? ? 量子力學是人類科學發(fā)展史上的一座里程碑。但我們一般只聽過量子力學這個詞，對其內(nèi)涵真正了解的人并不多。從本書標題能夠看出，這是一本寫給孩子的量子力學科普讀物。而通篇讀來，個人感覺這也是一本非常適合成年人閱讀的入門讀物。
? ? 在介紹量子世界之前，有必要先介紹一下經(jīng)典世界。20世紀以前，我們對經(jīng)典世界的認知主要來自于牛頓，在牛頓爵士的成名作《自然哲學的數(shù)學原理》中，他建立了一門全新的學科——經(jīng)典力學，也叫牛頓力學。其核心是牛頓三定律和萬有引力定律。
? ? 牛頓第一定律說的是如果沒有外力，物體會一直保持他原有的運動狀態(tài)。
? ? 牛頓第二定律說的是力能改變物體運動的速度。
? ? 牛頓第三定律說的是如果你對物體施加一個作用力，就會收到物體給你得一個大小相等、方向相反的反作用力。
? ? 而萬有引力定律則說的是任何兩個有質(zhì)量的物體之劍都會存在一個彼此吸引的力，其大小與兩個物體只倆個的乘積成正比，而與兩個物體間距離的平方成反比。
? ? 這四條定律為我們揭示了生活中各種現(xiàn)象的成因。可以說在宏觀世界里，我們的日常生活中，大到日月星辰，小到柴米油鹽，全都可以用牛頓爵士發(fā)現(xiàn)的這幾條定律來描述。
在這舉個例子對經(jīng)典力學做一個詮釋：假設有一個茶杯，倒扣在桌子上，形成一個密閉的空間。然后，我們把目光聚焦在這一空間內(nèi)的分子上（空間內(nèi)存在大量分子），這個分子的運動軌跡在我們看來應該是無序的，我們無法判斷他下一個時刻的位置。而現(xiàn)在我們假設有一臺超級計算機，能夠掌握并運算出所有分子的各種狀態(tài)參數(shù)，那么根據(jù)牛頓的四個定律，只要計算機運算能力夠，便能運算出某個分子下一個時間的位置和運動狀態(tài)，同時也能推導出之前任何一個時刻該分子的位置和狀態(tài)。
那么由此推廣開來，我們整個世界未來某一時刻的運動狀態(tài)也能通過一臺具有超強運算能力的計算機，運用牛頓四個定律計算出來。做一個形象的比喻，我們整個宇宙，成為了一個超級復雜的機械，他的運動狀態(tài)是可以預知的。這樣便引出了另一個不可思議的問題，是不是我們經(jīng)歷的所有事都是注定的，不可改變的？在這一前提下，又可以推斷出，我們?nèi)祟惛揪蜎]有什么自由意志，一切都是早已注定的！是不是有點可怕呢？
而量子世界的發(fā)現(xiàn)，則完全打破的這一理念。1900年，普朗克有了一個驚人的發(fā)現(xiàn)，物體熱輻射所發(fā)出的光，其能量并不是連續(xù)的，而是一份一份的，大小等于光的頻率乘以一個很小的常數(shù)（普朗克常數(shù)）。而我們所說的“量子化”其實就是指這種物理量本身不連續(xù)、總是一份一份分布的特性。也就是說量子并不是一種物質(zhì)，而是一種能量分布狀態(tài)。所有遵從量子力學的東西都被叫做量子。之后，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了光子和光電效應，海森堡在1927年發(fā)現(xiàn)了量子力學的不確定性原理。自此，量子力學的大門真正朝我們打開。那么不確定性原理到底指什么呢？是指原子及更小單位粒子的位置和速度不可能被同時測準，因此無法精確地算出他未來的運動情況。事實上，微觀粒子根本沒有確定的運動軌道，而是像云霧似地彌散在很多地方。當一個原字處于一個簡單的原子狀態(tài)時，他是不確定的。但如果一個原子成長成一個很大的分子，那他就變成了一個經(jīng)典的物體，就確定了，這也解釋了經(jīng)典世界的物質(zhì)為什么不會突然坍塌和爆炸的原因。
? ? 量子力學誕生以來，已經(jīng)為人類作出了巨大的貢獻，比如半導體二極管和三極管的發(fā)明，直接促成了集成電路那只計算機也的發(fā)展，這給人類科技指數(shù)級發(fā)展速度，提供了堅實的基礎。但任何一個事物的發(fā)展都有其臨界點和瓶頸。有專家預計，到2030年，摩爾定律將失效，因為那時的晶體管會小到原子級別，而到了那個級別，不確定性原理將取代我們經(jīng)典世界的牛頓定律，從而無法得出確切的結(jié)果。而那時，量子計算機將是一個發(fā)展趨勢，不過，其中的路還很漫長。
