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很快，爱因斯坦把他的想法就应用到了光电效应上。与此同时，他也意识到，能量子（光子）的概念和已经过长期研究并观察的干扰现象之间，存在着根本性的冲突。问题的实质在于如何理解双狭缝干涉模式。根据理查德·费曼（Richard Feynman）的理论，此种现象含有量子物理的“量子力学中的意识问题”。挑战并非难事，当我们将一束光子投射到一个有着两个狭缝的平面上，并当双狭缝呈开启状态时，在平面后面的观测屏幕上，我们可以观察到明暗交错的干涉条纹。如果只开启一条狭缝，我们则看不到条纹，而只会观察到一个分布广阔的光子。这个结果很容易通过光的波图来理解：光波分别通过两个狭缝，在观测屏幕上相互抵消与增强，如此的此消彼长，就让我们看到了明与暗交替的条纹。
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如果光束的强度低到只有一个光子可以通过装置，会发生些什么呢？跟随爱因斯坦现实主义的立场，我们自然而然地会假设一个光子可以通过其中的任意一道狭缝，但无法同时穿过两条狭缝。我们可以实验一下，一次送出一个光子。爱因斯坦认为，在这样的条件下不会出现干涉条纹，因为一个单一的光子，作为粒子，不得不只“选择”其中一道开启着的狭缝，因此无法像在波图中那样出现增强或抵消的现象。这的确是爱因斯坦的论点，他提出只有在多重光子同时穿过狭缝时，才会呈现因为相互作用而产生干涉模式的条纹。
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如今，我们从若干实验中获知，即使强度低到每秒只有一个光子通过装置，干涉条纹模式仍然会出现。如果我们等待足够长的时间，并在观测屏幕上观察所有光子的分布，我们将看到干涉模式。现在对此现象的解释是，在宇宙中的任何地方，在完全不知道粒子会穿过哪一条狭缝的情形下，干涉模式便会出现。通俗地讲，对光子一次同时穿过两道狭缝的说法我们要持怀疑态度。即便是爱因斯坦，在光的能量子问题上，也犯错了，比如，光子指向的是遥远的未来。
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1905年，在这个奇迹之年，爱因斯坦发表了狭义相对论。同年，在爱因斯坦写给他朋友康拉德·哈比希特（Conrad Habicht）的信中，他把在光子方面的论文评价为具有“革命性”的意义。迄今为止，这是爱因斯坦唯一被称为具有革命性的研究成果，这也的确是名副其实，因此他获得了1921年的诺贝尔奖。但早些年的状况并非如此顺利，在1913年，那封由普朗克、瓦尔特·能斯特（Walther Nernst）、海因里希·鲁本斯（Heinrich Rubens）和埃米尔·瓦尔堡共同签署，推荐爱因斯坦成为普鲁士科学院院士的著名推荐信中，他们写道：“就如同他的光量子假设说一样，他的推测偶尔会偏离目标，但我应该对他的这些失误既往不咎，因为如果没有偶然性的冒险，最精准的科学则不会存在真正的创新。”1905年，爱因斯坦通过光子对辐射熵所做的深邃、美妙而优雅的阐释，真真切切地论证了偶然性推测的巨大作用。
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世界因何美妙而优雅地运行 24GO SMALL见微知著
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杰瑞米·伯恩斯坦（Jeremy Bernstein）
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史蒂文斯理工学院名誉物理学教授，《纽约客》（The New Yorker）前特约撰稿人，著有《量子跃迁》（Quantum Leaps）。
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当 面对这样的问题时：“你最心仪的那个深邃、美妙而优雅的科学理论是什么？”声势浩大地去作答一番是个不小的诱惑，比如从爱因斯坦的相对论谈起。与之相反，我却想通过“见微知著”方式去作解答。
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20世纪之初，普朗克向公众介绍了他的基本作用量子，他意识到这会产生一组新的自然单位。打个比方，普朗克时间(4)。它是人类所谈论的时间最小单位，但它确实可以被称作“时间”吗？问题出在这些常数上，对一个静止的观测者和一个移动的观测者而言，常数是相同的。但时间却不会是一样的。我认为这是一个不解之谜，而弗里曼·戴森（Freeman Dyson）提供了一个美妙的答案。他尝试构建一个可以度量普朗克时间的时钟，通过利用量子的不确定性，他展现出了普朗克时间最终会被自己制造的黑洞消耗殆尽。没有方法能够对普朗克时间进行度量。普朗克时间，或许已超越时间这个范畴，也许它与时间并无瓜葛。
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世界因何美妙而优雅地运行 25WHY IS OUR WORLD COMPREHENSIBLE为什么我们的世界是可以理解的？
