一、前言 本书无疑是21世纪以来本土最精彩的量子史话科普读物！书稿最早来自于网络连载，其接地气的语言风格使得其自出版以来便斩获一系列图书大奖，常年霸榜热销前十，更被万千读者誉为 中国的“《时间简史》”！ 书中没有华美艳丽的辞藻修色，却能通过事件驱动引人入胜，在众多物理科普书中一骑绝尘；书中没有平铺直述公式的推导过程，却擅长使用幽默诙谐的笔法，把一个个撼动传统物理学基石颠覆性的发现，写成了跌宕起伏的小说。 故事的开始从“光到底是什么”这个古老的话题展开，逐步揭开量子力学的神秘面纱，身临其境带着我们面对科学史上的乌云和暴雨，追逐流星的辉光，穿越重重迷雾和险滩，和最伟大的物理学家们并肩作战。面对未来的探险之旅，本书也会去逐一摸索量子论面前的不同道路，带领我们闯入人迹罕至的未知境地，和先行者们一起在人类未知领域开疆扩土。 而今再回味那段英才辈出，风云诡谲的历史，虽已落下帷幕，但总会动容，使人心潮澎湃，久久不得平复。 让人惊叹的，不仅仅是沿途那令人眼花缭乱的绚丽风景，更来自于人内心深处的思索和启示——那是科学深植在每个人心中不可抗拒的魅力。 接下来就请各位再次重温一下那段岁月，和众多伟大的探险者穿越 200 多年的时光，体验到地球，这个古老而又年轻的星体，上智慧生命自由意识的伟大冒险，感受着来自古老的宇宙带给我们的最大的心灵震撼。 二、伟大的探险 首先登上历史舞台的是赫兹实验，证实了光的本质是电磁波，继而产生了微粒说和波动说，探索光到底是什么？这个话题如此简单，以至于从地球诞生的那一刻便已产生，同时也是复杂到令我们人类物理界最伟大的科学家争论不休达百年之久的一场世纪之争。在前两次波粒大战的过程中，先后有牛顿，麦克斯韦，惠更斯卷入争斗，而答案却令人捉摸不定。 整个故事的“万恶之源”来自于 一篇演讲，关于《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》，当时的物理界普遍认为，物理学的整个体系已经被开拓，仅剩下两个问题尚未解决，不过影响不大，再需要一点时间就足够了，故称之为“乌云”， 第一朵乌云，最终导致了相对论革命的爆发。 第二朵乌云，最终导致了量子论革命的爆发。 一个时代的传奇往往在于群星璀璨，思想战场上的兵戎相见，你来我往。 爱因斯坦在晚年曾说自己一生最重要的发现不是相对论，而是光电效应。当时随之而来的是麦克斯韦方程组。这两种理论便拉开了第三次波粒大战的序幕！ 同时期正值一战，但也正是因为战争，所谓战争，千百年来便是弱肉强食，资源再分配的过程，因此科学技术与重大发现爆炸性增长。 门捷列夫制成元素周期表，卢瑟福提出电子-行星模型，波尔猜想原子的电子跃迁，史瓦西计算出黑洞的吞噬的边界距离等等重要发现，这些理论都为后来的探索发现起到了重要作用。 令人 印象深刻的是 1911 年召开的索尔维会议，薛定谔 、爱因斯坦、波尔、普朗克、波恩、德布罗意、泡利、海森堡等众多领域科学家合影的那张照片，当真是物理学界的“人类群星闪耀时”。 每一次伟大的发现，离不开巨人的肩膀，回溯历史长河，他们就像是浩瀚的星海上骤然划过的火流星，如此绝美，孤寂，纵然是万古长夜，却陡然被点亮，经久不衰。 伴随着德布罗意波的发现与玻色子理论提出，第三次波粒大战的接近尾声，昔日的经典辉煌已经变成断瓦残垣，一切回头路都被断绝。如今的天空浓云密布，不见阳光，在大地上投下一片阴影。 真是“山穷水尽，柳暗花明”，随着海森堡的矩阵方程提出，证明了电子自旋的模型的正确性，与薛定谔的波动方程的提出，得出电子云的不可预测性，波粒大战终于告以段落，便是我们今天供人结论，即粒子的波粒二象性。 波粒二象性告诉我们，观测会使得波函数坍缩。 那么所谓的观测因素是什么？是人的自由意识吗？自由意识又是怎么产生的？ 百年前的那场惊心动魄的辩论赛时至今日依旧动人心魄，那便是：伟大的辩论―玻尔与爱因斯坦的世纪之争。 爱因斯坦提出 EPR 佯谬实验，而波尔代表的哥本哈根派则有薛定谔的猫，说明电子云的不可预测性，量子论在关于上帝是否掷骰子的问题上双方再次争执不下。 在量子论的引导下，科学显得如此朝气蓬勃，它的各个分支以火箭般的速度发展，给人类社会带来了伟大的技术革命。可以说现代社会科技文明正是得益于百年前的基础物理学的奠基成就的成果。我们被动地活在一个科技黑箱的社会里，无从理解，无法挣扎，痛苦并快乐着，且未来愈演愈烈。 在冯诺依曼 提出“人的自由意识 可以影响波函数坍缩”结论以后，人们开始探索究竟什么才是人的自由意识？以便于解开双缝干涉实现产生的波粒二象性问题。 与此同时，平行宇宙理论 分裂宇宙理论，MWI 理论等等理论层出不穷，都在致力于解决微观粒子的特性问题。 其中隐变量理论认为，我们之所以会认为人的观测影响到了微观粒子的运动 是因为宇宙中存在我们不得而知的隐变量，正是隐变量决定了波粒二象性。 为了证明隐变量理论的说法，通过EPR 佯谬推导出了一个不等式，称之为“贝尔不等式”，它被人称为“科学中最深刻的发现”，它即将对我们这个宇宙的终极命运作出最后的判决。 幸运的是就在去年的诺贝尔物理奖项上，三位科学家通过实验验证了贝尔不等式，继而得出结论上帝是掷骰子的，相当于我们的命运掌握在自己的手里的！这无疑是一个伟大的结论。 貌似关于量子论的故事到这里就戛然而止了，而事实上，我们目前面对的问题比起百年前的物理学天空中的两片乌云，更要无绪、一筹莫展，近百年的学术沉寂足以证明了这一点。 关于量子论学术界普遍认可哥本哈根的不确定性，就像宇宙的起源被公认为大爆炸，虽然是没有反证，但不代表未来此结论可以不被打破。 未来还会有更多更复杂的挑战，等待着人类去突破，物理学的发展、科学的突破、社会的进步需要我们每一代人兢兢业业砥砺前行，我希望那是全人类共同努力奋斗的目标与事业，则未来可期！ 三、追寻生命的本质 从宇宙大爆炸，到星系云稳态； 从恒星坍缩，到宇宙热寂； 从单核细胞诞生，到人类物种进化； 从茹毛饮血，到群居生活； 从直立行走，到文明社会； 从传统教会，到文艺复兴； 从工业革命，到世界大战； 从四大发明，到技术爆炸； 穿越无尽时空，感受四方天地。每当面对着浩瀚无垠的宇宙的时候，好奇、未知，心中的探索欲望喷薄而出，我们的征途是星辰大海！也正是因为这样的驱动力，形成了如今的社会形态以及未来的发展趋势。 为什么我们要探寻世界？活着的意义何在？ 布赖恩·格林在《隐藏的现实》这样写到： 如果一个人，从降生起直到老死，终生都没有走出过家门，这无疑是十分悲惨的人生。而我们如果在短暂的人生中匆忙而过，对超出我们视觉的宏大和微小的世界毫无了解，每天的思想都在生活和工作的范围内徘徊，那就等于在精神上一辈子没走出过家门，这无疑是人生的一大遗憾。 华为在 2021届校招主题宣传片《打开边界》这样讲到： 每一条边界都在解构世界，如何看待它，定义了我们自己。以好奇之心，打开世界的边界以探索之心，打开思维的边界以无畏之心，打开认知的边界以执着之心，打开理论的边界以不屈之心，打开学科的边界科学没有边界！ 如果非要说人生的意义何在？活着是为了什么？那必然是人类的终极定律——熵增定律。 熵增定律：对于人生的意义是丰富和多样的，它提醒了我们一个常识，那就是人生就像一个系统，只有处于不断的面临挑战、克服难度和创新的过程中，才能实现个人和社会的长时间目标。 我们常说的“躺平”、“摆烂”是对自己不负责任，对家庭不负责任，对社会不负责任，而这种解释没有任何余地。 四、探索之旅 稻盛和夫在《活法》 开篇曾这样写到： 我们生活在一个不安宁的时代，世道混迷，看不清前途。物质是富裕的，精神却很空虚；衣食是丰足的，礼义却很欠缺；行动是自由的，感觉却很闭塞； 正是因为处在和平年代，普通人缺少机遇，豪门贵族早已垄断上升空间，努力已经成为了过时，社会大量财富掌握在极少的一部分人手里，在物欲横流透支消费的环境下，没有背景的年轻人仿佛是一个小丑，迫于生存压力，于是人们开始消极悲观，自甘平庸、躺平、摆烂渐渐地成为了社会的主旋律，有人甚至犯罪或搞出丑闻。 一种压抑的气氛弥漫于整个社会，这是为什么？因为许多人找不到人生的意义和价值，迷失了人生的方向。 针对这种现状，最紧要的就是要提出一个最根本的问题：“人为什么活着？” 而这样的历史时期，古今中外都是如此，面对思考人生。古老的东方中国给出的答案是终极关怀，其中最经典的三个提问是： 我是谁？我从哪里来？我要到哪里去？ 答案想必大家早已耳熟能详，便是在儒释道三教文化里，其中儒家文化影响最深，早已根深蒂固于每个中国人的心中。 而西方的探索道路则大相径庭，自基督教伊斯兰教的宗教文化影响人们之后，在 17 世纪文艺复兴之后，西方的人文主义思潮觉醒，为工业革命奠定了基础，也开启了进现代化工业文明，使得欧洲一跃成为了当时的世界霸主。 第一次工业革命使人类进入到了蒸汽时代，第二次工业革命使人类进入到了电气时代，21 世纪的我们正在经历第三次科技革命，使得我们进入了信息时代，而其重要的理论指导得益于牛顿，爱因斯坦等伟大的科学家们前仆后继，为人类社会进步与发展做出了巨大贡献！ 五、结语 2022 年物诺，通过验证贝尔不等式的实验我们知道了，原来命运掌握在自己的手里！同时此实验验证了隐变量理论的正确性 ，而实际上关于量子论的解释还有哥多宇宙、系综、GRW、退相干等等解释，仍有很多科学家保持观望，他们不看好任何主流的各种解释，当然他们自己也没有新的 idea。 让人坚信不疑的是，波尔与爱因斯坦的世纪之争在量子力学的发展上无疑是浓墨重彩的一笔，普朗克、薛定谔、海森堡等一众科学家留下的重要推论，光辉已成过去，量子研究的接力棒给到我们这一代人，需要持怎样的研究态度与探索方法才是我们应尽的职责，为的就是拨云见日，为后人打下基础，完成时代赋予我们的使命。
一周的时间拜读了这本大作，如果你也有对量子，时间旅行，弦理论，多重世界，平行世界，薛定谔的猫等等感兴趣的话，一定不要错过这本书。量子理论诞生一百年了，居然百年前的解释依然能打，支持率还不低，不知是人类的基础科学被锁死了，还是天才太少了。即便抛开这些晦涩难懂的前沿学问，还是有很多吸引普通人的地方。趁着刚读完本书，把最吸引我的地方再列举一下。 第一，物理学的发展，最不可思议的地方在于把唯心色彩特别浓厚的意识引入了对量子论的解释当中，居然和500年前的王阳明的心血有些类似之处。关键是意识的引入还能自洽，引用本书中的观点：“维格纳论证说，意识可以作用于外部世界，使波函数坍缩是不足为奇的。因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变，根据牛顿第三定律，作用与反作用原理，意识也应当能够反过来作用于外部世界。” 第二，科学的证伪主义，本书也解释得相当透彻。为什么必须可证伪呢？因为对于科学理论来说，“证实”几乎是不可能的。比如我说“宇宙的规律是F=ma”，这里说的是一种普遍性，而你如何去证实它呢？除非你观察遍了自古至今，宇宙每一个角落的现象，发现无一例外，你才算“证实”了这个命题。但即使这样，你也无法保证在将来的每一天，这条规律仍然都起作用。所以说，想要彻底“证实”这个公式，根本就是一个不可能的任务。事实上，自休谟以来，人们早就承认，单靠有限的个例，哪怕再多，也不能构成证实的基础。因此，我们只好退而求其次，以这样的态度来对待科学：只要一个理论能够被证明为“错”但还未被证明“错”，我们就暂时接受它是可靠的、正确的。当然，这个理论也必须随时积极地面对证伪，这也就是为什么科学总是在自我否定中不断完善。 第三，量子论的发展推翻了决定论，推翻了爱因斯坦，推翻了旧世界，尽管自身也有不尽如人意的地方，也许它带来困惑，但它毕竟指向希望。也许我们回忆过去简单的美好，但是依然要和旧世界说再见，引用文中一段很美的话：“曾经有一片属于骑士和棉花园的土地叫作老南方。在这个美丽的世界里，绅士们最后一次风度翩翩地行礼，骑士们最后一次和漂亮的女伴们同行，人们最后一次见到主人和他们的奴隶。而如今这已经是一个只能从书本中去寻找的旧梦，一个随风飘逝的文明。”
