你知道量子力學(xué)嗎涮因？

它的名字絕對如雷貫耳奸汇，少有人沒聽說過它的大名。好像著名的薛定諤的貓講的就是量子力學(xué)秀姐，那只可憐的貓不是活著也不是死了慈迈，而是處于兩者疊加的狀態(tài)。

然后量子力學(xué)應(yīng)該講的是微觀世界里各種粒子的運(yùn)動規(guī)律省有，它們和宏觀世界的規(guī)律完全不同痒留。

再然后，可能就不太清楚了蠢沿。

沒錯伸头，這些都屬于量子力學(xué)∠象埃可你了解量子力學(xué)嗎恤磷？

如果不是專門研究量子物理的，或是對它有興趣的朋友雪侥，很少會真正了解量子力學(xué)碗殷。但都知道它的大名，可見它是多么的著名速缨。不信锌妻，其他任何一個領(lǐng)域你不了解它還能知道名字的也是屈指可數(shù)的。

其實量子力學(xué)與我們的生活息息相關(guān)旬牲，從電腦到激光仿粹，從核能到生物技術(shù)，幾乎沒有哪個領(lǐng)域不涉及量子力學(xué)原茅。它誕辰距今已經(jīng)超過100年了吭历，但仍然是當(dāng)今物理界最前沿的學(xué)科，誰能再往前探索一小步擂橘，也絕對是人類史上的一大步晌区。

但奇怪的是，直到今天通贞，量子力學(xué)的一些基本思想和內(nèi)容仍然不被大眾所熟知朗若。它很有名，也很重要昌罩，但沒有多少人了解它哭懈。

其中很重要的原因，就是量子力學(xué)實在是太難懂了茎用。它究竟講的是什么遣总，這個問題至今也很難回答睬罗。它的出現(xiàn)直接沖垮了整個物理學(xué)的基本思想，導(dǎo)致對我們整個世界的認(rèn)知也產(chǎn)生了天翻地覆的變化旭斥，甚至在自然哲學(xué)觀上容达，量子力學(xué)也帶給人類前所未有的沖擊和震撼。它的觀念是如此革命琉预，連最前衛(wèi)的科學(xué)的潛意識里也對它有深深的懼意董饰。量子力學(xué)的旗手、奠基人圆米，偉大的玻爾都要說：“如果誰不為量子力學(xué)感到困惑卒暂，那他就沒有理解量子力學(xué)÷μ”

就拿那只著名的薛定諤的貓來說也祠。什么？一只貓近速，在沒有觀察它的時候诈嘿，沒有活也沒有死，而是半死不活削葱。天吶奖亚，生活中從來沒有見過這樣的貓啊!這個時候量子力學(xué)說話了：“只要一觀察它，本來兩種狀態(tài)疊加的貓就坍塌到一種狀態(tài)析砸，在生活中我們只要能看到貓昔字，就是在觀察它，那么貓的狀態(tài)也就坍塌成了要么是活的要么是死的首繁，而看不到理論中非死非活的情況作郭。”

這個時候也許你會問：“什么叫觀察呢弦疮？難道只有人去看它才叫觀察嗎夹攒？另一只貓看它，或照相機(jī)拍攝算不算觀察呢胁塞？”

量子力學(xué)又說：“很好咏尝，你已經(jīng)接觸到了我最神秘的部分，那就是人的意識會影響客觀世界啸罢。的確只有人類觀察才會讓貓的狀態(tài)改變编检，因為只有人類才有意識∷趴罚”

“等一下等一下蒙谓〕饧荆”你迫不及待地打斷它的話训桶，“意識累驮？物理的世界難道不是客觀的嗎？意識這種唯心的東西居然也能混進(jìn)物理的殿堂里來舵揭“ǎ”

量子力學(xué)哈哈大笑，“這正是我令人不解的地方午绳，別說是你了置侍，100年之前，我被物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的時候拦焚，包括愛因斯坦蜡坊、玻爾、海森堡這些最有名的科學(xué)家赎败，也都大惑不解秕衙。他們每個人只在我身上挖掘一點東西，諾貝獎的獎?wù)戮蜁煸谒麄兩砩辖┕危肯蚯白咭徊骄萃麄€世界都會為之驚嘆「愀猓”