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安德烈·林德（Andrei Linde）
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斯坦福大学理论物理学家，“永恒混沌暴胀理论之父”，尤里·米尔纳基金会基础物理学奖首届得主。
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“这 个世界最不可思议之处，就是它居然是可以理解的。”爱因斯坦这样曾经感叹过。尤金·维格纳也曾提过类似的问题，他认为，数学的不合理而又有效性是“一件我们既无法理解也无法拥有的奇妙礼物”。
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为什么我们生活在一个有着特定规则、易于理解的宇宙当中，而这些规则可以被充分运用起来去预测我们的未来呢？
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当然，我们可以这样回答：正是因为这样，上帝才创造了宇宙，并使其一切从简，以便让我们人类易于理解。但我们能如此轻易地就绕过这个问题吗？我们先思考一下其他几个类似的问题：为什么宇宙如此之大？为什么平行线永远不会相交？为什么宇宙的不同部分看上去却是如此雷同？长久以来，类似的问题看上去都太形而上了，以至于鲜被人们严肃思考。如今，暴胀宇宙学为上述问题提供了一个可能的答案。
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想要理解这个话题，我们先来看一下这个关于不可理解的宇宙的一些案例，这其中数学扮演着无能为力的角色。假设宇宙处在一个称为普朗克密度的状态中：r～1094／cm3时，比水的密度大了94个数量级。根据量子重力理论，处于该时空状态下的量子波动幅度惊人，以至于所有的量尺在测量过程中都以一种混乱和无法预知的方式快速弯曲、收缩和延展，变化速度快到你根本无法测算出它们的距离。所有时钟被毁坏的速度远超于你可以测算到它们的时间。之前的一切数据统统被抹掉，你记忆里只会是一片空白，你无法记录，也无从预测未来。如果生命有可能存在的话，对生活在那里的人们而言，宇宙是无法理解的，数学的一切定律也无法得以有效运用。
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假如上述那种在高密度状况下的案例看上去有些极端，但通过其他案例会让我们明白那并不是极端现象。宇宙有三种基本类型：封闭型、开放型和扁平型。形成于热大爆炸的典型封闭型宇宙，除非它在开始时就规模巨大，否则都会在10-43秒内坍缩为普朗克密度。形成于大爆炸的典型开放型宇宙，由于它膨胀过快，以至于无法形成银河系，即便人类存在，我们的身体也将在顷刻间四分五裂。在上述两种宇宙中，人类无法生存，更不用说可以理解这样的宇宙了。我们人类只能在一个扁平型或接近扁平的宇宙中乐享生命，就如我们现在这般，除非有某种特殊情况发生，比如暴胀，这种状况要在大爆炸的瞬间，以几乎不太可能达到的10-60的精准度，对初始条件进行微调。
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“万有理论”最热门的候选者，弦理论，其近期的研究发展，揭示了一个更具广泛可能性但无法令人理解的宇宙。如果我们假定，宇宙确定如弦理论所描述的那般，是否意味着我们对身边的这个世界无所不知了呢？举个相当简单的例子：回想一下水的状态：液态、固态或气态。从化学角度看，都是同一物质，但海豚只有在液态水的环境下，才能够生存并以它们自己的方式理解这个宇宙。在这个例子里，我们只有三种选择：液体、冰或水蒸气。
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根据弦理论的最新发展，围绕在我们周遭世界中大约有10500或更多种选择。所有这些选择都遵循同一个基础理论。然而，与每一个选择相对应的宇宙，看上去仿佛是由不同的物理定律所控制的，它们的公用法则仿佛都被隐藏了起来。由于有若干种不同的选择，人们希望，其中的一部分可以对我们所生存的世界进行描述。但大多数的选择只会引领我们来到一个无法生存、无法搭建度量工具、无法记录存储、也无法有效利用数学和物理学预测未来的这样一个世界。
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当爱因斯坦和维格纳在试图理解，为什么我们的世界是可以理解的，以及为什么数学可以如此有效地描述这个世界，人们会假定，这个宇宙是独一无二、始终如一的，并且物理定律是放诸四海而皆准的。这种假设被誉为宇宙学原理。我们并不知晓，为什么宇宙处处如出一辙，对我们而言只觉得这都是理所应当的。因而，由爱因斯坦和维格纳所描述的问题被期望可适用于整个宇宙。在此情形下，近期的研究发展只能是更加激化这个问题。如我们所知，假设存在一个典型的宇宙对生命充满敌意，在极为偶然的情况下，人类可以生存在一个可能有生命、可以被理解的宇宙中，那简直是无比幸运。这看上去仿佛奇迹一般，就像“一个我们永远无法理解也永远无法拥有的礼物”一般。除了仰仗奇迹的发生，我们人类还能做得更好吗？
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