如果要评选20世纪初最重要的物理学发现，那么无疑是相对论和量子论，相对论在宏观世界中大显身手，而量子论则将人们带入前所未有的微观世界之中，二者彻底地推翻了牛顿所建立的经典物理学体系。爱因斯坦和玻尔分别是这两种理论的重要奠基人，二人之间关于量子力学的争论，则成为了20世纪最为著名的科学辩论。从1927年开始，两人多次出手，每一役都打得天摇地动，惊世骇俗，直至1955年爱因斯坦去世，二人之间的意见分歧依然没有调和。
玻尔与爱因斯坦在讨论问题（1925年）
争论的核心：上帝掷骰子吗？
爱因斯坦本人曾经提出了光量子假设，在量子论的发展历程中作出过不可磨灭的贡献，甚至有可能这个术语“量子力学”就是爱因斯坦所命名的。玻尔则是量子力学的重要奠基人，他1921年创办哥本哈根理论物理研究所，是20世纪20年代至30年代间量子力学及相关课题研究的中心。
量子力学的重要理论之一就是不确定性原理，简单来说就是世界是随机的，上帝是非常善变的，微观世界只能用概率来表示。然而对于爱因斯坦来说，一个没有严格因果律的物理世界是不可想象的，他认为物理学应该简单明确：A导致了B，B导致了C，C导致了D。环环相扣，每一个事件都有来龙去脉和原因结果，而不依赖于什么“随机性”。
玻尔回忆说，爱因斯坦有一次嘲弄般地问他，难道亲爱的上帝真的掷骰子不成（ob der liebe Gott würfelt）？上帝不掷骰子！这已经不是爱因斯坦第一次说这话了。早在1926年写给马克斯·玻恩的信里，他就说：
“量子力学令人印象深刻，但是一种内在的声音告诉我它并不是真实的。这个理论产生了许多好的结果，可它并没有使我们更接近‘老头子’（上帝）的奥秘。我毫无保留地相信，‘老头子’是不掷骰子的。”
爱因斯坦坚信，量子论的基础大有毛病，从中必能挑出点刺来，迫使人们回到一个严格的，富有因果性的理论中来。
第一次华山论剑：第五届索尔维会议
1927年10月24日到29日，第五届索尔维会议在比利时布鲁塞尔召开，这次会议将各路冤家对头终于聚首一堂，就量子论的问题作一个大决战。世纪大辩论的序幕即将拉开，像一场熊熊的大火燃烧不已，而量子论也将在这大火中接受最严苛的洗礼，锻烧出更加璀璨的光芒来。
这次会议可以说是量子论的一部微缩史，从中可以明显地分成三派：只关心实验结果的实验派：布拉格和康普顿；哥本哈根派：玻尔、玻恩和海森堡；还有哥本哈根派的死敌：德布罗意，薛定谔，以及坐在台下的爱因斯坦。参加这次会议的二十九人中有十七人获得或后来获得诺贝尔奖。玛丽·居里是照片中唯一一位女性。
物理学全明星梦之队
会议的气氛从一开始便是火热的，就像拳王争霸赛一样，重头戏到来之前先有一系列的热身赛。爱因斯坦一开始按兵不动，保持着可怕的沉默，后来终于忍不住出击，后来埃仑费斯特回忆：
爱因斯坦就像一个弹簧玩偶，每天早上都带着新的主意从盒子里弹出来，而玻尔则从云雾缭绕的哲学中找到工具，把对方所有的论据都一一碾碎。
一般爱因斯坦在上午会提出一个思维实验，玻尔在傍晚的时候就对这些理想实验完全心中有数了，他会在晚餐时把它们分析给爱因斯坦听。爱因斯坦对这些分析提不出反驳，但在心里他是不服气的。
这场华山论剑，爱因斯坦终究输了一招。并非剑术不精，实乃内力不足。
1927年，量子革命的大爆发已经进入第三年，到了一个收官的阶段。玻尔看上去沉默驽钝，可是重剑无锋，大巧不工，在他一生中几乎没有输过哪一场认真的辩论。哥本哈根派和玻尔对量子论的解释大获全胜。爱因斯坦面对浩浩荡荡的历史潮流，顽强地逆流而上，被冲刷得站立不稳，只剩下苦苦支撑，然而他绝不是那种容易打败的人。