上帝掷骰子，源自于爱因斯塔“上帝是不会掷骰子的”，这充分体现了爱因斯坦的世界观，世界是严格按照确定的规律运行的，分毫不差，这在哲学上，称之为决定论。书名如此，便是对决定论世界观的反驳，也就是说，世界并不是按照严格的绝对的因果关系运行的，概率潜藏在宇宙的底层逻辑之中。 量子力学，是当今最伟大的人类智力成就之一，与爱因斯坦的相对论，共同支撑起当今物理学的整个大厦。不仅给当今世界科技发展带来重要的理论支撑，更重要的是，它所带来的人类对世界的重新认识的意义，这一点，甚至于超越相对论，虽说相对论非常伟大，但是只是颠覆经典物理的时空观，并未从根本上颠覆经典物理学体系，而量子力学，彻底从哲学层面对人类认识世界的态度进行了颠覆。主要体现在三个层面。 第一，量子的概念，动摇了人类对世界是无限可分的平滑性假设。此概念是由德国物理学家、量子力学奠基人普朗克所提出。缘起于20世纪初由开尔文男爵提出的物理学面临的两朵乌云之一“黑体辐射”问题，普朗克为了解决黑体辐射问题，从纯数学层面利用精深的数学中和了维恩和瑞利公式，推导出了著名的普朗克黑体公式，此公式对黑体辐射问题作出了有效解释与检验。但该公式所蕴含的物理意义却不得而知，为了解决此困境，普朗克做好了放弃整个宇宙的准备，做出了令整个世界惊诧的基础性假设，也正是这个假设，拉开了整个令后人恐惧的潘多拉魔盒——量子力学。这个基础性假设就是，能量在发射和接受的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。你是不是在想，这有什么了不起？一份一份得又怎么样？我要说，这不仅了不起，而且可怕到让你无法相信自己对这个世界的基础性认知。举个例子，你从家里走到学校，这个过程，一定连贯地，当你走到100米的时候，中间一定经过了一个95.53米的位置，但现在这个假设告诉你，不对，这个过程并不是连续的，而是一段一段累加在一起的，只不过这一段很小，小到你察觉不到而已，但它绝对不是无限可分的。而牛顿经典力学、麦克斯韦电磁学，甚至于爱因斯坦的广义相对论，都是建立在微积分的基础之上，而微积分的根本性假设，就是无限可分性，你说这个颠覆性如何，这是要把整个经典物理学地基连根抽掉，还能说没什么大不了吗？那么，这个假设，它对不对呢？从目前的科学认知来看，是对的，最有效的证明就是爱因斯坦的“光电效应”，就是假设光是有一份份的光量子作为基本组成单位，每个光量子的能量E=hv，h是普朗克常数，v是光的频率，很好地解释了光电效应中，光的频率决定了电子能否被激发，光的强度决定了激发电子数量的问题。而这些，用光是波动说是无法得到合理解释的，因此爱因斯坦也提出了光的波粒二象性问题。 第二，单电子双缝实验，揭示了微观粒子的随机分布性，动摇了决定论。在单个电子穿过双缝时，落在屏幕上的哪个位置，是不确定的，只有当大批量电子通过双缝时，屏幕才呈现出规律性来，也就是在干涉条纹亮处出现的可能性大一些，在干涉条纹暗处出现的可能性小一些，也就是说，我们无法确定单个电子具体会落在哪里，但大批量时，会呈现统计上的概率性分布，对于单个电子来讲，我们能够把握的是，它落于亮处或落于暗处的概率有多大。简单理解（不等价），我们丢硬币，单次是正是反我们是无法确定，但在大样本统计下，正和反出现的次数基本相等，因此我们说，单次正或反的概率为50%。从牛顿经典力学以来，人类塑造了这样一种世界观，即宇宙是一台精密的机器，每一个零件和每一个动作，都严谨地根据牛顿力学方程在有条不紊地运行着，我们只要把握住了足够多的“因”，就一定能够预测任何时间和地点上发生的“果”，也就是决定论。是的，科学家知道过去，是的，科学家明白现在，是的，科学家了解未来。你现在告诉我，我们无法准确的知道电子的行为，你只能找到电子出现的概率？这是对物理学光荣和尊严的极大侮辱！是的，量子力学告诉我们，就算我们拥有最强大的计算机可以计算一切电子的一切初始条件和环境影响，我们还是不能够预言电子最后的准确位置，这种不确定不是因为我们的计算能力不足，而是物理定律本身内部的属性，概率深藏在宇宙的底层，这个结论，在根本性上动摇了决定论的哲学观。 第三，海森堡测不准原理，提出了我们不但无法准确预测电子的最终状态，甚至于我们都无法完全测定电子的初始状态，从而动摇了实在论。通过海森堡的矩阵方程，得出电子的位置q和动量p，p*q不等于q*p，也就是不符合乘法交换律，其中蕴含的物理意义是，当同时观测电子的位置和动量是不可能的，我们怎么知道一个物体的在某一个时刻，它的位置和速度呢？就是观测，我们测量一个事物，一定需要“接触”，比如“看见”，用的是光去接触，当我们测量宏观物体时，光对物体的影响忽略不计，但是在微观层面，光子对电子的影响极大，当我们需要较高精确度的时候，就需要测量光的波长越短，频率越高，根据普朗克的量子假设，频率越高能量越大，对电子的影响越大，也就是说，测量精度越精确，对电子的扰动越巨大。也就是说，我们的观测本身，影响了被观测的事物，主体与客体的界限被打破了，主客一体，哲学上说的独立于我们认识和观测之外的客观存在，也就是实在论，在微观尺度上，面临了根本性挑战。 量子力学，从三个大的层面，打破了经典物理的世界观体系，量子性打破了世界是连续性的假设，动摇了微积分的基础，概率性动摇了哲学的决定论思维，上帝是在掷骰子的，不确定性颠覆了实在论观念，主体是会影响客体的，不存在一个绝对客观的实在。 李俊 2019年8月23日
看完这本烧脑的书，我确定了一件事：这辈子在量子物理方面有所建树已经不可能了。 虽然这个结论让我感到些许沮丧，但书中的一个核心观点还是令人大受鼓舞：世界并非像爱因斯坦所认为的那样严格按照规律运行，而是随机的。 是的，人生是随机的，世界也是随机的，我们只不过在这随机的世界上随机地活着而已。明白这一点，也许可以让人生多一份释然：：这辈子在量子物理方面不能有所建树也是可以原谅的。
🌻🌻🌻高考后这么多年接触的第一本工科物理学领域书籍。对于高考物理满分110分而只考了36分的我来说是巨大的挑战纯粹是自己同自己过不去。永远无法忘记最后一次返校，同学们起哄说我的物理单科成绩垫底总分却超重本线30分，然后物理老师走到我座位旁边轻轻地拍着我的肩膀说了句：我真佩服你。 后来我其实想过很多次，如果我的物理成绩能稍微正常点儿，如果我高三冲刺时没有完全放弃这门学科，哪怕恰好及格，我的选择，我的命运，我的际遇，是否会完全不同。有好长一段时间觉得自己的高考命运就栽在物理上，分班选文理时那次考试我的物理单科成绩明明也遥遥领先班级前三，初中时也考过近满分，于是我自认为我真的适合学理科。可高中分科后越到后面就完全跟不上完全GET不到完全理解不了不知道问题到底出在哪，仿佛某一根弦断掉后就再也续不上啦。有一件事情是明确的，那就是我在那之后好几年都是老师们口中的偏科典型代表说教案例🌚🤣🤣
是一位书友推荐的书，本来以为可以找到进化论的有力证据，读完后才发现并非如此。其实此书是讲了物理学的发展史,语言通俗易懂也很风趣，引人入胜。我对于物理学其实是很头痛的，每每想起中学的物理课仍让我心有余悸，可是这本书竟让我一口气读完了，虽然没有让我在物理学方面有任何地突破性进展，但是我认识到了物理学的实用价值。不知道为什么，读完后我想到了西游记，孙悟空再怎么变化逞能还是跳不出如来佛祖的手掌心。
《上帝掷骰子吗？》——To see a world in a grain of sand这本书的书名 “上帝掷骰子吗” 源自于爱因斯坦的 “上帝是不会掷骰子的” 这句名言，书名如此，便是对决定论世界观以及因果律的反驳————它讲述的是从经典物理世界观到量子物理世界观的历史变迁，用很通俗的故事性和娱乐性的语言让我这类门外汉也对物理世界窥探一二。 它讲述的历史长河中改变人类轨迹的伟大人物及事件给予的震撼，以及个体的渺小感至今久久无法忘却。越来越发现这世上并没有什么是 “永恒的定理” 和 “应该的” 的道理，就像爱因斯坦经典物理学的定域实在性、冯诺依曼公式的谬论，在不同物理观和时代情境下，当时认为恒古不变的真理都可以是过时的、不适宜的道理。“要允许一切的存在” 乃是此刻回顾这本书时的最大感悟。 经典物理学时代——17 世纪末～20 世纪初科学史上有两个奇迹年： 1666年：23岁的牛顿为了躲避瘟疫，回到乡下的老家度假。在那段日子里，他一个人独立完成了几项开天辟地的工作，包括发明了微积分，完成了光分解的实验分析，以及对于万有引力定律的开创性思考。在那一年，他为数学、力学和光学三大学科分别打下了基础。 1905年：这一年的爱因斯坦也是这样，在专利局里蜗居的他在这一年写了6篇论文：关于光电效应的文章，成为量子论的奠基石之一；关于测量分子大小的论文为他赢得了博士学位；两篇关于布朗运动的论文，成为分子论的里程碑；题为《论运动物体的电动力学》的论文，后来被加上了一个如雷贯耳的名称，叫作“狭义相对论”；关于物体惯性和能量的关系，这是狭义相对论的进一步说明，并且在其中提出了著名的质能方程E = mc2。单单这一年的工作，便至少配得上3个诺贝尔奖。为了纪念1905年的光辉，人们把100年后的2005年定为“国际物理年”。 17世纪末，牛顿《自然科学之数学原理》的出版为标志，宣告了近代经典物理学的正式创立。经典力学、经典电动力学、经典热力学形成了物理世界的三大支柱。 光的波动说 vs. 微粒说的旷世之争： 第一次波粒战争：牛顿在光的波动说和微粒说方面一开始摇摆不定，后来跟胡克的旷世争论，变得一边倒的支持微粒说，在牛顿的权威支持下，微粒说站立了一个世纪之久。 第二次波粒战争：1807年，托马斯杨出版的《自然哲学讲义》中描述了光的双缝干涉实验，点燃了革命的导火索，物理史上的 “第二次波粒战争” 开始了。之后的泊松亮斑、用横波理论解释光的偏振现象、1850年的水中光速测定等，宣判了微粒说的死刑。 第三次波粒战争：1923年，德布罗意波事件将第三次波粒战争推向了高潮。1926年，康普顿的x射线实验后，卷土重来的微粒军团装备了最先进的武器：光电效应和康普顿效应。波动理论的全面失守将意味着麦克斯韦电磁体系的崩溃。 上帝造了光，爱因斯坦指出了什么是光，而康普顿，则第一个在真正意义上 “看到” 了这个光。 在19世纪末，物理学阳光灿烂的天空中漂浮着两朵小乌云： 第一朵乌云——迈克尔逊-莫雷实验：探测光以太对于地球的漂移速度。在当时人们的观念里，以太代表了一个绝对静止的参考系，而地球穿过以太在空间中运动，就相当于一艘船在高速行驶，迎面会吹来强烈的 “以太风”。结果是，以太风速度毫无差别。这块乌云最终导致了相对论革命的爆发。 第二朵乌云——黑体辐射实验和理论的不一致，即麦克斯韦-玻尔兹曼能量均分学说上遇到的难题。该乌云最终导致了量子论革命的爆发。 量子物理学时代—— 20世纪初 至今 量子论大厦的主体建设 量子的出现： 普朗克为了解释偶然发现的黑体公式，在处理熵和概率的关系时，必须做一个假定：能量在发射和吸收的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。这个假定推翻了自牛顿以来200多年、曾经被认为是坚不可摧的经典世界，引发了一场大地震。这个方程要求，能量必须只有有限个可能态，不能是无限连续的。 1900年12月14日（这一天就是 量子的诞辰，那一年普朗克42岁），在德国物理学会上普朗克发表了《黑体光谱中的能量分布》的论文，其中改变历史的是这段话：为了找出N个振子具有总能量Un的可能性，我们必须假设Un是不可连续分割的，它只能是一些相同部件的有限总和…… 这个基本单位普朗克称作“能量子”，很快在另一篇论文中称为 “量子”。 1905年 3月17日，爱因斯坦写出了一篇关于辐射的论文，后来发表在《物理学纪事》（Annalen der Physik）杂志上，题目叫作“关于光的产生和转化的一个启发性观点”，也开创了属于量子论的一个全新时代。 1911年10月30日，第一届索尔维会议 正式在比利时布鲁塞尔召开。24位最杰出的物理学家参加了会议。量子问题终于在这次会议之后被推到了历史的最前沿，成为时代潮头上的一个焦点。 1913年玻尔的伟大三部曲以及哥本哈根精神： 20世纪初左右的人们已经知道，任何元素在被加热时都会释放出含有特定波长的光线，但针对这些谱线呈现什么规律以及为什么会有这种规律，是一个大难题。1885年，瑞士的巴尔末发现了其中的规律，并总结了一个公式来表示这些波长的关系 —— 在电子跃迁过程中，电子只能释放或吸收特定的能量，而不是连续不断的。 基于上述经验公式，玻尔给出了合理的推断——电子所攀登的“台阶”，必须符合一定的高度条件，而不能像经典理论所假设的那样，是连续而任意的，即连续性被破坏，量子化条件必须成为原子理论的主宰。玻尔将所有这些思想，转化成理论推导和数学表达，并在 1913年以三篇论文的形式最终发表，这就是量子物理历史上划时代的文献，亦即 伟大的三部曲。 1921年 9月，玻尔在哥本哈根的研究所终于落成，36岁的玻尔成为了这个研究所的所长。人们向这里涌来，充分地感受这里的自由气氛和玻尔的关怀，并形成一种富有激情、活力、乐观态度和进取心的学术精神，也就是后人所称道的“哥本哈根精神”。在小国丹麦，出现了一个物理学界眼中的圣地，这个地方深远地影响量子力学的未来，还有我们根本的世界观和思维方式。 基本理论框架的打造以及新量子力学 沃尔纳·海森堡，弄出了矩阵力学，带领我们穿越光子/电子是粒子还是波的迷雾： 电子的轨道还有它绕着轨道的运转频率，都不是能够实际观察到的。我们知道，每一条光谱线都有一种特定的频率，而由量子公式E2—E1=hν，这是电子在两个能级之间跃迁的结果。但海森堡争辩道，没有实际的观测可以证明某一个轨道所代表的“能级”是什么。每一条频率为ν的光谱线，只代表两个“能级”之间的“能量差”。我们直接观察到的，既不是E1，也不是E2，而是E1—E2。换句话说，只有“能级差”或者“轨道差”是可以被直接观察到的，而“能级”和“轨道”却不是。 量子世界是矩阵态。是各个可能性的叠加，量子的规则并不一定要受到乘法交换率的束缚。 薛定谔的波动方程、薛定谔的猫： 原子中电子的能量不是连续的，为了描述这一现象，玻尔强加了一个“分立能级”的假设，海森堡则运用他那庞大的矩阵，经过复杂的运算后导出了这一结果。现在轮到薛定谔了，他说，不用那么复杂，也不用引入外部的假设，只要把电子看成德布罗意波，用一个波动方程去表示它就行了。 薛定谔一开始想从建立在相对论基础上的德布罗意方程出发，将其推广到束缚粒子中去。为此他得出了一个方程，不过不太令人满意，因为没有考虑到电子自旋的情况。当时自旋刚刚发现不久，薛定谔还对其一知半解。于是，他回过头来，从经典力学的哈密顿—雅可比方程出发，利用变分法和德布罗意公式，最后求出了一个非相对论的波动方程，这便是名震整部20世纪物理史的薛定谔波动方程。 