曾幾何時,出于某種自由的思考,冒出來一個觀點,即:未來是未知的,沒人會知道,一切的發(fā)生都是概率;過去是已知的,而且是必然發(fā)生。所以,每件事情的每一步的結(jié)果都有其原因,是有果必有因。然后,人們再根據(jù)這樣的邏輯,反過來導出每一件事的因果關(guān)系,總結(jié)出因果律,以預測未來。但這種預測有個前提,就是所謂的小概率事件不發(fā)生。
看了曹天元先生撰寫的《上帝擲骰子嗎》之后,受益匪淺!量子學說現(xiàn)在是如日中天,因為很有用,因為很有話題,還因為匪夷所思。高中物理我學的還不錯,但大學物理就一塌糊涂了。本著好奇與學習的態(tài)度,閱讀了這本入門級的量子科普書。
精彩,稍稍有點搞腦子,卻被我一口氣看完了。至少明白了大概的量子學理論概念,也瀏覽了一遍這些天才科學家們的風采,實在是敬佩,敬佩!
我不介意科普書里面有公式,甚至有點喜歡看到公式,因為數(shù)學公式是很直觀的,很好理解。比如德布羅意把普朗克量子公式與愛因斯坦的質(zhì)能公式放一起,推導出了一個有質(zhì)量的電子必定伴隨著一個波,進而提出導波的概念,而海森堡根據(jù)矩陣乘法不符合乘法交換律這個特點,異想天開的聯(lián)想到不確定性原理。
至少我很喜歡這樣的帶有數(shù)學公式的描述。
概率,不確定性原理,互補原理,這三個闡述是哥本哈根量子學派的基石,書中詳細而精彩的描述了這三個闡述由來的前因后果,著實有趣。還用了一句著名的“既生愛,何生波”來描述愛因斯坦與波爾之間在量子問題上的你來我往。
談起物理學,牛頓與愛因斯坦是兩個巨匠,波爾雖然每次在愛因斯坦提出的思想實驗中,都能夠準確的擊敗愛因斯坦,但這反過來不恰恰在證明愛因斯坦那個大腦真是太厲害,他的思維實驗竟然可以證明他所反對的量子學說。
曹先生在精彩的描述完哥本哈根派的勝利之后,筆鋒轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn),我覺得這是本書最精彩的時候開始了。
量子是微觀世界,和宏觀世界好像沒什么關(guān)心,但是薛定諤的貓把微觀世界的變化投射到了宏觀世界,于是,按照量子學理論,科學家們開始用邏輯與數(shù)學來講述宏觀世界了,原來多維空間,平行宇宙,以及現(xiàn)在大紅大紫的超弦,都是基于哥本哈根闡述的推算。
這真是太有趣了。從光是粒子還是波的,到后來的電子是粒子還是波,這個經(jīng)歷了幾百年爭論,到最后,盡然演化成了我們?nèi)祟惖囊庾R以及這個宇宙是怎么回事。這也就是這本書的標題,上帝擲骰子嗎?即,我們這個世界是不是由隨機產(chǎn)生的?并將一直隨機進行下去。
波爾說是的,愛因斯坦堅決反對。
回想我以前的思考,我不禁莞爾。我想我也可以用量子學說來描述了,即:未來就是波,波就是未知的,但所有的未來嚴格遵循薛定諤波函數(shù)存在著概率分布。當一秒鐘過后,原來的未來迅速的坍塌成一個點,成為過去,過去就是微粒,一個確定的狀態(tài),骰子已經(jīng)落地。
對于多維空間與平行宇宙的假設(shè),我更傾向于多維空間的闡述。我們雖說生活在一個三維空間中,但其實三維只是最簡潔的描述而已,因為從一個在空間中的原點是可以畫出無數(shù)根數(shù)軸的,空間中的一個點在這個坐標系中,長寬高是最簡潔的表述,當然還可以用諸如(a,b,c,d)這樣的四維坐標,甚至更多維的坐標。
這樣的話,表明現(xiàn)實空間只有一個,而量子的所有可能性存在于這個空間的不同維度上,這樣的維度可能是無窮的,是連續(xù)的,至少在數(shù)學上可以這么解釋。
而我們感受不到其他的可能性,是因為我們感受不到其他維度對我們的能量投射,這個是書中的解釋。
10個量子比特能夠同時處理2的10次方個二進制數(shù),這是怎么做到的?我們只知道量子能做到,但不知道為什么,原因是個謎。暫且用多維空間來解釋或許行得通,至少可以理解,量子的波其實是有地方呆著的。
而超弦理論也有意思,它是一個數(shù)學的推導結(jié)果。有史以來,人們都知道電子有自旋,觀測到的也是一個點,所以想當然的以為電子的粒子性就是一個像地球這般的圓形,可請問自旋成圓形的物體其本身就一定是圓形嗎?如果是一條兩頭固定的弦自旋起來之后,那看起來也是一個圓??!
真有趣,人類還在探索中,世界的真相究竟是什么?而我們的意識又是否真的應該被踢出物理假設(shè)嗎?還有,時間又怎么解釋呢?波粒二象性不也是時間搞出來的鬼嗎?
最后,慶幸讀了這本好書,向所有的科學家,特別是物理學家,數(shù)學家,化學家,生物學家,還有哲學家致敬!
(完)