大話題：量子理論

什麼是量子理論？
 
量子理論是人類所提出最成功的一套論點。它解釋了元素週期表，以及為何會發生化學反應。它提出了許多正確的預測，像是雷射及微晶片的運作、DNA的穩定性，以及α粒子如何穿透原子核。
 
波耳1927年提出的量子理論至今仍是學術正統，但愛因斯坦在1930年代提出的思想實驗質疑了這個理論的基本有效性，並且爭論至今。他會再次是對的嗎？是不是遺漏了什麼？
 
讓我們從頭說起……
 
介紹量子理論……
 
「你知道嗎，向一位完全初學的人解釋量子理論，比向古典物理學家解釋來得容易。」
 
「你在開玩笑吧？這些古典物理的傢伙面對現代理論時，出了什麼問題？」
 
問題在於：即將邁入20世紀之前，物理學家絕對確信他們所認知的物質和輻射本質，任何牴觸古典設想的新概念，他們幾乎都不考慮。艾薩克．牛頓（1642-1727）和詹姆斯．克拉克．馬克士威（1831-79）的數學形式不但無懈可擊，而且根據他們的理論所做的預測多年來都經過仔細的實驗證實。理性時代已經轉變成了確定性時代！
 
古典物理基本假設
 
古典物理學家建立了一系列的假設，將他們的思想統整起來，這使得他們很難接受新的概念。以下列出他們對物質世界有哪些確定不疑……
 
1. 宇宙就像一臺放在絕對時空框架中的巨型機器。複雜的運動可以理解為機器內部各零件的簡單運動，即使這些零件並不可見。
 
2. 牛頓的理論說明一切運動都有原因。如果一個物體表現出運動，人們一定能找出運動的原因。這是單純的因果關係，沒有人質疑這一點。
 
3. 如果我們知道物體在某一點（例如現在）的運動狀態，就能判斷它在未來甚至過去任何時刻的運動狀態。沒有什麼不確定，那是先前的一些因素造成的結果。這是決定論。
 
4. 馬克士威電磁波理論完全描述了光的性質，並可由湯瑪士．楊格在1802年簡單的雙狹縫實驗中觀察到的干涉圖樣加以證實。
 
5. 運動中的能量可以用兩種物理模型來表達：一種是粒子，其表現就像無法穿透的球體，例如撞球；另一種是波，其表現就像在海面上朝著岸邊打去的海浪。這兩者是互相排斥的，即能量必定只以其中一種方式表現。
 
6. 一個系統的性質，如溫度或速度等，要測量得多準確都可以。只要降低觀察者的探測強度或根據理論來校正即可。原子級的系統也不例外。