标准的薛定谔方程是非相对论的，在它之中并没有考虑到光速的上限。但这一缺陷最终由狄拉克等人所弥补，最后完成的量子场论实际上是量子力学和狭义相对论的联合产物。 薛定谔的猫的实验，把量子效应放大到了我们的日常实验：箱子中有毒气瓶和活着得猫，把原子放到箱子中让它保持叠加状态。薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶。最终很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。 如下三者共同构成了 量子论的 “哥本哈根解释”的核心，至今仍然深刻地影响着我们对整个宇宙的终极认识： 波恩的概率解释：将骰子带进物理学后，引起了轩然大波。虽然每一个电子的行为都是随机的，但这个随机分布的总的模式却是确定的，它就是一个干涉条纹的图案。这就像我们掷骰子，虽然每一个骰子掷下去，它的结果都是完全随机的，从1到6都有可能，但如果你投掷大量的骰子到地下，然后数一数每个点的数量，会发现1到6的结果差不多是平均的。 海森堡的不确定性原理（Uncertainty Principle）：p×q ≠ q×p，测量动量p这个动作本身，影响到了q的数值。如当小球按照抛物线抛出去时，我们没法准确地知道一个电子的位置，同时又准确地了解它的动量。因为我们为了测量它的位置，剧烈地改变了它的速度。 玻尔的 “互补原理”：一旦观察方式确定了，电子就要选择一种表现形式，它得作为波或者粒子出现。但我们本身的扰动，使得我们的测量中充满了不确定性，采取不同的手段，往往会得到不同的答案，你根本不能说有一个客观确定的答案在那里。在量子论中没有外部世界和我之分，我们和客观世界天人合一，融合成为一体，我们和观测物互相影响，使得测量行为成为一种难以把握的手段。 波粒二象性：电子它可以展现出粒子的一面，也可以展现出波的一面，这完全取决于我们如何去观察它。我们想看到一个粒子？那好，让它打到荧光屏上变成一个小点。看，粒子！我们想看到一个波？也行，让它通过双缝组成干涉图样。看，波！ 电子又是个粒子又是个波，但每次我们观察它，它只展现出其中的一面，这里的关键是我们‘如何’观察它，而不是它‘究竟’是什么。 贝尔不等式及其实验中，量子力学取得了最后胜利： 1964年发表的贝尔不等式，堪称为这个宇宙中最为神秘和深刻的定理之一，被称为 “科学中最深刻的发现”。如果世界是经典的，那么在EPR中贝尔不等式就必须得到满足，反之则可以突破。因此该不等式成了判定宇宙最基本性质的试金石。 1982年，验证了贝尓不等式 —— 结果是挺量子力学，否定了爱因斯坦的定域。阿斯派克特在1982年的一系列实验是20世纪物理史上影响最为深远的实验之一，它的意义甚至可以和1886年的迈克尔逊-莫雷实验相提并论。 2015年10月，荷兰Delft技术大学的一个小组进行了有史以来第一次对贝尔不等式的无漏洞验证实验。他们把两个金刚石色心放置在相距1.3公里的两个实验室中，并以高达96%的测量效率检验了两者之间的纠缠。结果，在最严格的条件下，量子论仍然取得了最后的胜利，以2.1个标准方差击败了爱因斯坦。 我们的世界不可能如同爱因斯坦所梦想的那样，既是定域的（没有超光速信号的传播），又是实在的（存在一个客观确定的世界）。定域实在性（local realism）从我们的宇宙中被实验排除了出去，现在我们必须作出选择：要么放弃定域性，要么放弃实在性。 如果放弃实在性，那就回到量子论的老路上来，承认在我们观测之前，两个粒子不存在于“客观实在”之内。它们不具有通常意义上的物理属性（如自旋），只有当观测了以后，这种属性才变得有意义。 如果你忍受不了这一切，我们也可以走另一条路，那就是说，不惜任何代价，先保住世界的实在性再说。当然，这样一来就必须放弃定域性。我们仍然有可能建立一个隐变量理论，如果容忍某种超光速的信号在其体系中来回，则它还是可以很好地说明我们观测到的一切。 但超光速意味着获得了回到过去的能力！ 意识的参与，导致变成现实？ 人类意识参与及坍缩实验：冯诺依曼量子力学数学基础：假如我们把用于测量的仪器也加入到整个系统中去，这个大系统的波函数从未彻底坍缩过。为什么机器来测量就得叠加，而人来观察就得到确定结果呢？难道说，人类意识的参与才是波函数坍缩的原因？只有当电子的随机选择结果被“意识到了”，它才真正地变为现实，从波函数中脱胎而出来到这个世界上。 1979年惠勒的光子和反射镜延迟实验：必须根据“未来”的事件，去选择自己的“过去”应该怎样发生。 参与型宇宙模型：宇宙本身由一个有意识的观测者创造出来也不是什么不可能的事情。虽然从理论上说，宇宙已经演化了几百亿年，但某种“延迟”使得它直到被一个高级生物观察之后才成为确定。我们的观测行为本身参与了宇宙的创造过程。 薛定谔猫的波函数是在我们打开箱子的那一刹那坍缩，还是它要等到光子进入我们的眼睛并在视网膜上激起电脉冲信号？或者它还要再等一会儿，一直到这信号传输到大脑皮层的某处并最终成为一种“精神活动”时才真正坍缩？ 多世界理论 MWI、平行宇宙理论： 1954年，埃弗莱特的 “多世界理论”，“平行宇宙”： 波函数从未坍缩，而只是世界和观测者本身进入了叠加状态。当电子穿过双缝后，整个世界，包括我们本身成了两个独立的叠加，在每一个世界里，电子以一种可能出现。 我们的宇宙也是如此。“真实的，完全的”宇宙态矢量存在于一个非常高维的希尔伯特空间中，但这个高维的空间却由许许多多低维的“世界”构成（正如我们的三维空间可以看成由许多二维平面构成一样），每个“世界”都只能感受到那个“真实”的矢量在其中的投影，因此在每个“世界”感觉到的宇宙都是不同的。 退相干历史（世界只有一个，但历史有很多个）： 1984年格里菲斯发表了他的退相干历史（DH），解释为什么我们在宏观世界中从来没有观测到量子尺度上的叠加状态的问题。 当一个系统的历史足够“精细”时，它们就会“纠缠”在一起，产生“相干性”。假如我们能把宇宙的历史测量得足够精细，那么实际上每时每刻都有许许多多的精细历史在“同时发生”（相干）。比如没有观测时，电子显然就同时经历着“通过左缝”和“通过右缝”两种历史。但因为在现实中，我们不可能分辨出每一种精细历史，而只能简单地将这些历史进行归并分类。在这种情况下，我们实际观测到的只能是各种粗略历史。因为退相干的缘故，这些历史之间失去了联系，只有一种能够被我们感觉到。 如果DH解释是正确的，那么宇宙每时每刻其实仍然经历着多重的历史，世界上的每一个粒子，事实上都仍处在所有可能历史的叠加之中。只不过当涉及宏观物体时，由于我们所能够观察和描述的无非是一些粗略化的历史，这才产生了“非此即彼”的假象，即它们之间的干涉神奇消失了，变成了经典概率。 宇宙中的4种相互作用力 目前物理世界的疆域存在4种相互作用力：引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。 在60年代，美国人格拉肖、温伯格和巴基斯坦人萨拉姆成功地从理论上证明了弱作用力和电磁力的一致性。那是否一定存在那样一个终极理论，可以描述所有的4种力，进而可以描述宇宙中所有的物理现象？这是上帝最后的秘密，如果我们能把它揭示出来的话，无疑就最终掌握了万物运作的本质。 量子引力理论——超弦：1971年，施瓦茨和雷蒙等人合作，把原来需要26维的弦论简化为只需要10维。这里面初步引入了所谓“超对称”的思想。 第一次超弦革命：关于引力的计算完成于1982年前后，到了1984年解决了所谓的反常问题。本来在超弦中有无穷多种的对称性可供选择，但仔细检查后发现，只有在极其有限的对称形态中，理论才得以消除这些反常而得以自洽。这样就使得我们能够认真地考察那几种特定的超弦理论，而不必同时对付无穷多的可能性。第一次革命过后，我们得到了这样一个图像：任何粒子其实都不是传统意义上的点，而是开放或者闭合（头尾相接而成环）的弦。 M理论：1995年，爱德华·威滕证明了不同耦合常数的弦论在本质上其实是相同的——M理论（时空变成了11维） 。霍金甚至出版了一本书，名叫《大设计》，在其中他干脆直接把M理论称作宇宙的“终极设计蓝图”。 自弦论以来，我们开始注意到，似乎量子论的结构才是更为基本的。以往人们喜欢先用经典手段确定理论的大框架，然后在细节上做量子论的修正，这可以称为“自大而小”的方法。但在弦论里，必须首先引进量子论，然后才导出大尺度上的时空结构！人们开始认识到，也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法。 附上 William Blake 的著名小诗： To see a world in a grain of sand． 从一粒细沙看见世界。 And a heaven in a wild flower． 从一朵野花窥视天宸。 Hold infinity in the palm of your hand． 用一只手去把握无限。 And eternity in an hour． 用一刹那来留住永恒。
玻尔说，“要是谁第一次听说量子力学时没有发火，这说明他还没有理解量子力学”。 热爱美剧《生活大爆炸》的我，以前也在网上读过一些“薛定谔的猫”，双缝干涉实验之类的小文章，简直是迷惑行为大赏，头痛的要命。 没想到这本物理学类的书会这么好看！虽然厚厚的大开本，一翻开，简直是神仙打架！ 《上帝掷骰子吗？量子物理史话》-曹天元著 书籍来源：实体书➕微信读书App 书籍分类：自然科学 科普读物 难度指数：★★★★☆ 推荐指数：★★★★★ 书背上写着：这是每个男士书橱上的必备书。我有点想笑。 和其他作者总在扉页挂出一串头衔不同，作者曹天元特立独行，只说“出生于上海，现居香港，本人不愿意透露具体身份”。酷不酷！ 这些文字原本是论坛上一系列科普帖子，因为大受欢迎所以结集成书。这样的背景下，也难怪曹天元总是以广大人民群众喜闻乐见的比喻形式来说明问题。全书文句优美，在描述历史的时候充满画面感。其中一些段落，我甚至有大声朗诵的冲动（P154-155）——对，整篇就是这样激昂优美。我要疯狂打call！ 本书对科普职责尽心尽力，我这种高考数学差点不及格的理科生，也可以读得畅快淋漓。毕竟偶尔的演算过程可以不用理会，只看比喻的结果就很精彩了。（这么精彩这么厚的一本书只定价￥45.00，随便一本中信的书都比他贵，我的天！还等什么，买它！） 就像量子理论虽然还只有观察没有最后定论，量子论仍然处在一个战火纷争的时代，可是看《蝴蝶效应》《彗星来的那一夜》这种根据量子理论拍的科幻电影，或者享受使用量子论算法加密的网络通信依然可以不亦乐乎一样。 在我看来，读这本书唯一的问题是，作者所说的“哥本哈根、多宇宙、隐变量、系综、GRW、退相干”这六个理论，每一条我都觉得好有道理。这感觉就像看《奇葩说》一样，谁上场我都想拍大腿，“哇塞，好有道理！” 量子论已创立80余年，还没有定论。不过想想，现代科学创立刚刚超过300年，我们的文明才几千年历史。 《生命简史》说，古猿人存在于4000w年前，发现的最早人类化石源于700w年前，智人的历史有30w年，而地球生命的诞生，源于40亿年前。 和这些相比，量子论甚至现代科学，不过是襁褓中的婴儿罢了。一切都才刚刚开始。 花三天时间读完这本巨著，前半本呢，比较亲切，大多数时间在讨论经典物理学，涉及到一些我早就已经还给数学老师和物理老师的小知识。比如赫兹做的电磁效应实验，比如被电子围绕的像卫星一样的原子结构，比如双缝干涉实验，都是耳熟能详的东西。 经典物理学的亲切，在于它是宏观的，比如我打你一下你再反弹给我这种，触摸得到感受得到的东西。 而且在经典物理学领域中，世界客观独立，优雅确定，严格遵守因果关系。给我一个点，我就能推导出过去和未来，一切尽在掌握，多么踏实。 量子论为什么“大逆不道”？就是因为进入到原子水平，一切都不确定了，不确定了？这怎么行，反了天了！ 于是我们可爱的科学家们开始研究，怎么回事呢？ 本书前半部分这里主要讲述三次波粒大战。 “关于光的本性，粒子和波动两种理论从300年前开始不断地交锋，其间兴废存亡犹如白云苍狗，沧海桑田。” 从前半本来说，它很像是一本历史书。那时候一切都有定论，读起来酣畅淋漓。 最终结论是“煊赫一时的经典物理大厦呼啦啦地轰然倾倒。”以黑体问题为导索，普朗克提出了经典的的量子假设（能量不是连续的，而是像货币一样，有最小单位的，e.g.有1美分，但没有1/2美分）。 爱因斯坦的光量子理论赋予了新生的量子以充实的力量，让它第一次站起身来傲视群雄，而玻尔的原子理论借助了它的无穷能量，开创出一片崭新的天地来。 从此以后“摆在我们眼前的，只有一条漫长而崎岖的道路，一直通向遥远而未知的远方。” 海森堡从不连续性出发创立了他的矩阵力学（想想帅气的《黑客帝国》），薛定谔沿着连续性的道路也发现了他的波动方程（一个）。这两种理论虽然被数学证明是同等的，但是其物理意义却引起了广泛的争论。” 然后，我们才进入了真正的量子论这个未知的领域。一切都方兴未艾，我们还在探索，谁也没有定论。 最德高望重的是哥本哈根理论。认为物理属性取决于观测方式，这摧毁了经典世界的（严格）因果性，又合力捣毁了世界的（绝对）客观性。 可怕吗？ 而这只是众多假设中的一个而已。 量子论讨论的核心是，从微观到宏观的转换。如果光子又是粒子又是波，那么薛定谔的猫为什么不是又死又活？ 这里根据各大理论简单打个比喻—— 哥本哈根理论：猫的确又死又活，只不过在我们观测的时候“坍缩”了； MWI多宇宙理论：有两只猫，它们在一个宇宙中活着，在另一个宇宙中死去； 隐变量理论：猫从未又死又活，它的死活由看不见的隐变量决定； 系综解释理论：单只猫的死活是无意义的事件，我们只能描述无穷只猫组成的“全集”。 哥本哈根理论中，观察决定结果，人类意识的参与才是波函数坍缩的原因。也就是“意识”改变“世界”。这里符合心灵成长类书籍的观念，你的意识改变世界。（比如《秘密》，罗森塔尔效应，吸引力法则等等） 另一方面，既然意识决定世界，那假说“意识”必定会在某些宇宙分支中连续地存在，不就证明了“六道轮回”？ 多宇宙理论包括我们常见的平时时空题材。 这段MWI理论，让我想起，刘丰老师《开启你的高维智慧》里说的，佛经就是从无限高的N维下载下来的智慧。强烈推荐你们去看这本书。 隐变量理论，让我想到佛学的因果律。“世界中”存在我们看不到的因素在影响着我们。 还有原子的结构，“如果你把一个原子放大1017倍，它所表现出来的性质就和一个白矮星差不多。如果放大1030倍，据说，那就相当于一个银河系。”这不正是佛曰“一花一世界，一叶一菩提”吗？ 原本只是想了解自然科学，结果却还是回到了心理学、宗教的老路上来。一切殊途同归，这个发现让我十分鸡冻。 自然科学，这个以科学实验为傲的大家伙，还在一层层的去攀登。 我想起那个比喻。宗教佛法，是N维智慧，就像在天空之上。人类自然科学，目前刚刚探索到十几维、几十维，就像天空下的一座大厦。 天际与大厦，你明白我的意思吗？ 点击在看 多多留言 欢迎关注公众号 种草机M酱 （77/150）