你一定會問：“究竟是什么回事呢勇吊？量子力學(xué)到底在講什么？”

《量子物理史話——上帝擲骰子嗎窍仰？》這本書就來解答這些疑團(tuán)汉规，作者是曹天元,一位不愿透露過多個人信息的科學(xué)愛好者，據(jù)說他的足跡遍布中國和美國辈赋，涉獵甚廣鲫忍。我想他一定擁有一個有趣的靈魂，否則怎么能把科普也描寫得跌宕起伏钥屈、引人入勝悟民。這本書帶我們回到100余年前量子力學(xué)初生的年代，重溫那段波瀾壯闊的歷史篷就，那段人類的智慧天才交相輝映的歷史射亏。在全世界最矚目的舞臺上，最天才竭业、最聰明的科學(xué)家們共同出演了一幕幕驚心動魄的科學(xué)戲劇智润。普朗克、愛因斯坦未辆、玻爾窟绷、薛定諤、波恩咐柜、泡利兼蜈、德布羅意攘残、海森堡......

好，演員到齊为狸，好戲就要開始了歼郭。

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就像在武俠世界里每一個門派都有第一代掌門一樣，量子力學(xué)的開山鼻祖是德國物理學(xué)家馬克思普朗克辐棒。

是他把量子這個幽靈從深深的沉睡中喚醒病曾，以至于后來把整個經(jīng)典物理構(gòu)建的大廈徹底顛覆。是他親手打開了量子世界的大門漾根，卻被門外的世界嚇得目瞪口呆泰涂。這個新興的門派，絕不僅僅是普朗克最初想象的把物理學(xué)進(jìn)行小修小補(bǔ)辐怕，而是整個摧毀和重建负敏。

但在量子初生的那個年代，一切都還風(fēng)平浪靜秘蛇，經(jīng)典物理的末日余暉還未散盡其做，人們甚至認(rèn)為物理的世界已經(jīng)基本建成，剩下的不過是查缺補(bǔ)漏赁还。在1900年妖泄，英國的開爾文公爵樂觀的表示，物理已經(jīng)實現(xiàn)了大一統(tǒng)艘策，只是還有兩朵小的烏云還未解決蹈胡。第一朵是邁克爾遜-莫雷實驗令人吃驚的結(jié)果，第二朵是黑體輻射中的難題朋蔫。但不要緊罚渐，應(yīng)該很快就會解決的。

我們不必知道這兩多在當(dāng)時看來微不足道的烏云具體是什么驯妄，只要知道這兩朵烏云后來給整個世界帶來了怎樣驚心動魄的變化荷并。

第一朵烏云，最終導(dǎo)致了相對論的爆發(fā)青扔。

第二朵烏云源织，最終導(dǎo)致了量子力學(xué)的爆發(fā)。

開爾文的演講如同末日的讖語微猖，物理世界在新的世紀(jì)注定要爆發(fā)出洪水和大火谈息，將舊世界滌蕩和燃燒干凈，曾經(jīng)高枕無憂的人們不得不流落荒野凛剥，在痛苦的探索中度過未來30年顛沛流離的生活侠仇。最終這兩朵烏云散盡，陽光傾灑大地犁珠，物理學(xué)迎來涅盤重生逻炊，建構(gòu)了兩幢更加堅固壯麗的城堡踢代。

普朗克正是在研究第二朵烏云——黑體輻射時打開了量子這個潘多拉魔盒的。

普朗克經(jīng)過幾個星期忙碌的研究嗅骄，終于看到了勝利的曙光，但呈現(xiàn)在他眼前的一個完全意想不到的景象：

能量在發(fā)射和吸收的時候饼疙，不是連續(xù)不斷的溺森，而是分成一份一份的。

就是這句話窑眯，讓盛極一時的物理帝國開始土崩瓦解屏积，最后倒塌得干干凈凈。

普朗克發(fā)現(xiàn)磅甩，能量在傳遞過程中炊林，必須有一個最小的單位，不可以無限細(xì)分下去卷要。他把這個最小的單位取名為“量子”渣聚。

那是1900年12月14日，普朗克在德國物理學(xué)會上宣讀了他名留青史的《黑體光譜中的能量分布》的論文僧叉，這一天是量子的誕辰奕枝。從此，這個幽靈開始在歐洲的上空游蕩瓶堕。