第二次华山论剑：爱因斯坦光箱实验
时光荏苒，弹指又是三年，各方俊杰又重聚布鲁塞尔，参加第六届索尔维会议。三年前那一战已成往事，这场华山论剑，又不知谁胜谁负？
玻尔来到会场时心中惴惴，看爱因斯坦表情似笑非笑，吃不准他三年间练成了什么新招。不过玻尔倒也不是太过担心，哥本哈根派名震整个物理界，量子论的兴起已经是板上钉钉的事实，现在整个体系早就站稳脚跟，枝繁叶茂地生长起来。爱因斯坦再厉害，凭一人之力也难以撼动它的根基。量子论方兴未艾，当其之强，确实要打败它的确太难了。爱因斯坦凭着和玻尔交手的经验知道，在细节问题上是争不出个什么所以然的，量子论就像神话中那个九头怪蛇海德拉（Hydra），你砍掉它一个头马上会再生一个出来，必须得瞄准最关键的那一个头才行。这个头就是其精髓所在——不确定性原理。
在这次会议上，爱因斯坦提出了著名的光箱实验，即从光箱放出一个光子，打开时间Δt确定。假如轻了△m，那么就是说飞出去的光子重m，根据相对论的质能方程E=mc^{2}，可以精确地算出箱子内部减少的能量△E。那么，△E和△t都很确定，海森堡的公式△E×△t>h也就不成立。所以整个量子论是错误的！
爱因斯坦光箱实验
这一招沉稳老辣，直中要害，可谓凝聚了爱因斯坦毕生功夫，其中还包含了他的成名绝技——相对论。玻尔对此毫无思想准备，根据当时目击者回忆，面对爱因斯坦抛出的实验，玻尔竟然张口结舌地说不出话来。然而他经过一夜苦思，终于想出了破解此招的方法。
玻尔指出：一个光子跑了，箱子轻了Δm，用弹簧秤称，设置零点，设位移Δq，根据广义相对论的红移效应，这样的话时间的快慢也要随之改变相应的△T。可以根据公式计算出：△T>h/△mc^{2}。再代以质能公式△E=△mc^{2}，则得到最终的结果：△T△E>h，正是海森堡测不准关系！
玻尔回击的关键是爱因斯坦忽略了广义相对论的红移效应，引力场可以使原子频率变低，也就是红移，等效于时间变慢。当测量一个很准确的△m时，很大程度上改变了箱子里的时钟，造成了一个很大的不确定的△T。也就是说，在爱因斯坦的装置里，假如要准确地测量△m，或者△E时，我们就根本没法控制光子逃出的时间T！
广义相对论本是爱因斯坦的独门绝技，玻尔这一招“以彼之道，还施彼身”不但封挡住了爱因斯坦那雷霆万钧的一击，更把这诸般招数都回加到了他自己身上。爱因斯坦对玻尔已经两战两败，他现在知道量子论的根基比想象的要牢固得多。不管怎么说，因果关系不能抛弃，爱因斯坦的信念到此时几乎变成一种信仰了，他已决定终生为经典理论而战。
第三次华山论剑：ERP佯谬
上次交锋，爱因斯坦虽输得很惨，但是他仍然选择战斗，似乎是勇敢的老战士为一个消逝的王国做最后的抗争。1933年纳粹开始全面统治德国，爱因斯坦被迫流亡到美国，所以没有出席第七届索尔维会议。然而身在美国的爱因斯坦依然没有停止与玻尔的争论，这次他争取到了两个同盟军，他们分别是他的同事波多尔斯基（Boris Podolsky）和罗森（Nathan Rosen）。1935年3月，三人共同在《物理评论》（Physics Review）杂志上发表了一篇论文，名字叫《量子力学对物理实在的描述可能是完备的吗？》，再一次对量子论的基础发起攻击。他们不再说量子论是自相矛盾，或者错误的，而改说它是“不完备”的。这次攻击以三位发起者的首字母命名，称为“EPR佯谬”。