科普著作里文笔最好的，没有之一！一部量子物理史话，作者写的是行云流水、跌宕起伏、引人入胜，再加上一些小小的悬念，真是让人爱不释手。 借着作者的妙笔，将我们引入了一个光怪陆离的奇幻世界，这是一个和我们平常所感知的迥然不同的世界。在这个新世界里，所有的概念都显得疯狂而不理性，用我们普通人的世界观根本无法能解释和理解他。随着一个一个牛人的不断登场和一次一次新的概念的提出和发现，不断的颠覆着我们对这个世界的认知，虽然书中有些内容和概念稍显晦涩，但整体上不会影响对量子论历史的理解。 可以毫不夸张的说，整个20和21世纪的科技大厦就是奠基在量子物理学这个地基之上的，感谢作者为我们还原了一段鲜为人知的量子物理史话！
1.打破连续性：首先讲到了量子论是如何冲击经典物理学的？经典物理学依赖于微积分，认为一切的自然过程都是连续不断的。但量子力学发现，能量的传输是有一个最小单位的，这个单位就是“量子”，许多自然过程都不是连续的。这种非连续性的概念，让经典物理学的大厦摇摇欲坠。（普朗克黑体公式、爱因斯坦“光电效应”） 2.事情没有绝对只有概率：然后讲到了，为什么说量子力学是在“掷骰子”？因为对微观粒子的研究发现，我们不能确定粒子的位置，只能掌握粒子出现的概率，粒子的分布是一个概率事件。这么一来，强调严格因果关系的“决定论”就被打破了。人们发现，概率深藏在宇宙的底层，上帝的确是以掷骰子的方式在维持着宇宙的运行。（薛定谔波动方程、电子的双缝干涉实验。） 3不确定性颠覆实体论：最后讲到了量子力学中的“不确定性”。不确定性原理原名海森堡测不准原理。不确定性原理的意思是，我们无法同时准确地测量电子的位置和速度，位置越精确，速度就越不精确，反过来也一样。而且，我们的观测行为本身，会对测量结果造成干扰。这么一来，观测者和观测对象的界限就被打破了，我们发现自己无法把握世界的本质，甚至根本就不存在一个客观实在的世界。“客观实在论”受到了严重的挑战。（电子的“波-粒二象性”、薛定谔的猫） 量子论的非连续性，概率解释颠覆了因果关系，“不确定性原理”颠覆了客观实在。
因为诺兰，看懂刘慈欣。这与本书八竿子打不着的标题，实在有失偏颇。 喜欢看电影的朋友，尤其科幻/悬疑片，任谁都逃不过克里斯托弗·诺兰，我也不例外。豆瓣流行一句高赞评价：只要诺兰活得够久，那么豆瓣TOP250就被他承包了。所以诺兰的新电影是一定要先睹为快的。 但是在看电影「奥本海默」之前，想要先了解诺兰的灵感来源和奥本海默的故事背景，于是读了《奥本海默传》。书中，爱因斯坦对于量子论的随机性持反对态度。1927年，爱因斯坦在给玻恩的信中写道：“有个声音告诉我，这不是真正的实底。……无论如何，我始终相信上帝不掷骰子。” 正是这句话引领我读完了这本科普神作——《上帝掷骰子吗？：量子物理史话》。 史话从一个有趣的实验开始，讲述电子如何被发现，量子如何被提出，认知如何被打破，一个一个经典理论如何被推翻，微粒说和波动说的大战，各种量子论的探索、建立和失败…… 爱因斯坦直至去世都不相信量子论的概率性，而现在距离量子论被提出已逾百年，关于量子论的解释依然多种论调并存，模糊不清。 仅仅作为一个对物理感兴趣的读者，都忍不住急切地想要探究量子问题的终极奥秘，何况为此付出无限努力依然得不到答案的科学家们。 于是想起刘慈欣的一个科幻小短篇《朝闻道》。 《朝闻道》中，宇宙最高级文明在排险过程中来到地球，阻止地球科学家的一项可能会导致宇宙毁灭的实验。地球科学家在与排险者交流中得知，宇宙中有最高等级的文明存在，而且他们了解宇宙的所有奥秘。于是，以丁仪为首的许多科学家为了一窥终生追求的终极真理，不惜选择用生命交换那几分钟的答案演示。 初读《朝闻道》，对这些选择为真理抛妻弃子、献出生命的科学家只感到一丝惊讶，一丝敬佩，再无其他波澜。现在读完《上帝掷骰子吗？》，终于理解了那些科学家的选择。 1900年12月14日，普朗克在德国物理学会上提出了量子，如今一百多年过去了，最伟大的天才们的时代过去了，量子论最终的归宿仍然不清楚。 或许如波恩所说，上帝真的掷骰子；或许如埃弗莱特所说，薛定谔的猫在另一个平行世界中死了或者活着；或许如霍金所说，我们可能已经接近于探索自然的终极定律的终点；或许如贝尔所说，量子论终究会有一天被更为复杂的实验证明是错误的。 这些“或许”的证明或证伪，又需要多少天才多少时间的探索？也没有答案。 假如真有《朝闻道》中那般一窥真理的机会存在，或许我也会在某一刻选择交换，选择成为丁仪。 科幻中高级文明的存在和解开宇宙的终极奥秘，哪一个更值得期许？我们唯一确定的是——我们不确定。
干货‼️线路梳理‼️ 古希腊光的“微粒说”-17世纪意大利格里马第提出光“波动说”——光的“波粒战争” 💛①第一次波粒大战 牛顿的【光是粒子】--胡克和惠更斯“光的反射和折射定律”实验的【光是波】--，牛顿的微粒说和他的经典力学结合--【粒子胜出】 🧡②第二次波粒大战 托马斯杨的“双缝干涉实验”【粒子说】解释牛顿环和衍射现象--但‼️解释不了【两道光叠加在一起怎么会反而造成黑暗】--【波动说】可解释 菲涅尔【波动说】衍射问题，并用横波理论证明【偏振现象】--傅科实验【光在水中的速度比在真空中慢】--【波胜出】 为了【波动说】提出介质【以太】--麦克斯韦【光是电磁波的一种】--赫兹实验验证【电磁波的存在】--物理大厦两大支柱【经典力学】和【经典电磁力学】 赫兹实验证实了【麦克斯韦理论】--标志着经典物理的顶峰--埋下了使经典物理毁灭的种子 ⚠️⚠️⚠️19世纪黄金时期-物理学三大支柱【经典力学】【经典电磁力学】【经典热力学】-19世纪末--乌云1号：【迈克尔逊—莫雷实验】乌云2号【黑体辐射实验】 普朗克【量子理论】-赫兹【光电效应】--经典物理的隐患 💚③第三次波粒大战 💗💗💗1905年【奇迹年】--爱因斯坦【狭义相对论】【光量子的假说】--康普顿效应【微粒说】的强有力的武器--【微粒说】中玻尔引入【电子跃迁】解释了原子模型--【粒子胜出】 同时德布罗意：电子在运行时同时伴随一个【波】的预言---汤姆逊和戴维逊实验证实预言--【波动说胜】 海森堡矩阵力学证明【微粒说】-薛定谔【薛定谔波动方程】又证明了【波动说】 ✅✅✅经历了三个世纪的角逐争夺--波粒战争以【波粒二象性】收尾 ❓你以为结束了‼️⁉️不，本书才刚刚开始。 〽️量子学奇才海森堡量子除了【波粒二象性】，还具有【不确定性】--【量子】大门打开--两大派： 🔺①爱因斯坦-确定的、规则的、简单的--薛定谔的猫--非死即活--只有一种可能 ▪️②波尔--不确定--彭罗斯【平行宇宙】--薛定谔的猫--可死可活--多种可能 🗯啊，我尽力了，整理的【线路】部分借鉴网络和别人的总结（感谢）···总结完，觉得自己又成长了，我真棒，哈哈哈。
后悔在初高中没有遇到的书 像看电视剧一样地读完了近代物理发展史，剧情跌宕起伏、人物刻画分明，竟然在物理书籍中感受到了读小说一般的快感。这本书原来就是在网络上连载的，也许正是这种原因，读起来每一节都有扣人心弦，迫切想要继续读下去的感觉。让我想起了大仲马写的《三个火枪手》，当时也是在报纸上连载的。可以，偏偏作者的文笔又是那么的优美，对环境的一幕幕描写，生动地烘托了科学巨匠们在顺逆环境中的心境。 整本书围绕着光的波粒二象性展开的，故事贯穿了整个物理学的发展。为什么说后悔没有在初高中读到这本书呢？打个比方，就好比盲人摸象，一群人蒙着眼睛以为自己摸到的地方就是大象的全部理解，待摘下眼罩后，看过大象全貌后，才能理解大象的习性和形态。课本上的物理知识也是一样的，学加速度、学力学、学电学、学电磁学等等，那时候就隐隐觉得这些道理仿佛有所联系，当时有时候自己又想不通，比如力学的重力加速度，是万有引力的结果，万有引力又和磁力知识有关等等。读完《上帝掷骰子吗？》后，才明白了所有这些道理，都是一代代物理学家，逐步探索出来的，不但理清楚了物理知识的逻辑，更是把化学、现代生物的发展也讲清楚了。 除了硬核的物理知识，这本书更耐人寻味的就是各个伟大科学家背后的故事了，还有很多趣闻轶事。经过物理发展的主脉络，真是一方唱罢、另一方又登台。海森堡、薛定谔、爱因斯坦、波尔等等名字不再陌生，而是一个个活生生的剧中人，有家国爱恨情仇的交织，有功勋名利的争夺等等，就像三国演义主题曲唱的，古今多少事，都付笑谈中。最后还讲到了原子弹的研发中，海森堡和奥本海默等人的故事，结合《奥本海默》的电影，真是让人深思，再聪明的人，也难解人性的问题。 这本书最后也没有给出答案，上帝到底掷不掷骰子，光是波还是粒子，这也正是现代物理学面临的问题，没有搞懂量子物理的原理，但这并不妨碍人类从量子理论中获得了很多宝贵的财富。
这本书带我逃离了阅读舒适区。 作为文科生，过去我的阅读范围总局限在文史哲、社科领域，今年起，我尝试逃离阅读的舒适区，去了解一些超越我认知的内容。带着全部好奇，用一周时间啃完了这本书。整本书读完，我能读懂的内容不到50%，但粗浅地完成了一趟量子物理之旅，也很满足。 在《如何阅读一本书》中，有一段话令我印象深刻，大意是：如果你是第一次阅读一本难懂的书，不要企图了解每一个字句，不要为一些暂时无法理解的东西而停顿。坚持这一原则，从头到尾读一遍，就算只了解50%或更少，也能让你在重读时，对第一次略过的部分有更多理解。即使不重读，对一本难度很高的书了解了一半，也比什么都不了解要好。如果一碰到难懂的地方就停住，最后可能对这本书真的一无所知。 每个人专业背景不同、认知不同，所以一本书的难易因人而异。对我来说，《上帝掷骰子吗》就是一本很“难读”的书。这本书以历史叙述为主，讲了量子物理学从无到有的曲折过程，讲了一代代科学家求知求真的故事。 本书作者并非科班出身，故能以通俗的方式把专业性极强的物理学知识普及给受众。日常生活中，我们都听过或用过“薛定谔的猫”、“平行世界”这样的词，却没想到在物理学的世界里，“薛定谔的猫”和“平行世界”竟然代表着量子论的不同解释，而关于量子论的解释，至今仍然是物理学中一个最神秘和不可捉摸的谜题。如今，量子理论的应用已经在各个领域都取得了巨大成功，但它依然“未完成”，学界依然为如何“解释”它而争吵不休。 教科书上一个简单的方程式背后，是科学家们反复实验和求证的结果，他们不断质疑，不断推倒重来，不断提出新理论……科学的进步，乃至社会的发展都是曲折前进的，我们站在巨人的肩膀上，推翻一个个巨人的统治，接着破而后立，又一次建立新的秩序。从始往复，生而不息。 “入之愈深，其进愈难，而其见愈奇”，读书越多，越觉自己无知。光到底是粒子还是波动？世界的真相是什么？时间为什么只能向着未来流逝？这些“为什么”是我从前未曾想过的问题，甚至根本不会去想的问题。这本书帮我开了脑洞，让我重新对这个世界产生好奇，而这份好奇，恰恰是独立思考、深度思考的基础。想要借由读书提升认知，的的确确需要走出阅读舒适区。
这本书和那本《天才在左 疯子在右》很像，都是非常流行，又非常糟糕，随意胡扯，信口雌黄，瞎编乱造。 第一，太多无聊、低幼的比喻和类比，令人尴尬和厌烦。 第二，作者曹天元就是个民科。学历是本科，专业不是物理，书中错误百出。比如他对于可证伪性的理解就是是错的，有错误的理解才会质疑可证伪性原则。再怎么说也轮不到他质疑波普尔。还有他竟然把佯谬这个词都用错了。所谓佯谬就是看起来是荒谬错误的，实际上是假的错误也即正确的。 第三，态度极其不严谨，随意瞎编。比如伽利略研究落体运动的一段故事就是瞎编的。搜索知网、谷歌学术、百度等，全网只有此书里有这一段。 第四，价值观有大问题。野蛮愚昧的基督徒对女数学家海帕西娅的残忍虐杀，却被作者说成了政治冲突。可见这个曹天元就是个渣渣，写的这本书也因此是个渣渣。
