日新录(元月31日 晴)

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        上帝掷骰子吗? 爱因斯坦:亲爱的波尔,上帝不掷骰子! 波尔:爱因斯坦,别去指挥上帝怎么做! 霍金:上帝不但掷骰子,他还把骰子掷到我们看不见的地方去!

        量子论的故事由一个不起眼的线索开始,曲径通幽,渐渐地落英缤纷,乱花迷眼。正在没个头绪处,突然间峰回路转,天地开阔,如河出伏流,一泄汪洋。然而还未来得及一览美景,转眼又大起大落,误入白云深处不知归路……量子力学的发展史是物理学上最激动人心的篇章之一,我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌,却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生。最革命的思潮席卷大地,带来了让人惊骇的电闪雷鸣,同时却又展现出震撼人心的美丽。我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来,却更加坚定了对胜利的信念。 量子理论是一个复杂而又难解的谜题。

        今天,我们的现代文明,从电脑,电视,手机到核能,航天,生物技术,几乎没有哪个领域不依赖于量子论。但量子论究竟带给了我们什么?这个问题至今却依然难以回答。在自然哲学观上,量子论带给了我们前所未有的冲击和震动,甚至改变了整个物理世界的基本思想。它的观念是如此地革命,乃至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。现代文明的繁盛是理性的胜利,而量子论无疑是理性的最高成就之一。但是它被赋予的力量太过强大,以致有史以来第一次,我们的理性在胜利中同时埋下了能够毁灭它自身的种子。以致量子论的奠基人之一波尔都要说:“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论。”

        物理学的发展史上,有两个时期,绝对称得上是史上最伟大的时代。17世纪末,牛顿以《自然哲学的数学原理》出版宣布了近代物理学正式创立。20世纪初,相对论和量子论彻底推翻和重建了整个物理学体系,至今深深困扰和影响着今天的我们。光的本质是什么?是波动还是微粒?过去的400年中两个派系数次交锋。起先,以牛顿为首的微粒说依靠经典力学的奠基,在物理界获得了普遍的公认地位。随后,后起之秀托马斯杨悄然间发现了干涉现象,波动界的干涉条纹撼动了整个微粒世界。麦克斯韦于1856,1861,1865年连发三篇关于电磁理论的论文——预言光是一种电磁波,并于1887年被赫兹证明,使波动说在第二次波粒战争中登顶加冕。历史总是这样,一边落英缤纷,乱花迷眼,一边又是乌云乍起,电闪雷鸣。随着实验研究的深入。物理界阳光灿烂的天空漂浮着两朵小乌云,经典力学在以太和麦克斯韦——波尔兹曼能量均分学说上遇到问题。第一朵乌云导致了相对论革命的爆发,而第二朵导致了量子论革命的爆发。紧接着,第三次,第四次的波粒战争接踵而至。而伟大的真理,则在烈火和暴雨中实现涅槃。在痛苦的上下求索的30年里,验证了光的波粒二相性及相对论和量子力学的正确性。  整个量子物理的发展,是基于无数次试验和交锋中蹒跚中前进的。有时,灵光稍纵即逝,或许它并不起眼,但正是这一个个小小的不起眼,奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第预言了磁生电,海森堡在量子物理中引入了晦涩的矩阵……薛定谔的猫,在不确定度和P数上努力延伸,完成了量子物理学的部分奠基工作,在虚无缥缈的理论中,历史给予了他们最好的褒奖。

        上帝掷骰子吗?本书以此为题,揭示的是量子物理中最鲜明的特点——不确定度。整个量子物理的发展史扑朔迷离,但更可贵的是在这背后拓荒研究的科学家们!

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