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緊跟著隘道，把量子發(fā)揚(yáng)光大的是整個20世紀(jì)最重要的兩位物理學(xué)家：愛因斯坦和玻爾。

1905年郎笆，愛因斯坦用“光量子假說”解釋了光電效應(yīng)谭梗，成為了量子論的奠基石之一，并在后來因此活得了諾貝爾獎宛蚓。他指出光的傳播也如能量一般激捏，是有一個最小的單位。也就是說凄吏，光是由一個一個的光子組成的缩幸。

在那個時候關(guān)于光的本質(zhì),人們還是認(rèn)為光是一種波動，而“粒子說”則被打壓了近百年而沒有出頭之日竞思。愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)把關(guān)于光本質(zhì)的“波粒之爭”又一次推向了高潮表谊，大戰(zhàn)一觸即發(fā)。

而稍晚一些盖喷，丹麥物理學(xué)家尼爾斯玻爾于1911年動身去英國學(xué)習(xí)爆办，這次學(xué)習(xí)讓他結(jié)識了他的恩師盧瑟福，從此课梳，他仿佛手握能照亮混沌黑暗的宇宙的火炬距辆，能避開滿路荊棘的山路的利斧余佃，天空閃耀起耀眼奪目的光芒，物理世界的前路已經(jīng)開辟出了一條嶄新的道路跨算。

次年爆土，玻爾完成學(xué)習(xí)回到祖國丹麥。臨行前盧瑟福給于了他極大的鼓勵诸蚕，只是恐怕盧瑟福也沒有想到這個害羞的青年會在很大程度上改變?nèi)藗儗κ澜绲慕K極看法步势，他會成長為原子物理的泰山北斗，是整個量子物理學(xué)家們背后的精神領(lǐng)袖背犯。

最終坏瘩，玻爾發(fā)現(xiàn)了氫原子的電子的量子化軌道，解決了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題漠魏。同樣因為這個發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾獎倔矾。后來玻爾又提出了一系列假說來豐富量子力學(xué)，同時他還創(chuàng)立了哥本哈根學(xué)派柱锹，讓丹麥成為了世界上研究量子物理的中心哪自。后面將會陸續(xù)登場的重要人物要么都來自哥本哈根學(xué)派，要么也與其有很深的淵源禁熏。

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在玻爾之后的物理學(xué)界提陶，充滿了未知的不安。玻爾雖然用量子解釋了電子的運(yùn)動規(guī)律匹层，但缺陷也同樣明顯隙笆。他后來陸續(xù)提出的修補(bǔ)也不能令人信服。整個世界都試圖搞清楚光究竟是粒子還是波動升筏，都翹首以盼著一個更偉大的理論的降臨撑柔。

大風(fēng)起兮，霧雨皆散您访，原來人們已經(jīng)站在了山巔之上铅忿。極目望去，滿眼風(fēng)光灵汪。

這個帶領(lǐng)我們走出迷霧的人檀训，是海森堡。

他運(yùn)用數(shù)學(xué)里的矩陣享言，給量子力學(xué)創(chuàng)造了一個新的形式峻凫，而且還包含了牛頓的經(jīng)典力學(xué)，可以說是一種適用范圍更廣的公式览露。海森堡創(chuàng)立的新體系超越了他的導(dǎo)師玻爾的舊體系荧琼，將量子的領(lǐng)域擴(kuò)大到未知的地帶。

而同時，奧地利人薛定諤決定用更簡潔的的方式描繪原子里電子的不連續(xù)的能量命锄。他吸取德布羅意研究的成果堰乔，只用一個波動方程就可以。這就是名動整個20世紀(jì)物理史的薛定諤波動方程脐恩。