一、前言 本书无疑是21世纪以来本土最精彩的量子史话科普读物！书稿最早来自于网络连载，其接地气的语言风格使得其自出版以来便斩获一系列图书大奖，常年霸榜热销前十，更被万千读者誉为 中国的“《时间简史》”！ 书中没有华美艳丽的辞藻修色，却能通过事件驱动引人入胜，在众多物理科普书中一骑绝尘；书中没有平铺直述公式的推导过程，却擅长使用幽默诙谐的笔法，把一个个撼动传统物理学基石颠覆性的发现，写成了跌宕起伏的小说。 故事的开始从“光到底是什么”这个古老的话题展开，逐步揭开量子力学的神秘面纱，身临其境带着我们面对科学史上的乌云和暴雨，追逐流星的辉光，穿越重重迷雾和险滩，和最伟大的物理学家们并肩作战。面对未来的探险之旅，本书也会去逐一摸索量子论面前的不同道路，带领我们闯入人迹罕至的未知境地，和先行者们一起在人类未知领域开疆扩土。 而今再回味那段英才辈出，风云诡谲的历史，虽已落下帷幕，但总会动容，使人心潮澎湃，久久不得平复。 让人惊叹的，不仅仅是沿途那令人眼花缭乱的绚丽风景，更来自于人内心深处的思索和启示——那是科学深植在每个人心中不可抗拒的魅力。 接下来就请各位再次重温一下那段岁月，和众多伟大的探险者穿越 200 多年的时光，体验到地球，这个古老而又年轻的星体，上智慧生命自由意识的伟大冒险，感受着来自古老的宇宙带给我们的最大的心灵震撼。 二、伟大的探险 首先登上历史舞台的是赫兹实验，证实了光的本质是电磁波，继而产生了微粒说和波动说，探索光到底是什么？这个话题如此简单，以至于从地球诞生的那一刻便已产生，同时也是复杂到令我们人类物理界最伟大的科学家争论不休达百年之久的一场世纪之争。在前两次波粒大战的过程中，先后有牛顿，麦克斯韦，惠更斯卷入争斗，而答案却令人捉摸不定。 整个故事的“万恶之源”来自于 一篇演讲，关于《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》，当时的物理界普遍认为，物理学的整个体系已经被开拓，仅剩下两个问题尚未解决，不过影响不大，再需要一点时间就足够了，故称之为“乌云”， 第一朵乌云，最终导致了相对论革命的爆发。 第二朵乌云，最终导致了量子论革命的爆发。 一个时代的传奇往往在于群星璀璨，思想战场上的兵戎相见，你来我往。 爱因斯坦在晚年曾说自己一生最重要的发现不是相对论，而是光电效应。当时随之而来的是麦克斯韦方程组。这两种理论便拉开了第三次波粒大战的序幕！ 同时期正值一战，但也正是因为战争，所谓战争，千百年来便是弱肉强食，资源再分配的过程，因此科学技术与重大发现爆炸性增长。 门捷列夫制成元素周期表，卢瑟福提出电子-行星模型，波尔猜想原子的电子跃迁，史瓦西计算出黑洞的吞噬的边界距离等等重要发现，这些理论都为后来的探索发现起到了重要作用。 令人 印象深刻的是 1911 年召开的索尔维会议，薛定谔 、爱因斯坦、波尔、普朗克、波恩、德布罗意、泡利、海森堡等众多领域科学家合影的那张照片，当真是物理学界的“人类群星闪耀时”。 每一次伟大的发现，离不开巨人的肩膀，回溯历史长河，他们就像是浩瀚的星海上骤然划过的火流星，如此绝美，孤寂，纵然是万古长夜，却陡然被点亮，经久不衰。 伴随着德布罗意波的发现与玻色子理论提出，第三次波粒大战的接近尾声，昔日的经典辉煌已经变成断瓦残垣，一切回头路都被断绝。如今的天空浓云密布，不见阳光，在大地上投下一片阴影。 真是“山穷水尽，柳暗花明”，随着海森堡的矩阵方程提出，证明了电子自旋的模型的正确性，与薛定谔的波动方程的提出，得出电子云的不可预测性，波粒大战终于告以段落，便是我们今天供人结论，即粒子的波粒二象性。 波粒二象性告诉我们，观测会使得波函数坍缩。 那么所谓的观测因素是什么？是人的自由意识吗？自由意识又是怎么产生的？ 百年前的那场惊心动魄的辩论赛时至今日依旧动人心魄，那便是：伟大的辩论―玻尔与爱因斯坦的世纪之争。 爱因斯坦提出 EPR 佯谬实验，而波尔代表的哥本哈根派则有薛定谔的猫，说明电子云的不可预测性，量子论在关于上帝是否掷骰子的问题上双方再次争执不下。 在量子论的引导下，科学显得如此朝气蓬勃，它的各个分支以火箭般的速度发展，给人类社会带来了伟大的技术革命。可以说现代社会科技文明正是得益于百年前的基础物理学的奠基成就的成果。我们被动地活在一个科技黑箱的社会里，无从理解，无法挣扎，痛苦并快乐着，且未来愈演愈烈。 在冯诺依曼 提出“人的自由意识 可以影响波函数坍缩”结论以后，人们开始探索究竟什么才是人的自由意识？以便于解开双缝干涉实现产生的波粒二象性问题。 与此同时，平行宇宙理论 分裂宇宙理论，MWI 理论等等理论层出不穷，都在致力于解决微观粒子的特性问题。 其中隐变量理论认为，我们之所以会认为人的观测影响到了微观粒子的运动 是因为宇宙中存在我们不得而知的隐变量，正是隐变量决定了波粒二象性。 为了证明隐变量理论的说法，通过EPR 佯谬推导出了一个不等式，称之为“贝尔不等式”，它被人称为“科学中最深刻的发现”，它即将对我们这个宇宙的终极命运作出最后的判决。 幸运的是就在去年的诺贝尔物理奖项上，三位科学家通过实验验证了贝尔不等式，继而得出结论上帝是掷骰子的，相当于我们的命运掌握在自己的手里的！这无疑是一个伟大的结论。 貌似关于量子论的故事到这里就戛然而止了，而事实上，我们目前面对的问题比起百年前的物理学天空中的两片乌云，更要无绪、一筹莫展，近百年的学术沉寂足以证明了这一点。 关于量子论学术界普遍认可哥本哈根的不确定性，就像宇宙的起源被公认为大爆炸，虽然是没有反证，但不代表未来此结论可以不被打破。 未来还会有更多更复杂的挑战，等待着人类去突破，物理学的发展、科学的突破、社会的进步需要我们每一代人兢兢业业砥砺前行，我希望那是全人类共同努力奋斗的目标与事业，则未来可期！ 三、追寻生命的本质 从宇宙大爆炸，到星系云稳态； 从恒星坍缩，到宇宙热寂； 从单核细胞诞生，到人类物种进化； 从茹毛饮血，到群居生活； 从直立行走，到文明社会； 从传统教会，到文艺复兴； 从工业革命，到世界大战； 从四大发明，到技术爆炸； 穿越无尽时空，感受四方天地。每当面对着浩瀚无垠的宇宙的时候，好奇、未知，心中的探索欲望喷薄而出，我们的征途是星辰大海！也正是因为这样的驱动力，形成了如今的社会形态以及未来的发展趋势。 为什么我们要探寻世界？活着的意义何在？ 布赖恩·格林在《隐藏的现实》这样写到： 如果一个人，从降生起直到老死，终生都没有走出过家门，这无疑是十分悲惨的人生。而我们如果在短暂的人生中匆忙而过，对超出我们视觉的宏大和微小的世界毫无了解，每天的思想都在生活和工作的范围内徘徊，那就等于在精神上一辈子没走出过家门，这无疑是人生的一大遗憾。 华为在 2021届校招主题宣传片《打开边界》这样讲到： 每一条边界都在解构世界，如何看待它，定义了我们自己。以好奇之心，打开世界的边界以探索之心，打开思维的边界以无畏之心，打开认知的边界以执着之心，打开理论的边界以不屈之心，打开学科的边界科学没有边界！ 如果非要说人生的意义何在？活着是为了什么？那必然是人类的终极定律——熵增定律。 熵增定律：对于人生的意义是丰富和多样的，它提醒了我们一个常识，那就是人生就像一个系统，只有处于不断的面临挑战、克服难度和创新的过程中，才能实现个人和社会的长时间目标。 我们常说的“躺平”、“摆烂”是对自己不负责任，对家庭不负责任，对社会不负责任，而这种解释没有任何余地。 四、探索之旅 稻盛和夫在《活法》 开篇曾这样写到： 我们生活在一个不安宁的时代，世道混迷，看不清前途。物质是富裕的，精神却很空虚；衣食是丰足的，礼义却很欠缺；行动是自由的，感觉却很闭塞； 正是因为处在和平年代，普通人缺少机遇，豪门贵族早已垄断上升空间，努力已经成为了过时，社会大量财富掌握在极少的一部分人手里，在物欲横流透支消费的环境下，没有背景的年轻人仿佛是一个小丑，迫于生存压力，于是人们开始消极悲观，自甘平庸、躺平、摆烂渐渐地成为了社会的主旋律，有人甚至犯罪或搞出丑闻。 一种压抑的气氛弥漫于整个社会，这是为什么？因为许多人找不到人生的意义和价值，迷失了人生的方向。 针对这种现状，最紧要的就是要提出一个最根本的问题：“人为什么活着？” 而这样的历史时期，古今中外都是如此，面对思考人生。古老的东方中国给出的答案是终极关怀，其中最经典的三个提问是： 我是谁？我从哪里来？我要到哪里去？ 答案想必大家早已耳熟能详，便是在儒释道三教文化里，其中儒家文化影响最深，早已根深蒂固于每个中国人的心中。 而西方的探索道路则大相径庭，自基督教伊斯兰教的宗教文化影响人们之后，在 17 世纪文艺复兴之后，西方的人文主义思潮觉醒，为工业革命奠定了基础，也开启了进现代化工业文明，使得欧洲一跃成为了当时的世界霸主。 第一次工业革命使人类进入到了蒸汽时代，第二次工业革命使人类进入到了电气时代，21 世纪的我们正在经历第三次科技革命，使得我们进入了信息时代，而其重要的理论指导得益于牛顿，爱因斯坦等伟大的科学家们前仆后继，为人类社会进步与发展做出了巨大贡献！ 五、结语 2022 年物诺，通过验证贝尔不等式的实验我们知道了，原来命运掌握在自己的手里！同时此实验验证了隐变量理论的正确性 ，而实际上关于量子论的解释还有哥多宇宙、系综、GRW、退相干等等解释，仍有很多科学家保持观望，他们不看好任何主流的各种解释，当然他们自己也没有新的 idea。 让人坚信不疑的是，波尔与爱因斯坦的世纪之争在量子力学的发展上无疑是浓墨重彩的一笔，普朗克、薛定谔、海森堡等一众科学家留下的重要推论，光辉已成过去，量子研究的接力棒给到我们这一代人，需要持怎样的研究态度与探索方法才是我们应尽的职责，为的就是拨云见日，为后人打下基础，完成时代赋予我们的使命。
一周的时间拜读了这本大作，如果你也有对量子，时间旅行，弦理论，多重世界，平行世界，薛定谔的猫等等感兴趣的话，一定不要错过这本书。量子理论诞生一百年了，居然百年前的解释依然能打，支持率还不低，不知是人类的基础科学被锁死了，还是天才太少了。即便抛开这些晦涩难懂的前沿学问，还是有很多吸引普通人的地方。趁着刚读完本书，把最吸引我的地方再列举一下。 第一，物理学的发展，最不可思议的地方在于把唯心色彩特别浓厚的意识引入了对量子论的解释当中，居然和500年前的王阳明的心血有些类似之处。关键是意识的引入还能自洽，引用本书中的观点：“维格纳论证说，意识可以作用于外部世界，使波函数坍缩是不足为奇的。因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变，根据牛顿第三定律，作用与反作用原理，意识也应当能够反过来作用于外部世界。” 第二，科学的证伪主义，本书也解释得相当透彻。为什么必须可证伪呢？因为对于科学理论来说，“证实”几乎是不可能的。比如我说“宇宙的规律是F=ma”，这里说的是一种普遍性，而你如何去证实它呢？除非你观察遍了自古至今，宇宙每一个角落的现象，发现无一例外，你才算“证实”了这个命题。但即使这样，你也无法保证在将来的每一天，这条规律仍然都起作用。所以说，想要彻底“证实”这个公式，根本就是一个不可能的任务。事实上，自休谟以来，人们早就承认，单靠有限的个例，哪怕再多，也不能构成证实的基础。因此，我们只好退而求其次，以这样的态度来对待科学：只要一个理论能够被证明为“错”但还未被证明“错”，我们就暂时接受它是可靠的、正确的。当然，这个理论也必须随时积极地面对证伪，这也就是为什么科学总是在自我否定中不断完善。 第三，量子论的发展推翻了决定论，推翻了爱因斯坦，推翻了旧世界，尽管自身也有不尽如人意的地方，也许它带来困惑，但它毕竟指向希望。也许我们回忆过去简单的美好，但是依然要和旧世界说再见，引用文中一段很美的话：“曾经有一片属于骑士和棉花园的土地叫作老南方。在这个美丽的世界里，绅士们最后一次风度翩翩地行礼，骑士们最后一次和漂亮的女伴们同行，人们最后一次见到主人和他们的奴隶。而如今这已经是一个只能从书本中去寻找的旧梦，一个随风飘逝的文明。”
