關鍵要點

一，在放射性和量子物理學發現之前，每個粒子和相互作用都被認為是完全服從確定性方程的。二，量子力學只能得出結果的不確定概率分布。三，涉及隱藏變量的主要確定性解釋被稱為玻姆力學，它唯一明顯的預測被證偽了。

Ⅰ

歷史上關于支配宇宙的法則有一個說法：如果你知道一個系統的足夠信息，你可以準確地預測這個系統在未來的行為。經典的運動方程是完全確定的，牛頓和愛因斯坦的萬有引力定律都是確定性的，甚至控制電和磁的麥克斯韋方程組也是100%確定的。

但從19世紀晚期開始的一系列發現顛覆了宇宙的圖景。從放射性和放射性衰變開始，人類慢慢揭示了現實的量子本質，對我們生活在一個確定性宇宙的想法產生了懷疑。可以預見的是，現實的許多方面只能以統計方式進行討論，我們可以提出一組可能的結果，但哪些結果會發生以及何時發生，無法精確確定。

避免“量子怪異”的必要性的希望得到了包括愛因斯坦在內的許多人的支持，其中最引人注目的替代決定論是由路易斯·德布羅意和大衛·玻姆提出的。幾十年后，玻姆力學終于接受了實驗測試，但失敗了。

Ⅱ

我們可以進行各種各樣的實驗來說明我們量子現實的不確定性。在各種條件下，這種固有的量子行為出現在各種物理系統中，無論是單個粒子還是復雜的粒子系統。盡管物理學家已經能夠寫下控制這些量子系統的規則和方程，包括泡利不相容原理、海森堡不確定性原理、薛定諤方程等等，但在沒有進行測量的情況下，我們只能預測可能的結果。

不知為何，在量子系統中，測量行為似乎是一個非常重要的因素，它與我們生活在一種獨立于觀察者的“獨立現實”的想法相悖。一個物理系統的性質以前被認為是固有的和不可改變的，比如位置、動量、角動量，現在這些物理量突然變得只能達到一定的精度。此外，測量這些性質的行為，需要與另一個某種類型的量子相互作用，在同時增加其他可測參數的不確定性或不確定性的同時，從根本上改變甚至決定了這些值。

我們現在所說的哥本哈根量子力學解釋背后的中心思想是，在觀察發生的關鍵時刻之前，沒有什么是確定的。一切不能根據已知的東西精確計算出來的東西都可以用某種波函數來描述，直到進行測量的關鍵時刻，波函數的描述被一個單一的、確定的現實所取代，有些人將其描述為波函數的坍縮。

正是這種程度的怪異令許多人反感。愛因斯坦可能是最著名的，他對現實在某種程度上是隨機的感到震驚，這一立場都可以歸結為愛因斯坦的一句名言：上帝不會拿宇宙擲骰子。雖然愛因斯坦自己從來沒有提出一個替代方案，但和他同一個時代的德布羅意卻提出了他的想法。

Ⅲ

在量子力學的早期，德布羅意提出不僅光具有波動性，在適當的量子條件下，物質本身也具有波狀性質，他計算“物質波”波長的公式至今仍被廣泛使用。在德布羅意的量子物理學中，總是有一些具體的粒子，它們具有確定的(但并不總是精確測量的)位置，它們被這些量子力學波函數引導著穿過空間，他稱之為“導波”。盡管德布羅意的量子物理學版本不能用一個以上的粒子來描述系統，而且還面臨無法測量或準確識別引導波的“物理”挑戰，但它代表了哥本哈根解釋的一個有趣的替代方案。

不受量子幽靈的怪異規則支配，有一個潛在的、隱藏的現實是完全確定性的。德布羅意的許多觀點被其他研究人員擴展了，他們都試圖找到一種不那么“可怕”的替代量子現實的方法。最著名的引申要歸功于物理學家大衛·玻姆，他在20世紀50年代提出了自己對量子物理學的解釋：德布羅意-玻姆理論。

在這個想法中，潛在的波動方程，和哥本哈根解釋中的傳統薛定諤方程是一樣的。然而，還有一個引導方程作用于波函數，像粒子位置這樣的屬性可以從這個引導方程的關系中提取出來。這是一種明確的因果，確定性的解釋，具有基本的非局部性。

但這種解釋也有其自身的困難。首先，你不能用導波理論來恢復經典動力學。事實上，粒子本身不會以任何方式影響波函數；相反，波函數描述了每個粒子或粒子系統的速度場，你必須應用適當的“引導方程”來找出粒子的位置。

考慮下面的例子：一個粒子漂浮在流動的河流上。在牛頓力學中，球發生的事情很簡單。球有質量，這意味著它有慣性，遵循牛頓三大定律。如果它受到外力的作用，它會通過著名的方程F=ma加速。

但在玻姆力學中，河流的流動決定了波函數的演化，波函數應該優先停留在河流的中心。這顯示了導航波理論概念上的困難：如果你想讓你的粒子像沖浪者一樣騎在波函數上，你得通過各種扭曲的方式才能回到我們熟悉的經典力學。這一切是非常違反直覺的。(www.ws46.cOm)

然而，某些事情違反直覺，甚至是不合邏輯的，并不意味著它就是錯誤的。物理行為往往比我們想象的更奇怪，這就是我們總是要用嚴酷的實驗現實來面對我們預測的原因。不幸的是，在2015年的一項實驗中，玻姆力學的一項明顯預測被證偽了。