但海森堡和薛定諤都互相不認(rèn)可對方的工作镐侯。矩陣力學(xué)，還是波動方程驶冒？全新的量子論誕生還不足一年苟翻，就已經(jīng)面臨著內(nèi)戰(zhàn)了。

前面已經(jīng)講到關(guān)于光的本質(zhì)只怎，是粒子，還是波怜俐？一直沒有定論身堡。仿佛它一會表現(xiàn)為粒子，一會又表現(xiàn)為波拍鲤。矩陣力學(xué)和波動方程贴谎，都在宣稱自己才是自然界的主宰，對光季稳、電擅这，一切物理現(xiàn)象都擁有絕對主權(quán)，根本容納不下對方景鼠。

光的本質(zhì)仲翎，到底是粒子還是波？這個長達(dá)300余年的戰(zhàn)役铛漓，其間參戰(zhàn)的都是物理史上偉大的人物：牛頓溯香、胡可、惠更斯浓恶、楊玫坛、菲涅耳、麥克斯韋包晰、赫茲湿镀、愛因斯坦......終于，現(xiàn)在到了最后一戰(zhàn)伐憾。

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首先是海森堡從他的矩陣中驚奇地發(fā)現(xiàn)了不確定性這一量子力學(xué)中最玄妙的東西勉痴。而玻爾——這位量子物理的泰斗——在參考了海森堡的研究后，最終得出了一個驚人的結(jié)論：光即是一種粒子树肃，也是一種波動蚀腿。

光子或電子，可以展示出粒子的一面，同樣可以展示出波的一面莉钙，這完全取決于人們?nèi)绾斡^察它廓脆。一旦觀察方式確定了，電子就以其中一種形式出現(xiàn)磁玉，這就是著名的“互補(bǔ)原理”停忿。

而“觀察”，則會影響電子或光子的狀態(tài)蚊伞，也就是當(dāng)你想確定它的位置席赂，就無法得知它的動量，反之亦然时迫。也就是粒子具有不確定性颅停，這也是后來愛因斯坦和玻爾最大的分歧，愛因斯坦至死也不相信這個該死的不確定性掠拳，但玻爾以及身后的一大批物理學(xué)家已經(jīng)把這個理論建立的恢弘無比癞揉。

玻爾的“互補(bǔ)原理”，和波恩的概率解釋溺欧，海森堡的不確定性喊熟，三者共同構(gòu)成了量子力學(xué)的“哥本哈根解釋”的核心，至今仍影響著我們對宇宙的終極認(rèn)識姐刁。

300年大戰(zhàn)的硝煙散盡芥牌，結(jié)局竟然是這樣，真是叫人意外聂使。這種奇妙的結(jié)合壁拉，就是鼎鼎大名的“波粒二象性”。

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如同當(dāng)年“量子”這個幽靈被放出來一樣柏靶，“不確定性”的出現(xiàn)讓物理界爭吵不斷扇商。一方是以玻爾為代表的哥本哈根學(xué)派，堅信這個世界是不確定的宿礁；而另一派的實力也不逞多讓案铺，由愛因斯坦坐鎮(zhèn)，主張世界是有規(guī)律的梆靖、可以被準(zhǔn)確觀測的控汉。

在幾次索爾維會議上的交鋒之后，玻爾逐漸占據(jù)了上風(fēng)返吻，雖然愛因斯坦奮力反擊姑子，但他的陣地越來越少，身邊支持的人都逐漸轉(zhuǎn)向了對方测僵，直到那個關(guān)于“量子糾纏”的實驗結(jié)束后街佑，愛因斯坦徹底輸了谢翎。

但這是一個漫長的過程，就像一場戰(zhàn)役沐旨，經(jīng)歷了幾起幾落森逮，愛因斯坦陣營甚至一段時間內(nèi)占據(jù)了優(yōu)勢。主力大將薛定諤提出他那個著名的“薛定諤的貓”就給玻爾他們帶來了長久的困擾磁携。