上帝掷骰子，源自于爱因斯塔“上帝是不会掷骰子的”，这充分体现了爱因斯坦的世界观，世界是严格按照确定的规律运行的，分毫不差，这在哲学上，称之为决定论。书名如此，便是对决定论世界观的反驳，也就是说，世界并不是按照严格的绝对的因果关系运行的，概率潜藏在宇宙的底层逻辑之中。 量子力学，是当今最伟大的人类智力成就之一，与爱因斯坦的相对论，共同支撑起当今物理学的整个大厦。不仅给当今世界科技发展带来重要的理论支撑，更重要的是，它所带来的人类对世界的重新认识的意义，这一点，甚至于超越相对论，虽说相对论非常伟大，但是只是颠覆经典物理的时空观，并未从根本上颠覆经典物理学体系，而量子力学，彻底从哲学层面对人类认识世界的态度进行了颠覆。主要体现在三个层面。 第一，量子的概念，动摇了人类对世界是无限可分的平滑性假设。此概念是由德国物理学家、量子力学奠基人普朗克所提出。缘起于20世纪初由开尔文男爵提出的物理学面临的两朵乌云之一“黑体辐射”问题，普朗克为了解决黑体辐射问题，从纯数学层面利用精深的数学中和了维恩和瑞利公式，推导出了著名的普朗克黑体公式，此公式对黑体辐射问题作出了有效解释与检验。但该公式所蕴含的物理意义却不得而知，为了解决此困境，普朗克做好了放弃整个宇宙的准备，做出了令整个世界惊诧的基础性假设，也正是这个假设，拉开了整个令后人恐惧的潘多拉魔盒——量子力学。这个基础性假设就是，能量在发射和接受的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。你是不是在想，这有什么了不起？一份一份得又怎么样？我要说，这不仅了不起，而且可怕到让你无法相信自己对这个世界的基础性认知。举个例子，你从家里走到学校，这个过程，一定连贯地，当你走到100米的时候，中间一定经过了一个95.53米的位置，但现在这个假设告诉你，不对，这个过程并不是连续的，而是一段一段累加在一起的，只不过这一段很小，小到你察觉不到而已，但它绝对不是无限可分的。而牛顿经典力学、麦克斯韦电磁学，甚至于爱因斯坦的广义相对论，都是建立在微积分的基础之上，而微积分的根本性假设，就是无限可分性，你说这个颠覆性如何，这是要把整个经典物理学地基连根抽掉，还能说没什么大不了吗？那么，这个假设，它对不对呢？从目前的科学认知来看，是对的，最有效的证明就是爱因斯坦的“光电效应”，就是假设光是有一份份的光量子作为基本组成单位，每个光量子的能量E=hv，h是普朗克常数，v是光的频率，很好地解释了光电效应中，光的频率决定了电子能否被激发，光的强度决定了激发电子数量的问题。而这些，用光是波动说是无法得到合理解释的，因此爱因斯坦也提出了光的波粒二象性问题。 第二，单电子双缝实验，揭示了微观粒子的随机分布性，动摇了决定论。在单个电子穿过双缝时，落在屏幕上的哪个位置，是不确定的，只有当大批量电子通过双缝时，屏幕才呈现出规律性来，也就是在干涉条纹亮处出现的可能性大一些，在干涉条纹暗处出现的可能性小一些，也就是说，我们无法确定单个电子具体会落在哪里，但大批量时，会呈现统计上的概率性分布，对于单个电子来讲，我们能够把握的是，它落于亮处或落于暗处的概率有多大。简单理解（不等价），我们丢硬币，单次是正是反我们是无法确定，但在大样本统计下，正和反出现的次数基本相等，因此我们说，单次正或反的概率为50%。从牛顿经典力学以来，人类塑造了这样一种世界观，即宇宙是一台精密的机器，每一个零件和每一个动作，都严谨地根据牛顿力学方程在有条不紊地运行着，我们只要把握住了足够多的“因”，就一定能够预测任何时间和地点上发生的“果”，也就是决定论。是的，科学家知道过去，是的，科学家明白现在，是的，科学家了解未来。你现在告诉我，我们无法准确的知道电子的行为，你只能找到电子出现的概率？这是对物理学光荣和尊严的极大侮辱！是的，量子力学告诉我们，就算我们拥有最强大的计算机可以计算一切电子的一切初始条件和环境影响，我们还是不能够预言电子最后的准确位置，这种不确定不是因为我们的计算能力不足，而是物理定律本身内部的属性，概率深藏在宇宙的底层，这个结论，在根本性上动摇了决定论的哲学观。 第三，海森堡测不准原理，提出了我们不但无法准确预测电子的最终状态，甚至于我们都无法完全测定电子的初始状态，从而动摇了实在论。通过海森堡的矩阵方程，得出电子的位置q和动量p，p*q不等于q*p，也就是不符合乘法交换律，其中蕴含的物理意义是，当同时观测电子的位置和动量是不可能的，我们怎么知道一个物体的在某一个时刻，它的位置和速度呢？就是观测，我们测量一个事物，一定需要“接触”，比如“看见”，用的是光去接触，当我们测量宏观物体时，光对物体的影响忽略不计，但是在微观层面，光子对电子的影响极大，当我们需要较高精确度的时候，就需要测量光的波长越短，频率越高，根据普朗克的量子假设，频率越高能量越大，对电子的影响越大，也就是说，测量精度越精确，对电子的扰动越巨大。也就是说，我们的观测本身，影响了被观测的事物，主体与客体的界限被打破了，主客一体，哲学上说的独立于我们认识和观测之外的客观存在，也就是实在论，在微观尺度上，面临了根本性挑战。 量子力学，从三个大的层面，打破了经典物理的世界观体系，量子性打破了世界是连续性的假设，动摇了微积分的基础，概率性动摇了哲学的决定论思维，上帝是在掷骰子的，不确定性颠覆了实在论观念，主体是会影响客体的，不存在一个绝对客观的实在。 李俊 2019年8月23日
看完这本烧脑的书，我确定了一件事：这辈子在量子物理方面有所建树已经不可能了。 虽然这个结论让我感到些许沮丧，但书中的一个核心观点还是令人大受鼓舞：世界并非像爱因斯坦所认为的那样严格按照规律运行，而是随机的。 是的，人生是随机的，世界也是随机的，我们只不过在这随机的世界上随机地活着而已。明白这一点，也许可以让人生多一份释然：：这辈子在量子物理方面不能有所建树也是可以原谅的。
🌻🌻🌻高考后这么多年接触的第一本工科物理学领域书籍。对于高考物理满分110分而只考了36分的我来说是巨大的挑战纯粹是自己同自己过不去。永远无法忘记最后一次返校，同学们起哄说我的物理单科成绩垫底总分却超重本线30分，然后物理老师走到我座位旁边轻轻地拍着我的肩膀说了句：我真佩服你。 后来我其实想过很多次，如果我的物理成绩能稍微正常点儿，如果我高三冲刺时没有完全放弃这门学科，哪怕恰好及格，我的选择，我的命运，我的际遇，是否会完全不同。有好长一段时间觉得自己的高考命运就栽在物理上，分班选文理时那次考试我的物理单科成绩明明也遥遥领先班级前三，初中时也考过近满分，于是我自认为我真的适合学理科。可高中分科后越到后面就完全跟不上完全GET不到完全理解不了不知道问题到底出在哪，仿佛某一根弦断掉后就再也续不上啦。有一件事情是明确的，那就是我在那之后好几年都是老师们口中的偏科典型代表说教案例🌚🤣🤣
是一位书友推荐的书，本来以为可以找到进化论的有力证据，读完后才发现并非如此。其实此书是讲了物理学的发展史,语言通俗易懂也很风趣，引人入胜。我对于物理学其实是很头痛的，每每想起中学的物理课仍让我心有余悸，可是这本书竟让我一口气读完了，虽然没有让我在物理学方面有任何地突破性进展，但是我认识到了物理学的实用价值。不知道为什么，读完后我想到了西游记，孙悟空再怎么变化逞能还是跳不出如来佛祖的手掌心。
《上帝掷骰子吗？》——To see a world in a grain of sand这本书的书名 “上帝掷骰子吗” 源自于爱因斯坦的 “上帝是不会掷骰子的” 这句名言，书名如此，便是对决定论世界观以及因果律的反驳————它讲述的是从经典物理世界观到量子物理世界观的历史变迁，用很通俗的故事性和娱乐性的语言让我这类门外汉也对物理世界窥探一二。 它讲述的历史长河中改变人类轨迹的伟大人物及事件给予的震撼，以及个体的渺小感至今久久无法忘却。越来越发现这世上并没有什么是 “永恒的定理” 和 “应该的” 的道理，就像爱因斯坦经典物理学的定域实在性、冯诺依曼公式的谬论，在不同物理观和时代情境下，当时认为恒古不变的真理都可以是过时的、不适宜的道理。“要允许一切的存在” 乃是此刻回顾这本书时的最大感悟。 经典物理学时代——17 世纪末～20 世纪初科学史上有两个奇迹年： 1666年：23岁的牛顿为了躲避瘟疫，回到乡下的老家度假。在那段日子里，他一个人独立完成了几项开天辟地的工作，包括发明了微积分，完成了光分解的实验分析，以及对于万有引力定律的开创性思考。在那一年，他为数学、力学和光学三大学科分别打下了基础。 1905年：这一年的爱因斯坦也是这样，在专利局里蜗居的他在这一年写了6篇论文：关于光电效应的文章，成为量子论的奠基石之一；关于测量分子大小的论文为他赢得了博士学位；两篇关于布朗运动的论文，成为分子论的里程碑；题为《论运动物体的电动力学》的论文，后来被加上了一个如雷贯耳的名称，叫作“狭义相对论”；关于物体惯性和能量的关系，这是狭义相对论的进一步说明，并且在其中提出了著名的质能方程E = mc2。单单这一年的工作，便至少配得上3个诺贝尔奖。为了纪念1905年的光辉，人们把100年后的2005年定为“国际物理年”。 17世纪末，牛顿《自然科学之数学原理》的出版为标志，宣告了近代经典物理学的正式创立。经典力学、经典电动力学、经典热力学形成了物理世界的三大支柱。 光的波动说 vs. 微粒说的旷世之争： 第一次波粒战争：牛顿在光的波动说和微粒说方面一开始摇摆不定，后来跟胡克的旷世争论，变得一边倒的支持微粒说，在牛顿的权威支持下，微粒说站立了一个世纪之久。 第二次波粒战争：1807年，托马斯杨出版的《自然哲学讲义》中描述了光的双缝干涉实验，点燃了革命的导火索，物理史上的 “第二次波粒战争” 开始了。之后的泊松亮斑、用横波理论解释光的偏振现象、1850年的水中光速测定等，宣判了微粒说的死刑。 第三次波粒战争：1923年，德布罗意波事件将第三次波粒战争推向了高潮。1926年，康普顿的x射线实验后，卷土重来的微粒军团装备了最先进的武器：光电效应和康普顿效应。波动理论的全面失守将意味着麦克斯韦电磁体系的崩溃。 上帝造了光，爱因斯坦指出了什么是光，而康普顿，则第一个在真正意义上 “看到” 了这个光。 在19世纪末，物理学阳光灿烂的天空中漂浮着两朵小乌云： 第一朵乌云——迈克尔逊-莫雷实验：探测光以太对于地球的漂移速度。在当时人们的观念里，以太代表了一个绝对静止的参考系，而地球穿过以太在空间中运动，就相当于一艘船在高速行驶，迎面会吹来强烈的 “以太风”。结果是，以太风速度毫无差别。这块乌云最终导致了相对论革命的爆发。 第二朵乌云——黑体辐射实验和理论的不一致，即麦克斯韦-玻尔兹曼能量均分学说上遇到的难题。该乌云最终导致了量子论革命的爆发。 量子物理学时代—— 20世纪初 至今 量子论大厦的主体建设 量子的出现： 普朗克为了解释偶然发现的黑体公式，在处理熵和概率的关系时，必须做一个假定：能量在发射和吸收的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。这个假定推翻了自牛顿以来200多年、曾经被认为是坚不可摧的经典世界，引发了一场大地震。这个方程要求，能量必须只有有限个可能态，不能是无限连续的。 1900年12月14日（这一天就是 量子的诞辰，那一年普朗克42岁），在德国物理学会上普朗克发表了《黑体光谱中的能量分布》的论文，其中改变历史的是这段话：为了找出N个振子具有总能量Un的可能性，我们必须假设Un是不可连续分割的，它只能是一些相同部件的有限总和…… 这个基本单位普朗克称作“能量子”，很快在另一篇论文中称为 “量子”。 1905年 3月17日，爱因斯坦写出了一篇关于辐射的论文，后来发表在《物理学纪事》（Annalen der Physik）杂志上，题目叫作“关于光的产生和转化的一个启发性观点”，也开创了属于量子论的一个全新时代。 1911年10月30日，第一届索尔维会议 正式在比利时布鲁塞尔召开。24位最杰出的物理学家参加了会议。量子问题终于在这次会议之后被推到了历史的最前沿，成为时代潮头上的一个焦点。 1913年玻尔的伟大三部曲以及哥本哈根精神： 20世纪初左右的人们已经知道，任何元素在被加热时都会释放出含有特定波长的光线，但针对这些谱线呈现什么规律以及为什么会有这种规律，是一个大难题。1885年，瑞士的巴尔末发现了其中的规律，并总结了一个公式来表示这些波长的关系 —— 在电子跃迁过程中，电子只能释放或吸收特定的能量，而不是连续不断的。 基于上述经验公式，玻尔给出了合理的推断——电子所攀登的“台阶”，必须符合一定的高度条件，而不能像经典理论所假设的那样，是连续而任意的，即连续性被破坏，量子化条件必须成为原子理论的主宰。玻尔将所有这些思想，转化成理论推导和数学表达，并在 1913年以三篇论文的形式最终发表，这就是量子物理历史上划时代的文献，亦即 伟大的三部曲。 1921年 9月，玻尔在哥本哈根的研究所终于落成，36岁的玻尔成为了这个研究所的所长。人们向这里涌来，充分地感受这里的自由气氛和玻尔的关怀，并形成一种富有激情、活力、乐观态度和进取心的学术精神，也就是后人所称道的“哥本哈根精神”。在小国丹麦，出现了一个物理学界眼中的圣地，这个地方深远地影响量子力学的未来，还有我们根本的世界观和思维方式。 基本理论框架的打造以及新量子力学 沃尔纳·海森堡，弄出了矩阵力学，带领我们穿越光子/电子是粒子还是波的迷雾： 电子的轨道还有它绕着轨道的运转频率，都不是能够实际观察到的。我们知道，每一条光谱线都有一种特定的频率，而由量子公式E2—E1=hν，这是电子在两个能级之间跃迁的结果。但海森堡争辩道，没有实际的观测可以证明某一个轨道所代表的“能级”是什么。每一条频率为ν的光谱线，只代表两个“能级”之间的“能量差”。我们直接观察到的，既不是E1，也不是E2，而是E1—E2。换句话说，只有“能级差”或者“轨道差”是可以被直接观察到的，而“能级”和“轨道”却不是。 量子世界是矩阵态。是各个可能性的叠加，量子的规则并不一定要受到乘法交换率的束缚。 薛定谔的波动方程、薛定谔的猫： 原子中电子的能量不是连续的，为了描述这一现象，玻尔强加了一个“分立能级”的假设，海森堡则运用他那庞大的矩阵，经过复杂的运算后导出了这一结果。现在轮到薛定谔了，他说，不用那么复杂，也不用引入外部的假设，只要把电子看成德布罗意波，用一个波动方程去表示它就行了。 薛定谔一开始想从建立在相对论基础上的德布罗意方程出发，将其推广到束缚粒子中去。为此他得出了一个方程，不过不太令人满意，因为没有考虑到电子自旋的情况。当时自旋刚刚发现不久，薛定谔还对其一知半解。于是，他回过头来，从经典力学的哈密顿—雅可比方程出发，利用变分法和德布罗意公式，最后求出了一个非相对论的波动方程，这便是名震整部20世纪物理史的薛定谔波动方程。 