不可能的六件事：一看就懂的量子物理课

编辑推荐——慧眼看PDF电子书

◆ 市场上有没有一本聚焦量子物理基本问题的书？如果你不是专业研究人员，这样的书真不好找！不是说的太浅，就是说的太深，这是普通人面对量子物理的首要问题。好了！这本书就是来解决这个问题的。

◆ 约翰·格里宾是一位知名的物理科普大师，也是一位多产的畅销书作家。可想而知，本书内容会让读者信服。他的量子物理科普著作已经被翻译成多种文字，誉满全球。

◆ 不懂量子物理的大人，正在落伍；不懂量子物理的孩子，无法拥抱未来！眼前放着一本专业而又一看就懂的量子物理书，那就赶快打开这本书吧！

内容简介——慧眼看PDF电子书

这是一次关于量子物理学核心观点的极简分享。

光究竟是粒子，还是波？

薛定谔的猫，怎么能既死又活？

相隔亿万光年的两个电子，为何可以“心有灵犀”？

世界只有在我们睁眼观察时才存在吗？

爱因斯坦，薛定谔，玻尔，泡利，德布罗意……名震寰宇的大师们争论不休，试图用他们天才的头脑解决量子物理问题，却陷入了一个谜团。

这本书提供的正是关于所有这些问题的解释，尽管这些解释无法彻底消除量子物理至今存在的神秘感，但是正如作者所言，每一种解释，都是一种不可或缺的慰藉。

在探索科学的过程中，我们即使终究不能获得完美解答，但是人类智慧的碰撞，却能带给我们莫大的启迪。

目录——慧眼看PDF电子书

前　言　这是怎么回事，阿尔菲？

人们需要量子的慰藉

故事一　核心神秘

故事二　交织在一起的网

慰藉一　不算非常出色的哥本哈根解释

慰藉二　不见得非常不可能的导航波解释

慰藉三　包袱过重的多世界解释

慰藉四　不相干的退相干解释

慰藉五　系综无法解释

慰藉六　无视时间的相互作用解释

结　论　完全没有理智条款

前言——慧眼看PDF电子书

这是怎么回事，阿尔菲？人们需要量子的慰藉

量子物理很奇特。至少我们觉得它很奇特，因为原子层次和亚原子层次的粒子世界的运行方式（如理查德·费曼所言，光与无知的行为）是由量子世界的规则决定的，而这些规则我们不熟悉，不是我们称之为“常识”的那些东西。

量子世界的规则似乎在告诉我们，一只猫可以同时是活着的或者死去的，而一个粒子可以同时在两个地方存在。的确，那个粒子同时也是一列波，而且量子世界里的每一种事物都既可以完全以波的术语（terms）解释，也可以完全以粒子的术语解释，全依喜好而定。埃尔温·薛定谔发现了描述波的量子世界的方程，维尔纳·海森堡发现了描述粒子的量子世界的方程，而保罗·狄拉克（Paul Dirac）则证明，对于描述量子世界而言，这两个版本（versions）完全等同。在20世纪20年代末，所有这些都是清楚的。然而让许多物理学家——更不用说普通人——感到万分压抑的是，无论当时还是后来，任何人都无法对量子世界的真实情况给出一个符合常识的解释。对于这种状况的一种反应是不理会这个麻烦，寄希望于它有一天会突然消失。如果你想要做点工作，比如设计一台激光器，解释DNA的结构或者建造一台量子计算机，这些方程（不管你愿意选哪一个）能够派上大用场。实际上，人们告诉一代又一代大学生 ：“闭上嘴，算你的就是。”不要问这些方程有什么意义，得出结果就行了。这就相当于让你把手指塞进耳朵，口中念念有词地说 ：“啦啦啦，我听不见你。”更愿意思索的物理学家用其他方法寻求慰藉。他们变着法儿地拿出了各种补救方法，多少有些拼着命地试图“说明”量子世界中发生的现象。

这些补救方法就是有关量子的慰藉，人们称它们为“解释”。在方程的层次上，这些解释中没有任何一种比别的解释更好，尽管那些解释者和他们的门徒都会告诉你，他们自己偏爱的解释才是不二法门，相信其他解释等于追随异端邪说。而另一方面，从数学来讲，也没有一种解释比任何别的解释差。很有可能，这说明我们漏掉了什么东西。或许有一天，我们会发现一种对于世界的辉煌的解释，它能做出与今天的量子理论同样的预测，而且非常合理。好吧，至少我们可以这样希望。与此同时，我认为，值得以一个不可知论者的方式，对量子物理学的一些主要解释加以综述。与一般常识相比，这些解释都很疯狂，而且其中的一些比其他的更疯狂。但在这个世界上，疯狂不一定错误，更疯狂不一定错得更厉害。我选择了六个例子，主要是为了说明我引用《爱丽丝梦游仙境》中的话合乎道理。我对它们的相对价值有自己的看法，但不想在这里透露，打算留给读者自己选择。或者，你当然也可以把手指塞进耳朵，嘴里说“啦啦啦，我听不见你说啥”。

但是，在给出这些解释之前，我应该先说清楚我们想要解释的是什么。科学的发展常常是走走停停的。但对于量子物理学的问题，以两个故事作为开始，并向查尔斯·路德维希·道奇森（Charles Lutwidge Dodgson）致以敬意，似乎是更为合适的。

约翰·格里宾

2018 年 6 月

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