今天我们一起阅读曹天元的《量子物理史话——上帝掷骰子吗》

一切都是上帝惹得麻烦,他说:“要有光。”于是就有了光,随之诞生了地球上的各种生灵,同时也让人类念念不忘一个问题:“什么是光?”是波?还是粒子?

从光是什么,我们就开始了一场精神分裂之旅。早期科学家分为两大派。牛顿说是粒子,爱因斯坦、普朗克则认为是波。当两派不可开交的时候,德布罗意发现光又是波又是粒子。要知道,波与粒子是完全不相容的两种特性。说光量子是波又是粒子,就像说一个人既是猛男又是靓女。这可是完全反常识的!

光的波粒之争尘埃未定,年轻的海森堡又有惊天大发现:量子不仅具有波粒二象性,而且,它是完全不确定的,你知道它的位置就不可能同时知道它的速度,你知道它的速度就不可能同时知道它的位置;它在什么地方、以什么面目出现,完全是一种概率!

于是,一系列量子物理的争论展开,爱因斯坦以“上帝不会掷骰子”的观点反对海森堡的不确定性原理,而玻尔反驳道:“不要告诉上帝怎么做”。

现在有两种观点:1、上帝是掷骰子的,所以量子具有不确定性,所有量子状态在观测前具有不确定性的状态,而观测者的出现会使这种不确定状态坍塌从而出现其中一种具体的表现形式,。2、上帝是不掷骰子的,休·埃弗莱特提出了“多世界”理论,即:平行宇宙理论。也就是说我们所在的宇宙会不断地分裂,我们每“观察”(这是一个唯心主义的词)一次它就会分裂一次,所有分裂的宇宙都平行地存在,因此所有的可能性也都同时存在;但我们只是生活在其中的一个宇宙中,无法感觉到别的宇宙。在另外的宇宙中,希特勒可能比美国抢先造出了原子弹;肯尼迪可能没有被刺杀;你的父母可能没有生你你甚至可能不存在……,

惊不惊喜?意不意外?量子学家泡利说:“脱胎于炼金术的科学,现在它似乎变得比炼金术更加神秘”。不管怎么说,科学家必须给出解释,更何况这些都是科学家自己捅出的漏子!于是就有了更多的派系,更多的理论,更多的论战……科学界由此乱成一锅粥。退相干、隐变量、波函数、超弦……

量子理论最为神奇之处在于:不管它的解释是多么的匪夷所思,它却是迄今为止最成功的理论,甚至比相对论还要成功。正是这种奇怪的理论使我们有了很多毫不奇怪的成果,比如电子显微镜、激光、半导体、核能……它是最吊诡的理论,也是最实用的理论。

无论哪种量子理论,对我们来说都是无法感知的存在,但是希望大家尝试阅读这本《上帝掷骰子吗》,因为量子物理涉及的广阔与宏大,能给生命带来一种豁达,让我们感到人世间的一切琐事,包括死亡都不再让人恐惧。

当然,这本书的描述有不准确甚至有根本性错误的地方,如果大家对科普类书籍感兴趣,建议去看看大佬们的书,比如霍金的《时间简史》、费曼的《费曼物理学讲义》……

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页面更新:2024-05-14

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