标准的薛定谔方程是非相对论的，在它之中并没有考虑到光速的上限。但这一缺陷最终由狄拉克等人所弥补，最后完成的量子场论实际上是量子力学和狭义相对论的联合产物。 薛定谔的猫的实验，把量子效应放大到了我们的日常实验：箱子中有毒气瓶和活着得猫，把原子放到箱子中让它保持叠加状态。薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶。最终很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。 如下三者共同构成了 量子论的 “哥本哈根解释”的核心，至今仍然深刻地影响着我们对整个宇宙的终极认识： 波恩的概率解释：将骰子带进物理学后，引起了轩然大波。虽然每一个电子的行为都是随机的，但这个随机分布的总的模式却是确定的，它就是一个干涉条纹的图案。这就像我们掷骰子，虽然每一个骰子掷下去，它的结果都是完全随机的，从1到6都有可能，但如果你投掷大量的骰子到地下，然后数一数每个点的数量，会发现1到6的结果差不多是平均的。 海森堡的不确定性原理（Uncertainty Principle）：p×q ≠ q×p，测量动量p这个动作本身，影响到了q的数值。如当小球按照抛物线抛出去时，我们没法准确地知道一个电子的位置，同时又准确地了解它的动量。因为我们为了测量它的位置，剧烈地改变了它的速度。 玻尔的 “互补原理”：一旦观察方式确定了，电子就要选择一种表现形式，它得作为波或者粒子出现。但我们本身的扰动，使得我们的测量中充满了不确定性，采取不同的手段，往往会得到不同的答案，你根本不能说有一个客观确定的答案在那里。在量子论中没有外部世界和我之分，我们和客观世界天人合一，融合成为一体，我们和观测物互相影响，使得测量行为成为一种难以把握的手段。 波粒二象性：电子它可以展现出粒子的一面，也可以展现出波的一面，这完全取决于我们如何去观察它。我们想看到一个粒子？那好，让它打到荧光屏上变成一个小点。看，粒子！我们想看到一个波？也行，让它通过双缝组成干涉图样。看，波！ 电子又是个粒子又是个波，但每次我们观察它，它只展现出其中的一面，这里的关键是我们‘如何’观察它，而不是它‘究竟’是什么。 贝尔不等式及其实验中，量子力学取得了最后胜利： 1964年发表的贝尔不等式，堪称为这个宇宙中最为神秘和深刻的定理之一，被称为 “科学中最深刻的发现”。如果世界是经典的，那么在EPR中贝尔不等式就必须得到满足，反之则可以突破。因此该不等式成了判定宇宙最基本性质的试金石。 1982年，验证了贝尓不等式 —— 结果是挺量子力学，否定了爱因斯坦的定域。阿斯派克特在1982年的一系列实验是20世纪物理史上影响最为深远的实验之一，它的意义甚至可以和1886年的迈克尔逊-莫雷实验相提并论。 2015年10月，荷兰Delft技术大学的一个小组进行了有史以来第一次对贝尔不等式的无漏洞验证实验。他们把两个金刚石色心放置在相距1.3公里的两个实验室中，并以高达96%的测量效率检验了两者之间的纠缠。结果，在最严格的条件下，量子论仍然取得了最后的胜利，以2.1个标准方差击败了爱因斯坦。 我们的世界不可能如同爱因斯坦所梦想的那样，既是定域的（没有超光速信号的传播），又是实在的（存在一个客观确定的世界）。定域实在性（local realism）从我们的宇宙中被实验排除了出去，现在我们必须作出选择：要么放弃定域性，要么放弃实在性。 如果放弃实在性，那就回到量子论的老路上来，承认在我们观测之前，两个粒子不存在于“客观实在”之内。它们不具有通常意义上的物理属性（如自旋），只有当观测了以后，这种属性才变得有意义。 如果你忍受不了这一切，我们也可以走另一条路，那就是说，不惜任何代价，先保住世界的实在性再说。当然，这样一来就必须放弃定域性。我们仍然有可能建立一个隐变量理论，如果容忍某种超光速的信号在其体系中来回，则它还是可以很好地说明我们观测到的一切。 但超光速意味着获得了回到过去的能力！ 意识的参与，导致变成现实？ 人类意识参与及坍缩实验：冯诺依曼量子力学数学基础：假如我们把用于测量的仪器也加入到整个系统中去，这个大系统的波函数从未彻底坍缩过。为什么机器来测量就得叠加，而人来观察就得到确定结果呢？难道说，人类意识的参与才是波函数坍缩的原因？只有当电子的随机选择结果被“意识到了”，它才真正地变为现实，从波函数中脱胎而出来到这个世界上。 1979年惠勒的光子和反射镜延迟实验：必须根据“未来”的事件，去选择自己的“过去”应该怎样发生。 参与型宇宙模型：宇宙本身由一个有意识的观测者创造出来也不是什么不可能的事情。虽然从理论上说，宇宙已经演化了几百亿年，但某种“延迟”使得它直到被一个高级生物观察之后才成为确定。我们的观测行为本身参与了宇宙的创造过程。 薛定谔猫的波函数是在我们打开箱子的那一刹那坍缩，还是它要等到光子进入我们的眼睛并在视网膜上激起电脉冲信号？或者它还要再等一会儿，一直到这信号传输到大脑皮层的某处并最终成为一种“精神活动”时才真正坍缩？ 多世界理论 MWI、平行宇宙理论： 1954年，埃弗莱特的 “多世界理论”，“平行宇宙”： 波函数从未坍缩，而只是世界和观测者本身进入了叠加状态。当电子穿过双缝后，整个世界，包括我们本身成了两个独立的叠加，在每一个世界里，电子以一种可能出现。 我们的宇宙也是如此。“真实的，完全的”宇宙态矢量存在于一个非常高维的希尔伯特空间中，但这个高维的空间却由许许多多低维的“世界”构成（正如我们的三维空间可以看成由许多二维平面构成一样），每个“世界”都只能感受到那个“真实”的矢量在其中的投影，因此在每个“世界”感觉到的宇宙都是不同的。 退相干历史（世界只有一个，但历史有很多个）： 1984年格里菲斯发表了他的退相干历史（DH），解释为什么我们在宏观世界中从来没有观测到量子尺度上的叠加状态的问题。 当一个系统的历史足够“精细”时，它们就会“纠缠”在一起，产生“相干性”。假如我们能把宇宙的历史测量得足够精细，那么实际上每时每刻都有许许多多的精细历史在“同时发生”（相干）。比如没有观测时，电子显然就同时经历着“通过左缝”和“通过右缝”两种历史。但因为在现实中，我们不可能分辨出每一种精细历史，而只能简单地将这些历史进行归并分类。在这种情况下，我们实际观测到的只能是各种粗略历史。因为退相干的缘故，这些历史之间失去了联系，只有一种能够被我们感觉到。 如果DH解释是正确的，那么宇宙每时每刻其实仍然经历着多重的历史，世界上的每一个粒子，事实上都仍处在所有可能历史的叠加之中。只不过当涉及宏观物体时，由于我们所能够观察和描述的无非是一些粗略化的历史，这才产生了“非此即彼”的假象，即它们之间的干涉神奇消失了，变成了经典概率。 宇宙中的4种相互作用力 目前物理世界的疆域存在4种相互作用力：引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。 在60年代，美国人格拉肖、温伯格和巴基斯坦人萨拉姆成功地从理论上证明了弱作用力和电磁力的一致性。那是否一定存在那样一个终极理论，可以描述所有的4种力，进而可以描述宇宙中所有的物理现象？这是上帝最后的秘密，如果我们能把它揭示出来的话，无疑就最终掌握了万物运作的本质。 量子引力理论——超弦：1971年，施瓦茨和雷蒙等人合作，把原来需要26维的弦论简化为只需要10维。这里面初步引入了所谓“超对称”的思想。 第一次超弦革命：关于引力的计算完成于1982年前后，到了1984年解决了所谓的反常问题。本来在超弦中有无穷多种的对称性可供选择，但仔细检查后发现，只有在极其有限的对称形态中，理论才得以消除这些反常而得以自洽。这样就使得我们能够认真地考察那几种特定的超弦理论，而不必同时对付无穷多的可能性。第一次革命过后，我们得到了这样一个图像：任何粒子其实都不是传统意义上的点，而是开放或者闭合（头尾相接而成环）的弦。 M理论：1995年，爱德华·威滕证明了不同耦合常数的弦论在本质上其实是相同的——M理论（时空变成了11维） 。霍金甚至出版了一本书，名叫《大设计》，在其中他干脆直接把M理论称作宇宙的“终极设计蓝图”。 自弦论以来，我们开始注意到，似乎量子论的结构才是更为基本的。以往人们喜欢先用经典手段确定理论的大框架，然后在细节上做量子论的修正，这可以称为“自大而小”的方法。但在弦论里，必须首先引进量子论，然后才导出大尺度上的时空结构！人们开始认识到，也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法。 附上 William Blake 的著名小诗： To see a world in a grain of sand． 从一粒细沙看见世界。 And a heaven in a wild flower． 从一朵野花窥视天宸。 Hold infinity in the palm of your hand． 用一只手去把握无限。 And eternity in an hour． 用一刹那来留住永恒。
玻尔说，“要是谁第一次听说量子力学时没有发火，这说明他还没有理解量子力学”。 热爱美剧《生活大爆炸》的我，以前也在网上读过一些“薛定谔的猫”，双缝干涉实验之类的小文章，简直是迷惑行为大赏，头痛的要命。 没想到这本物理学类的书会这么好看！虽然厚厚的大开本，一翻开，简直是神仙打架！ 《上帝掷骰子吗？量子物理史话》-曹天元著 书籍来源：实体书➕微信读书App 书籍分类：自然科学 科普读物 难度指数：★★★★☆ 推荐指数：★★★★★ 书背上写着：这是每个男士书橱上的必备书。我有点想笑。 和其他作者总在扉页挂出一串头衔不同，作者曹天元特立独行，只说“出生于上海，现居香港，本人不愿意透露具体身份”。酷不酷！ 这些文字原本是论坛上一系列科普帖子，因为大受欢迎所以结集成书。这样的背景下，也难怪曹天元总是以广大人民群众喜闻乐见的比喻形式来说明问题。全书文句优美，在描述历史的时候充满画面感。其中一些段落，我甚至有大声朗诵的冲动（P154-155）——对，整篇就是这样激昂优美。我要疯狂打call！ 本书对科普职责尽心尽力，我这种高考数学差点不及格的理科生，也可以读得畅快淋漓。毕竟偶尔的演算过程可以不用理会，只看比喻的结果就很精彩了。（这么精彩这么厚的一本书只定价￥45.00，随便一本中信的书都比他贵，我的天！还等什么，买它！） 就像量子理论虽然还只有观察没有最后定论，量子论仍然处在一个战火纷争的时代，可是看《蝴蝶效应》《彗星来的那一夜》这种根据量子理论拍的科幻电影，或者享受使用量子论算法加密的网络通信依然可以不亦乐乎一样。 在我看来，读这本书唯一的问题是，作者所说的“哥本哈根、多宇宙、隐变量、系综、GRW、退相干”这六个理论，每一条我都觉得好有道理。这感觉就像看《奇葩说》一样，谁上场我都想拍大腿，“哇塞，好有道理！” 量子论已创立80余年，还没有定论。不过想想，现代科学创立刚刚超过300年，我们的文明才几千年历史。 《生命简史》说，古猿人存在于4000w年前，发现的最早人类化石源于700w年前，智人的历史有30w年，而地球生命的诞生，源于40亿年前。 和这些相比，量子论甚至现代科学，不过是襁褓中的婴儿罢了。一切都才刚刚开始。 花三天时间读完这本巨著，前半本呢，比较亲切，大多数时间在讨论经典物理学，涉及到一些我早就已经还给数学老师和物理老师的小知识。比如赫兹做的电磁效应实验，比如被电子围绕的像卫星一样的原子结构，比如双缝干涉实验，都是耳熟能详的东西。 经典物理学的亲切，在于它是宏观的，比如我打你一下你再反弹给我这种，触摸得到感受得到的东西。 而且在经典物理学领域中，世界客观独立，优雅确定，严格遵守因果关系。给我一个点，我就能推导出过去和未来，一切尽在掌握，多么踏实。 量子论为什么“大逆不道”？就是因为进入到原子水平，一切都不确定了，不确定了？这怎么行，反了天了！ 于是我们可爱的科学家们开始研究，怎么回事呢？ 本书前半部分这里主要讲述三次波粒大战。 “关于光的本性，粒子和波动两种理论从300年前开始不断地交锋，其间兴废存亡犹如白云苍狗，沧海桑田。” 从前半本来说，它很像是一本历史书。那时候一切都有定论，读起来酣畅淋漓。 最终结论是“煊赫一时的经典物理大厦呼啦啦地轰然倾倒。”以黑体问题为导索，普朗克提出了经典的的量子假设（能量不是连续的，而是像货币一样，有最小单位的，e.g.有1美分，但没有1/2美分）。 爱因斯坦的光量子理论赋予了新生的量子以充实的力量，让它第一次站起身来傲视群雄，而玻尔的原子理论借助了它的无穷能量，开创出一片崭新的天地来。 从此以后“摆在我们眼前的，只有一条漫长而崎岖的道路，一直通向遥远而未知的远方。” 海森堡从不连续性出发创立了他的矩阵力学（想想帅气的《黑客帝国》），薛定谔沿着连续性的道路也发现了他的波动方程（一个）。这两种理论虽然被数学证明是同等的，但是其物理意义却引起了广泛的争论。” 然后，我们才进入了真正的量子论这个未知的领域。一切都方兴未艾，我们还在探索，谁也没有定论。 最德高望重的是哥本哈根理论。认为物理属性取决于观测方式，这摧毁了经典世界的（严格）因果性，又合力捣毁了世界的（绝对）客观性。 可怕吗？ 而这只是众多假设中的一个而已。 量子论讨论的核心是，从微观到宏观的转换。如果光子又是粒子又是波，那么薛定谔的猫为什么不是又死又活？ 这里根据各大理论简单打个比喻—— 哥本哈根理论：猫的确又死又活，只不过在我们观测的时候“坍缩”了； MWI多宇宙理论：有两只猫，它们在一个宇宙中活着，在另一个宇宙中死去； 隐变量理论：猫从未又死又活，它的死活由看不见的隐变量决定； 系综解释理论：单只猫的死活是无意义的事件，我们只能描述无穷只猫组成的“全集”。 哥本哈根理论中，观察决定结果，人类意识的参与才是波函数坍缩的原因。也就是“意识”改变“世界”。这里符合心灵成长类书籍的观念，你的意识改变世界。（比如《秘密》，罗森塔尔效应，吸引力法则等等） 另一方面，既然意识决定世界，那假说“意识”必定会在某些宇宙分支中连续地存在，不就证明了“六道轮回”？ 多宇宙理论包括我们常见的平时时空题材。 这段MWI理论，让我想起，刘丰老师《开启你的高维智慧》里说的，佛经就是从无限高的N维下载下来的智慧。强烈推荐你们去看这本书。 隐变量理论，让我想到佛学的因果律。“世界中”存在我们看不到的因素在影响着我们。 还有原子的结构，“如果你把一个原子放大1017倍，它所表现出来的性质就和一个白矮星差不多。如果放大1030倍，据说，那就相当于一个银河系。”这不正是佛曰“一花一世界，一叶一菩提”吗？ 原本只是想了解自然科学，结果却还是回到了心理学、宗教的老路上来。一切殊途同归，这个发现让我十分鸡冻。 自然科学，这个以科学实验为傲的大家伙，还在一层层的去攀登。 我想起那个比喻。宗教佛法，是N维智慧，就像在天空之上。人类自然科学，目前刚刚探索到十几维、几十维，就像天空下的一座大厦。 天际与大厦，你明白我的意思吗？ 点击在看 多多留言 欢迎关注公众号 种草机M酱 （77/150）
