曾几何时,出于某种自由的思考,冒出来一个观点,即:未来是未知的,没人会知道,一切的发生都是概率;过去是已知的,而且是必然发生。所以,每件事情的每一步的结果都有其原因,是有果必有因。然后,人们再根据这样的逻辑,反过来导出每一件事的因果关系,总结出因果律,以预测未来。但这种预测有个前提,就是所谓的小概率事件不发生。
看了曹天元先生撰写的《上帝掷骰子吗》之后,受益匪浅!量子学说现在是如日中天,因为很有用,因为很有话题,还因为匪夷所思。高中物理我学的还不错,但大学物理就一塌糊涂了。本着好奇与学习的态度,阅读了这本入门级的量子科普书。
精彩,稍稍有点搞脑子,却被我一口气看完了。至少明白了大概的量子学理论概念,也浏览了一遍这些天才科学家们的风采,实在是敬佩,敬佩!
我不介意科普书里面有公式,甚至有点喜欢看到公式,因为数学公式是很直观的,很好理解。比如德布罗意把普朗克量子公式与爱因斯坦的质能公式放一起,推导出了一个有质量的电子必定伴随着一个波,进而提出导波的概念,而海森堡根据矩阵乘法不符合乘法交换律这个特点,异想天开的联想到不确定性原理。
至少我很喜欢这样的带有数学公式的描述。
概率,不确定性原理,互补原理,这三个阐述是哥本哈根量子学派的基石,书中详细而精彩的描述了这三个阐述由来的前因后果,着实有趣。还用了一句著名的“既生爱,何生波”来描述爱因斯坦与波尔之间在量子问题上的你来我往。
谈起物理学,牛顿与爱因斯坦是两个巨匠,波尔虽然每次在爱因斯坦提出的思想实验中,都能够准确的击败爱因斯坦,但这反过来不恰恰在证明爱因斯坦那个大脑真是太厉害,他的思维实验竟然可以证明他所反对的量子学说。
曹先生在精彩的描述完哥本哈根派的胜利之后,笔锋转了转,我觉得这是本书最精彩的时候开始了。
量子是微观世界,和宏观世界好像没什么关心,但是薛定谔的猫把微观世界的变化投射到了宏观世界,于是,按照量子学理论,科学家们开始用逻辑与数学来讲述宏观世界了,原来多维空间,平行宇宙,以及现在大红大紫的超弦,都是基于哥本哈根阐述的推算。
这真是太有趣了。从光是粒子还是波的,到后来的电子是粒子还是波,这个经历了几百年争论,到最后,尽然演化成了我们人类的意识以及这个宇宙是怎么回事。这也就是这本书的标题,上帝掷骰子吗?即,我们这个世界是不是由随机产生的?并将一直随机进行下去。
波尔说是的,爱因斯坦坚决反对。
回想我以前的思考,我不禁莞尔。我想我也可以用量子学说来描述了,即:未来就是波,波就是未知的,但所有的未来严格遵循薛定谔波函数存在着概率分布。当一秒钟过后,原来的未来迅速的坍塌成一个点,成为过去,过去就是微粒,一个确定的状态,骰子已经落地。
对于多维空间与平行宇宙的假设,我更倾向于多维空间的阐述。我们虽说生活在一个三维空间中,但其实三维只是最简洁的描述而已,因为从一个在空间中的原点是可以画出无数根数轴的,空间中的一个点在这个坐标系中,长宽高是最简洁的表述,当然还可以用诸如(a,b,c,d)这样的四维坐标,甚至更多维的坐标。
这样的话,表明现实空间只有一个,而量子的所有可能性存在于这个空间的不同维度上,这样的维度可能是无穷的,是连续的,至少在数学上可以这么解释。
而我们感受不到其他的可能性,是因为我们感受不到其他维度对我们的能量投射,这个是书中的解释。
10个量子比特能够同时处理2的10次方个二进制数,这是怎么做到的?我们只知道量子能做到,但不知道为什么,原因是个谜。暂且用多维空间来解释或许行得通,至少可以理解,量子的波其实是有地方呆着的。
而超弦理论也有意思,它是一个数学的推导结果。有史以来,人们都知道电子有自旋,观测到的也是一个点,所以想当然的以为电子的粒子性就是一个像地球这般的圆形,可请问自旋成圆形的物体其本身就一定是圆形吗?如果是一条两头固定的弦自旋起来之后,那看起来也是一个圆啊!
真有趣,人类还在探索中,世界的真相究竟是什么?而我们的意识又是否真的应该被踢出物理假设吗?还有,时间又怎么解释呢?波粒二象性不也是时间搞出来的鬼吗?
最后,庆幸读了这本好书,向所有的科学家,特别是物理学家,数学家,化学家,生物学家,还有哲学家致敬!
(完)
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