上帝掷骰子吗
上帝掷骰子吗内容简介
《上帝掷骰子吗》这本书是关于量子论的故事。量子论是一个极为奇妙的理论:从物理角度来说,它在科学家中间引起了最为激烈的争议和关注;从现实角度来说,它给我们的社会带来了无与伦比的变化和进步;从科学史角度来说,也几乎没有哪段历史比量子论的创立得到了更为彻底的研究。然而不可思议的是,它的基本观点和假说至今没有渗透到大众的意识中去,这无疑又给它增添了一道神秘的光环。这本书带读者做一次量子之旅,从神话时代出发,沿着量子发展的道路,亲身去经历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。除了回顾基本的历史背景,还将向着未来探险,去逐一摸索量子论面前的不同道路,闯入人迹罕至的未知境地,和先行者们一起开疆扩土。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。这本书适合任何有中学基本物理概念的读者。
热门摘录
不存在一个客观的,绝对的世界。唯一存在的,就是我们能够观测到的世界。物理学的全部意义,不在于它能够揭示出自然“是什么”,而在于它能够明确,关于自然我们能“说什么”。
退一步来说,由于理论中一些关键的部分比如希格斯波色子的假设到目前为止都尚未在实验中发现,甚至我们连粒子的标准模型也不能100%地肯定正确。
上帝是数学家, 唯一能够描述宇宙的语言是数学!
历史不是确定的实在,除非它已经被记录下来。 我们不能改变过去发生的事实,但我们可以延迟决定过去“应当”怎样发生。因为直到我们决定怎样观测之前,“历史”实际上还没有在现实中发生过! 宇宙的历史,可以在它已经发生后才被决定究竟是怎样发生的!
量子论认为在我们没有观察之前,一个粒子的状态是不确定的,它的波函数弥散开来,代表它的概率。但当我们探测之后,波函数坍缩,粒子随机地取一个确定值出现在我们面前。
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.
意识,简单地说,就是一个系统的算法,它"喜欢"那些大概率的输出, "讨厌"那些小概率的输出. 一个有着趋光性的变形虫也有意识, 只不过它"意识"的复杂程序比我们人类要低级好多好多倍罢了.
意识不是一个独立的存在, 而是系统复杂到了一定程度后表现出来的客观性质.它虽然是一种组合机制, 但脱离了具体的物质它也无法表现出来.
宇宙的历史, 可以在它已经发生后才被决定究竟是怎样发生的!
我们存在这个事实本身, 决定了宇宙的某些性质为什么是这样而不是那样的. 我思故我在.
波函数无需"坍缩", 去随机选择左还是右, 事实上两种可能都发生了! 只不过它表现为整个世界的叠加: 生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝, 而在另一个世界中, 人们观察到的电子则在右边!量子过程造成了"两个世界"!
"真实的, 完全的"宇宙态矢量存在于一个非常高维(可能是无限维)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"所构成(正如我们的三维世界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"感觉到的宇宙是不同的.
宇宙始终只有一个, 它的状态可以为一个总体波函数所表示, 这个波函数严格而连续地按照薛定谔方程演化.
不受观察的电子必定同时感受到了"左缝世界"和"右缝世界"的信息, 不然如何产生干涉呢? 这其实还是老问题: 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呢?
只要一个理论能够被证明为"错"但还未被证明"错",我们就暂时接受它为可靠正确的。不过它必须随时积极地面对证伪,这就是为什么科学总是在自我否定中不断完善。
我们的世界本质上就是统治性质的,没有一个物理理论可以描述“单个”的事件,事实上,在我们的宇宙中,只有‘系综’,或者说‘事件的全集’才是有物理意义的。
......可是一旦我们去观察实验结果,这就把我们自己的大脑也牵涉到整个系统中来了。关键是,我们的大脑足够“大”,包含了足够多的粒子!足够大的物体与光子的相互作用使它迅速地得到了一个相对精确的定位! 推而广之,因为我们长着一个大脑袋,所以不管我们看什么,都不会出现位置模糊的量子现象。
宇宙在薛定谔方程的演化中被投影到多个“世界”中去,在每个世界中产生不同的结果。这样一来,在宇宙的发展史上,就逐渐产生越来越多的“世界”。历史只有一个,但世界有很多个!
到底在多大程度上,物理理论如同人们所骄傲地宣称的那样,是对于大自然的深刻“发现”,而不属于物理学家们杰出的智力“发明”?
停止争论吧,上帝真的掷骰子!随机性是世界的基石,当电子出现在这里时,它是一个随机的过程,并不需要有谁给它加上难以忍受的条条框框。全世界的粒子和波现在都得到了解放,从牛顿到麦克斯韦写好的剧本中挣扎出来,大口地呼吸自由空气。它们和观测者玩捉迷藏,在他们背后融化成概率波弥散开去,神秘地互相渗透和干涉。当观测者回过头去寻找它们,它们又快乐地现出原形,呈现出一个面貌等候在那里。这种游戏不至于过火,因为还有波动方程和不确定性原理在起着规则的作用。而统计规律则把微观上的无法无天抹平成为宏观上的井井有条。
……贝尔不等式这把双刃剑的确威力强大,但它斩断的却不是量子论的辉光,而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想!
有一次狄拉克在某大学演讲,讲完后一个观众站起来说:“狄拉克教授,我不明白你那个公式是如何推导出来的。”狄拉克看着他久久地不说话,主持人不得不提醒他,还没有回答问题。“回答什么问题?”狄拉克奇怪地说,“他刚刚说的是一个陈述句,不是一个疑问句。”
猫也在不停观察着自己啊。这的确是至关重要的区别,人有能力测量自己活着与否,而猫不能。意识这个字眼出现在物理学中。
只是赫兹却没有想到,他的这个决定在冥冥中忽然改变了许多事情。他并不知道,自己已经在电磁波的实验中亲手种下了一个幽灵的种子,而顶替他去柏林任教的那个人,则会在一个命中注定的时刻把这个幽灵从沉睡中唤醒过来。在那之后,一切都改变了,在未来的30年间,一些非常奇妙的事情会不断地发生,彻底地重塑整个物理学的面貌。一场革命的序幕已经在不知不觉中肖悄拉开,而我们的宇宙,也即将经受 场暴风雨般的洗礼,从而变得更加神秘莫测,光怪陆离,震撼人心。
《黄金时代》
波动说认为,光不是一种物质粒子,而是由于介质的振动而产生的一种波。p9
《乌云》
《火流星》
《白云深处》
《曙光》
上帝掷骰子吗书评
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