空中的一小块陆地

首先我要感谢作者充满激情的写作风格，如果不是作者以武侠高手对决的方式来描述量子科学的发展，恐怕我是没有耐心将这部史话看完的。

 

上帝说：要有光，于是就有了光。可是恐怕连上帝也想不到，“光究竟是什么？”这个问题，竟然是如此深远地影响了现代物理学的发展！

 

小说以两种对光的解释学派——“微粒说”与“波动说”（呵呵，听起来有点像华山派的气宗与剑宗）——之间的较量拉开帷幕。1704年，绝顶高手——牛顿的“光学”奠定了“微粒说”的全面胜利，“微粒说”从此占据江湖上百年；1807年，天才托马斯*杨以一招“双缝干涉实验”开始了“波动说”的绝地反击，在经过数十年的奋战，随着麦克斯韦电磁理论的大获全胜，“波动说”一统江湖，意气风发。

 

这也是物理学最为得意洋洋的日子，人们认为整个宇宙的运作规律已经尽在掌握中，“物理学的未来，将只有在小数点第六位后面去寻找”。也就是说关于这个世界，我们应该知道的，都已经知道了，剩下的工作只是务求更加精确而已。

 

然而就在这个时候，人们发现“在物理学阳光灿烂的天空中漂浮着两朵小乌云”，作者写到：

 

 

看到这里，你也觉得很爽吧，我就是忍不住地一直追下去想看看到底接下来发生了什么事情。什么相对论、量子论都是我们常常能够听到的名字，但基本上也就仅仅限于名字而已，不过看了这本书后，十有八九你会跟我一样对量子论更加困惑（呵呵），但这是在有所了解之后的困惑。

 

 

海森堡提出的“uncertainty principle”最初的中文译名是“测不准原理”，说的是任何物体的一些成对的性质，比如位置和动量(动量是物体的质量和速度的联合)，不可能两者同时精密测定。我觉从测量的角度来说，这个比较好理解。然而这个原理的关键在于它其实是与“测量”无关的，“不确定性”是量子物理的固有属性，变成“不是我们测不准，而是量子本质就是不确定的”，这就有点让人费解了。

 

例如能量和时间这一对特性同样具有“不确定”的特性，在足够短的时间段上，物体的能量是不确定的，这个“不确定”甚至可以导致能量被“无中生有”地创造出来，导致包括我们在内的这个宇宙都有可能是从“虚无（没有质量、没有时间）”中产生的，不免让我开始头晕了。

 

接下谈谈1807年托马斯*杨发明的“双缝干涉实验”，这个实验所得到的干涉图像图像证明了光是一种波，然而爱因斯坦等人后来又发现光其实是一种粒子，那么如果只用让一个光子来进行“双缝干涉实验”，会得到一个亮点还是一个很弱的干涉图像呢？实验证明这种情况下只能得到一个亮点，然而不可思议的是如果将光子一个接一个地发射出去，这些亮点就会慢慢组成干涉图像。真是活见鬼了，干涉图像图像是与两个缝的距离相关的，如果光子每次只是通过其中一条缝，它如何得知另外一条缝的距离从而形成干涉图像？难道不成一个光子可以同时通过两条缝？！要知道相对于光子的大小而言，两条缝的距离就像一个橄榄球同时通过位于地球和太阳的两个球门。

 

这是量子物理中一个让我相当困惑的现象，波尔的互补原理和波恩的概率解释，在我看来不是什么“原理”和“解释”，不过是对现象的描述，并总结规律而已。值得一提的是波恩的概率解释声称，我们不可能预测一个光子通过“双缝干涉”后最终会落在屏幕的什么地方，只能用一个概率来描述，这个概率的最后表现为干涉图像。这就像是说我们无法预测一个骰子每次落下来的点数，只能知道对于大量骰子的最终情况是六个数字平均出现。

 

这是对“决定论”的颠覆，即便我们能够知道一个光子的精确状态（暂时不考虑“不确定性”），我们也无法推算出它的以后的状态，只能知道概率而已。也就是说这个世界是不可预测的，这正是爱因斯坦所强烈反对的观点，他声称“上帝不会掷骰子”，也是这本书标题的由来。哥本哈根解释让我难以接受的地方除了对“决定论”的颠覆外，还在于它引入“意识”来解释为何光子如何波-粒两种特性之间转换的。

 

书中还介绍关于“双缝干涉实验”的多种解释，有的更加匪夷所思，比如“多世界解释”，说其实存在多个世界，我们开了多一条缝，就多了一个世界，光子的确同时通过了两条缝，不过是分别在两个世界中通过其中一条缝，然后这两个世界相互干涉形成图像。呵呵，这个解释让我想起李连杰主演的电影“The One”，他也发现了这些并行的世界，并且到各个世界中去把“自己”杀死，从而使得自己的能量越来越大。而有些解释我则根本看不懂，呵呵。

 

量子论的奠基人之一玻尔（Niels Bohr）说过：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”，我没有奢望通过一本史话来“理解”量子论，反倒是得到了不少“困惑”，还是要再次感谢作者，让我在“困惑”的同时获得不少乐趣，一方面的来自于对未知的了解，另一方面则要归功于作者诙谐的写法。

 

强烈推荐此书！

 

btw：在网上查询到一篇论文“电子双缝干涉实验的非量子概率统计诠释”，提出一种遵守决定论的解释，但尚未得到实验的证实。