EPR佯谬
假如有一个大粒子，它本身自旋为0，但它是不稳定的，很快就会衰变成两个小粒子，向相反的两个方向飞开去。假设这两个小粒子有两种可能的自旋，分别叫“左”和“右”，那么如果粒子A的自旋为“左”，粒子B的自旋便一定是“右”，以保持总体守恒，反之亦然。
但是，在没有观察之前，每个粒子的自旋便都处在一种左/右可能性叠加的混合状态。假定A左旋，那么B肯定是右旋，问题是在这之前，粒子A和粒子B之间可能已经相隔非常遥远的距离，它们怎么能够做到及时地互相通信，使得在粒子A左旋的一刹那，粒子B开始右旋呢？
按照量子论的概率，粒子A选择“左”，是完全随机的，两个粒子并没有事先商量好，说粒子A一定会选择左。事实上，这种选择是它被观测的那一刹那才做出的，并没有先兆。关键在于，当A随机地作出一个选择时，远在天边的B便一定要根据它的决定而作出相应的选择，变成与A不同的状态以保持总体守恒。那么，B是如何得知这一遥远的信息的呢？难道有超过光速的信号来回于它们之间？
爱因斯坦等人认为，既然不可能有超过光速的信号传播，那么说粒子A和B在观测前是“不确定的幽灵”显然是难以自圆其说的。唯一的可能是两个粒子从分离的一刹那开始，其状态已经确定了，后来人们的观测只不过是得到了这种状态的信息而已，就像经典世界中所描绘的那样。粒子在观测时才变成真实的说法显然违背了相对论的原理，它其中涉及到瞬间传播的信号。
玻尔在得到这个消息后大吃一惊，他马上放下手头的其他工作，来全神贯注地对付爱因斯坦的这次挑战。但是在他看来，EPR佯谬其实根本不是什么佯谬，它最多表明了，在“经典实在观”看来，量子论是不完备的。在爱因斯坦的潜意识里，一直有个经典的“实在”影像。他不言而喻地假定，EPR实验中的两个粒子在观察之前，分别都有个“客观”的自旋状态存在。
但玻尔认为在观测之前，在观察之前，两个粒子——无论相隔多远都好——仍然是一个互相关联的整体！它们仍然必须被看作母粒子分裂时的一个全部，直到观察以前，这两个独立的粒子都是不存在的，更谈不上客观的自旋状态！
所以在玻尔那种“量子实在观”看来，它是非常完备和逻辑自洽的。
争论的尾声：既生爱，何生玻？
爱因斯坦对玻尔已经三战三败，但是他依然坚信量子论是不完备的，上帝真的不掷骰子。
玻尔与爱因斯坦这两位20世纪最伟大的科学巨人，然而他们的世界观是如此地截然对立，以致于每一次见面都仍然要为此而争执。玻尔有一次到普林斯顿访问，结果又和爱因斯坦徒劳地争论了半天。直到爱因斯坦去世，玻尔也未能说服他，这是玻尔人生中最为遗憾的一件事。玻尔也一直在同爱因斯坦的思想作斗争，每当他有了一个新想法，他首先就会问自己：如果爱因斯坦尚在，他会对此发表什么意见？
爱因斯坦对量子论的批评和诘问也确实使它时时三省吾身，冷静地审视和思考自己存在的意义，并不断地在斗争中完善自己，一次次攀向高峰。如今，量子论已经证明了自己的不凡实力，在它的引导下，科学显得如此朝气蓬勃，半导体、核能、电子显微镜、激光等等，都是它的分支，可谓是有史以来最成功的物理理论。
量子论所取得的成就是无可怀疑的，但是直至现在也无法确认它的真实面目，关于它的争论也一直是物理学上长盛不衰的话题。像一个神秘的少女，我们天天与她相见，却始终无法猜透她的内心世界。就连玻尔都说：
如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。