科普著作里文笔最好的，没有之一！一部量子物理史话，作者写的是行云流水、跌宕起伏、引人入胜，再加上一些小小的悬念，真是让人爱不释手。 借着作者的妙笔，将我们引入了一个光怪陆离的奇幻世界，这是一个和我们平常所感知的迥然不同的世界。在这个新世界里，所有的概念都显得疯狂而不理性，用我们普通人的世界观根本无法能解释和理解他。随着一个一个牛人的不断登场和一次一次新的概念的提出和发现，不断的颠覆着我们对这个世界的认知，虽然书中有些内容和概念稍显晦涩，但整体上不会影响对量子论历史的理解。 可以毫不夸张的说，整个20和21世纪的科技大厦就是奠基在量子物理学这个地基之上的，感谢作者为我们还原了一段鲜为人知的量子物理史话！
1.打破连续性：首先讲到了量子论是如何冲击经典物理学的？经典物理学依赖于微积分，认为一切的自然过程都是连续不断的。但量子力学发现，能量的传输是有一个最小单位的，这个单位就是“量子”，许多自然过程都不是连续的。这种非连续性的概念，让经典物理学的大厦摇摇欲坠。（普朗克黑体公式、爱因斯坦“光电效应”） 2.事情没有绝对只有概率：然后讲到了，为什么说量子力学是在“掷骰子”？因为对微观粒子的研究发现，我们不能确定粒子的位置，只能掌握粒子出现的概率，粒子的分布是一个概率事件。这么一来，强调严格因果关系的“决定论”就被打破了。人们发现，概率深藏在宇宙的底层，上帝的确是以掷骰子的方式在维持着宇宙的运行。（薛定谔波动方程、电子的双缝干涉实验。） 3不确定性颠覆实体论：最后讲到了量子力学中的“不确定性”。不确定性原理原名海森堡测不准原理。不确定性原理的意思是，我们无法同时准确地测量电子的位置和速度，位置越精确，速度就越不精确，反过来也一样。而且，我们的观测行为本身，会对测量结果造成干扰。这么一来，观测者和观测对象的界限就被打破了，我们发现自己无法把握世界的本质，甚至根本就不存在一个客观实在的世界。“客观实在论”受到了严重的挑战。（电子的“波-粒二象性”、薛定谔的猫） 量子论的非连续性，概率解释颠覆了因果关系，“不确定性原理”颠覆了客观实在。
因为诺兰，看懂刘慈欣。这与本书八竿子打不着的标题，实在有失偏颇。 喜欢看电影的朋友，尤其科幻/悬疑片，任谁都逃不过克里斯托弗·诺兰，我也不例外。豆瓣流行一句高赞评价：只要诺兰活得够久，那么豆瓣TOP250就被他承包了。所以诺兰的新电影是一定要先睹为快的。 但是在看电影「奥本海默」之前，想要先了解诺兰的灵感来源和奥本海默的故事背景，于是读了《奥本海默传》。书中，爱因斯坦对于量子论的随机性持反对态度。1927年，爱因斯坦在给玻恩的信中写道：“有个声音告诉我，这不是真正的实底。……无论如何，我始终相信上帝不掷骰子。” 正是这句话引领我读完了这本科普神作——《上帝掷骰子吗？：量子物理史话》。 史话从一个有趣的实验开始，讲述电子如何被发现，量子如何被提出，认知如何被打破，一个一个经典理论如何被推翻，微粒说和波动说的大战，各种量子论的探索、建立和失败…… 爱因斯坦直至去世都不相信量子论的概率性，而现在距离量子论被提出已逾百年，关于量子论的解释依然多种论调并存，模糊不清。 仅仅作为一个对物理感兴趣的读者，都忍不住急切地想要探究量子问题的终极奥秘，何况为此付出无限努力依然得不到答案的科学家们。 于是想起刘慈欣的一个科幻小短篇《朝闻道》。 《朝闻道》中，宇宙最高级文明在排险过程中来到地球，阻止地球科学家的一项可能会导致宇宙毁灭的实验。地球科学家在与排险者交流中得知，宇宙中有最高等级的文明存在，而且他们了解宇宙的所有奥秘。于是，以丁仪为首的许多科学家为了一窥终生追求的终极真理，不惜选择用生命交换那几分钟的答案演示。 初读《朝闻道》，对这些选择为真理抛妻弃子、献出生命的科学家只感到一丝惊讶，一丝敬佩，再无其他波澜。现在读完《上帝掷骰子吗？》，终于理解了那些科学家的选择。 1900年12月14日，普朗克在德国物理学会上提出了量子，如今一百多年过去了，最伟大的天才们的时代过去了，量子论最终的归宿仍然不清楚。 或许如波恩所说，上帝真的掷骰子；或许如埃弗莱特所说，薛定谔的猫在另一个平行世界中死了或者活着；或许如霍金所说，我们可能已经接近于探索自然的终极定律的终点；或许如贝尔所说，量子论终究会有一天被更为复杂的实验证明是错误的。 这些“或许”的证明或证伪，又需要多少天才多少时间的探索？也没有答案。 假如真有《朝闻道》中那般一窥真理的机会存在，或许我也会在某一刻选择交换，选择成为丁仪。 科幻中高级文明的存在和解开宇宙的终极奥秘，哪一个更值得期许？我们唯一确定的是——我们不确定。
干货‼️线路梳理‼️ 古希腊光的“微粒说”-17世纪意大利格里马第提出光“波动说”——光的“波粒战争” 💛①第一次波粒大战 牛顿的【光是粒子】--胡克和惠更斯“光的反射和折射定律”实验的【光是波】--，牛顿的微粒说和他的经典力学结合--【粒子胜出】 🧡②第二次波粒大战 托马斯杨的“双缝干涉实验”【粒子说】解释牛顿环和衍射现象--但‼️解释不了【两道光叠加在一起怎么会反而造成黑暗】--【波动说】可解释 菲涅尔【波动说】衍射问题，并用横波理论证明【偏振现象】--傅科实验【光在水中的速度比在真空中慢】--【波胜出】 为了【波动说】提出介质【以太】--麦克斯韦【光是电磁波的一种】--赫兹实验验证【电磁波的存在】--物理大厦两大支柱【经典力学】和【经典电磁力学】 赫兹实验证实了【麦克斯韦理论】--标志着经典物理的顶峰--埋下了使经典物理毁灭的种子 ⚠️⚠️⚠️19世纪黄金时期-物理学三大支柱【经典力学】【经典电磁力学】【经典热力学】-19世纪末--乌云1号：【迈克尔逊—莫雷实验】乌云2号【黑体辐射实验】 普朗克【量子理论】-赫兹【光电效应】--经典物理的隐患 💚③第三次波粒大战 💗💗💗1905年【奇迹年】--爱因斯坦【狭义相对论】【光量子的假说】--康普顿效应【微粒说】的强有力的武器--【微粒说】中玻尔引入【电子跃迁】解释了原子模型--【粒子胜出】 同时德布罗意：电子在运行时同时伴随一个【波】的预言---汤姆逊和戴维逊实验证实预言--【波动说胜】 海森堡矩阵力学证明【微粒说】-薛定谔【薛定谔波动方程】又证明了【波动说】 ✅✅✅经历了三个世纪的角逐争夺--波粒战争以【波粒二象性】收尾 ❓你以为结束了‼️⁉️不，本书才刚刚开始。 〽️量子学奇才海森堡量子除了【波粒二象性】，还具有【不确定性】--【量子】大门打开--两大派： 🔺①爱因斯坦-确定的、规则的、简单的--薛定谔的猫--非死即活--只有一种可能 ▪️②波尔--不确定--彭罗斯【平行宇宙】--薛定谔的猫--可死可活--多种可能 🗯啊，我尽力了，整理的【线路】部分借鉴网络和别人的总结（感谢）···总结完，觉得自己又成长了，我真棒，哈哈哈。
后悔在初高中没有遇到的书 像看电视剧一样地读完了近代物理发展史，剧情跌宕起伏、人物刻画分明，竟然在物理书籍中感受到了读小说一般的快感。这本书原来就是在网络上连载的，也许正是这种原因，读起来每一节都有扣人心弦，迫切想要继续读下去的感觉。让我想起了大仲马写的《三个火枪手》，当时也是在报纸上连载的。可以，偏偏作者的文笔又是那么的优美，对环境的一幕幕描写，生动地烘托了科学巨匠们在顺逆环境中的心境。 整本书围绕着光的波粒二象性展开的，故事贯穿了整个物理学的发展。为什么说后悔没有在初高中读到这本书呢？打个比方，就好比盲人摸象，一群人蒙着眼睛以为自己摸到的地方就是大象的全部理解，待摘下眼罩后，看过大象全貌后，才能理解大象的习性和形态。课本上的物理知识也是一样的，学加速度、学力学、学电学、学电磁学等等，那时候就隐隐觉得这些道理仿佛有所联系，当时有时候自己又想不通，比如力学的重力加速度，是万有引力的结果，万有引力又和磁力知识有关等等。读完《上帝掷骰子吗？》后，才明白了所有这些道理，都是一代代物理学家，逐步探索出来的，不但理清楚了物理知识的逻辑，更是把化学、现代生物的发展也讲清楚了。 除了硬核的物理知识，这本书更耐人寻味的就是各个伟大科学家背后的故事了，还有很多趣闻轶事。经过物理发展的主脉络，真是一方唱罢、另一方又登台。海森堡、薛定谔、爱因斯坦、波尔等等名字不再陌生，而是一个个活生生的剧中人，有家国爱恨情仇的交织，有功勋名利的争夺等等，就像三国演义主题曲唱的，古今多少事，都付笑谈中。最后还讲到了原子弹的研发中，海森堡和奥本海默等人的故事，结合《奥本海默》的电影，真是让人深思，再聪明的人，也难解人性的问题。 这本书最后也没有给出答案，上帝到底掷不掷骰子，光是波还是粒子，这也正是现代物理学面临的问题，没有搞懂量子物理的原理，但这并不妨碍人类从量子理论中获得了很多宝贵的财富。
这本书带我逃离了阅读舒适区。 作为文科生，过去我的阅读范围总局限在文史哲、社科领域，今年起，我尝试逃离阅读的舒适区，去了解一些超越我认知的内容。带着全部好奇，用一周时间啃完了这本书。整本书读完，我能读懂的内容不到50%，但粗浅地完成了一趟量子物理之旅，也很满足。 在《如何阅读一本书》中，有一段话令我印象深刻，大意是：如果你是第一次阅读一本难懂的书，不要企图了解每一个字句，不要为一些暂时无法理解的东西而停顿。坚持这一原则，从头到尾读一遍，就算只了解50%或更少，也能让你在重读时，对第一次略过的部分有更多理解。即使不重读，对一本难度很高的书了解了一半，也比什么都不了解要好。如果一碰到难懂的地方就停住，最后可能对这本书真的一无所知。 每个人专业背景不同、认知不同，所以一本书的难易因人而异。对我来说，《上帝掷骰子吗》就是一本很“难读”的书。这本书以历史叙述为主，讲了量子物理学从无到有的曲折过程，讲了一代代科学家求知求真的故事。 本书作者并非科班出身，故能以通俗的方式把专业性极强的物理学知识普及给受众。日常生活中，我们都听过或用过“薛定谔的猫”、“平行世界”这样的词，却没想到在物理学的世界里，“薛定谔的猫”和“平行世界”竟然代表着量子论的不同解释，而关于量子论的解释，至今仍然是物理学中一个最神秘和不可捉摸的谜题。如今，量子理论的应用已经在各个领域都取得了巨大成功，但它依然“未完成”，学界依然为如何“解释”它而争吵不休。 教科书上一个简单的方程式背后，是科学家们反复实验和求证的结果，他们不断质疑，不断推倒重来，不断提出新理论……科学的进步，乃至社会的发展都是曲折前进的，我们站在巨人的肩膀上，推翻一个个巨人的统治，接着破而后立，又一次建立新的秩序。从始往复，生而不息。 “入之愈深，其进愈难，而其见愈奇”，读书越多，越觉自己无知。光到底是粒子还是波动？世界的真相是什么？时间为什么只能向着未来流逝？这些“为什么”是我从前未曾想过的问题，甚至根本不会去想的问题。这本书帮我开了脑洞，让我重新对这个世界产生好奇，而这份好奇，恰恰是独立思考、深度思考的基础。想要借由读书提升认知，的的确确需要走出阅读舒适区。
这本书和那本《天才在左 疯子在右》很像，都是非常流行，又非常糟糕，随意胡扯，信口雌黄，瞎编乱造。 第一，太多无聊、低幼的比喻和类比，令人尴尬和厌烦。 第二，作者曹天元就是个民科。学历是本科，专业不是物理，书中错误百出。比如他对于可证伪性的理解就是是错的，有错误的理解才会质疑可证伪性原则。再怎么说也轮不到他质疑波普尔。还有他竟然把佯谬这个词都用错了。所谓佯谬就是看起来是荒谬错误的，实际上是假的错误也即正确的。 第三，态度极其不严谨，随意瞎编。比如伽利略研究落体运动的一段故事就是瞎编的。搜索知网、谷歌学术、百度等，全网只有此书里有这一段。 第四，价值观有大问题。野蛮愚昧的基督徒对女数学家海帕西娅的残忍虐杀，却被作者说成了政治冲突。可见这个曹天元就是个渣渣，写的这本书也因此是个渣渣。