擾，但由於作用量子的不可分性，微觀體系和測量儀器構成了一個不可分割的整體。測量安排是確定一個物理量的必要條件，而對微觀體系未來行爲所預示的可能類型正是由這些條件所決定的。這樣，玻爾提出的量子現象的整體性特徵，引起了人們對EPR所默認的定域實在論的懷疑，意味着把世界看做在空間上分離的、獨立存在的各部分組成的看法不一定普遍成立，從而促使量子力學的完備性問題得到了系統的研究。
1955年4月18日愛因斯坦逝世以後，玻爾心裏也沒有忘記和愛因斯坦的論戰。據記載，玻爾在逝世前一天的傍晚，在他的工作室的黑板上所畫的最後一個圖，便是愛因斯坦的光子箱的草圖。對於這場持續了近40年的爭論，特別是EPR悖論的爭論，從基本觀點來說，誰也沒有說服誰。
項中微子探測工程——冰立方的一部分內容。
十、類星體
類星體釋放比數百個星系加起來還要多的能量。普遍的看法是，它們是遙遠星系中心怪異的黑洞。類星體是迄今爲止人類所觀測到的最遙遠的天體，距離地球至少100億光年。類星體是一種在極其遙遠距離外觀測到的高光度和和強射電的天體。類星體比星系小很多，但是釋放的能量卻是星系的千倍以上，類星體的超常亮度使其光能在100億光年以外的距離處被觀測到。據推測，在100億年前，類星體比現在數量更多，光度更大。
宇宙中的十大怪現象(上)
文章摘要：太空有許多奇怪的現象，人類至今都沒有能夠將有些現象研究清楚，宇宙是一個及其龐大的體系，遠遠超過我們地球上的一切。下面就是幾種現象被科學家們所關注的太空怪現象。
太空有許多奇怪的現象，人類至今都沒有能夠將有些現象研究清楚，宇宙是一個及其龐大的`體系，遠遠超過我們地球上的一切。下面就是幾種現象被科學家們所關注的太空怪現象。
一、反物質
組成普通物質的粒子其實是有另一面的。就好比，一個帶負電荷的電子，其對應的反物質是一個帶正電荷的正電子。物質和反物質碰到一起的時候會湮沒，他們的質量會遵循愛因斯坦的定律E=mc2轉換爲純粹的能量。這是許多科學家現在正在研究的項目。對於這一項目的研究，會對以後的太空船設計有所啓示。
反物質
二、真空能量
對於量子物理的研究，我們知道雖然從表面看來，空曠的太空象一個什麼也沒有的泡泡，但是這恰恰相反。在真空中到處都是亞原子粒子，這些粒子經常被生成然後又泯滅掉。從相對論相角度出發，可知轉瞬即逝粒子在每立方厘米的空間中都貢獻着特定的能量，產生反引力把空間推開。但是到目前爲止，還無法知道是什麼原因造成宇宙的加速膨脹。
三、微型黑洞
膜內宇宙理論得出的結論是，太陽系中分佈着上千個微型黑洞，每一個黑洞的大小和原子核相仿。和那些大型的黑洞不同，這些微型黑洞是宇宙大爆炸時留下的，因爲與第五維的密切關係不同程度的影響着時空。這一理論到目前爲止還沒有實質性的成果，需要長久的研究證明其真實性。
微型黑洞
四、宇宙微波背景
宇宙微波背景也叫CMB，其實，這種放射物質是在大爆炸時形的產物，最初發現的這種放射物，好像是太空每個地方發出的無線噪音。宇宙微波背景被認爲是大爆炸存在的最佳證據。通過微波各向異性探測器的最新精確測量結果顯示，宇宙微波背景輻射的溫度是-270攝氏度。
五、暗物質
暗物質現在來說是一個比較熟悉的名詞了，科學家認爲暗物質佔據宇宙的大部分空間，但是它既看不到，也無法利用當前的技術直接發現它。暗物質成分的候選範圍從輕質中微子到看不見的黑洞。有一部分科學家懷疑暗物質是否真實存在，也提出了很多的理論。