之前我們討論的都是在量子層級上褒侧，沒有什么概念，但現(xiàn)在把貓這種日常生活中的東西加進(jìn)來谊迄，由微觀變成宏觀闷供，就不太一樣了。如果光是粒子又是波统诺，那貓為什么不是既死又活呢歪脏，在現(xiàn)實中為什么沒有疊加呢？

當(dāng)然有那些不厭其煩的解釋：貓的確既死又活粮呢，只不過在觀察時坍塌成了其中一種狀態(tài)婿失；還有它們在一個宇宙中活著另一個宇宙里死了；還有貓從未死活鬼贱，而是由看不見的隱變量決定的......諸如此類移怯。但人們總有一種預(yù)感香璃，一定有更好的这难、更可靠的答案，不需要什么意識就能解釋的完美的答案葡秒。

再往后的解釋令人炫目而多樣姻乓。比如“退相干歷史”，我們看到的一切都是所有的可能性的總和眯牧，在每一個方向上的干涉互相抵消蹋岩，就是所謂的“退相干”。

很令人抓狂学少，但這只是眾多解釋中的其中一種剪个。我們在經(jīng)歷了解釋量子的眾多條路而無功而返時，突然發(fā)現(xiàn)版确，自己已經(jīng)站在一個巨大迷宮中央扣囊，每一條路都是一個未知的世界。在量子誕生近100年后绒疗，我們對身處的宇宙了解了更多侵歇，本以為從黑夜走到了認(rèn)知的黎明，卻發(fā)現(xiàn)我們不了解的其實更多吓蘑。

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量子力學(xué)的路仍未走到盡頭惕虑，注定要繼續(xù)影響物理學(xué)的未來。它無往而不利，在廣闊的疆域里開疆拓土溃蔫，意欲把一切都囊括在內(nèi)健提。如今，只差最后的終極挑戰(zhàn)酒唉，便能實現(xiàn)天下一統(tǒng)矩桂。但固守最后一座城池的是一個前所未有的強(qiáng)大的對手——廣義相對論。

要知道痪伦，愛因斯坦最后幾十年里做的最重要的工作侄榴，就是試圖把廣義相對論和量子力學(xué)結(jié)合起來，形成萬能理論网沾。但很可惜癞蚕，他終其一生都未能做到。

后世的科學(xué)家們辉哥，一代又一代桦山，試圖把相對論囊括到量子力學(xué)里來，這其中最聲名遠(yuǎn)揚(yáng)醋旦、時髦無比的就是超弦理論恒水。

弦理論認(rèn)為世界上所有的光子、電子等這些粒子饲齐，并不是傳統(tǒng)意義上的沒有長寬高的點钉凌，而是有開放或閉合的一根根弦組成，弦的不同振動方式構(gòu)成了自然界中不同的粒子捂人。我們生活在一個十維空間里御雕，但其中六維蜷縮起來，平時看不到滥搭。

而只超弦理論就有不同的五種酸纲，后來又提出了包含這物種理論的M理論......但不管是哪種理論，它們都還剛剛起步瑟匆，仍有很長的路要走闽坡。

篳路藍(lán)縷，方興未艾愁溜。量子力學(xué)的百年探索疾嗅，把我們的認(rèn)知帶去到了一個前所未有的高度，暮然回首祝谚，看著那些偉大的成就宪迟，想著那些偉大的名字，不覺喜上心頭交惯。但抬頭望望前路次泽，路漫漫其修遠(yuǎn)兮穿仪，誰知道今日建造的量子力學(xué)帝國大廈，不會像曾經(jīng)的經(jīng)典力學(xué)那樣頃刻間灰飛煙滅意荤、土崩瓦解呢?

俱往矣啊片！前方有無數(shù)條路，同時前面已經(jīng)沒有了去路玖像。一切紫谷，都需要人類的天才和勤奮去開拓創(chuàng)新【枇龋《量子物理史話》只能把我們送到這個地方笤昨，剩下的，讓時間來告訴我們答案吧握恳。