第一次拆书--我的解读我的想法
这是我3月12日参加读书会上分享的对《上帝掷骰子吗?》这本书的解读。
《上帝掷骰子吗?》-量子物理史话
解读人:嘉慕
引子
--首先说一下我为什么读《上帝掷骰子吗?》这本书?
几年前,曾听有这样的谈话:“如果上帝掷骰子,在宇宙(记不清说的是“宇宙”还是“世界))的另一端是不是还有另一个我的存在?.......”。
当晚,我就在kindle下载了 《上帝掷骰子吗?》这体书,太专业了,读不进去。但我一直惦记这本书,后来又试着读过好几次,有一次读了两三个章节,还是放弃了。
这次在大家的带动下,我读完了这本书。合上书时,心里有一种充实感,尤其是由原来只知道“量子力学”这个词到有了初步的认知。我想:几年前,让我读这本书的这个骰子就掷给我了,这几年,我一直都在为读懂它做准备。虽然,没有完全读懂,但内心已经充满感恩和感激。
--《上帝掷骰子吗?》这本书的两层含义
《上帝掷骰子吗?》的副标题是“量子物理史话”,顾名词义,这本书讲的是量子力学的发展史,在100年左右的时间,量子论从萌芽到改变世界,颠覆人们的认知。同时,书的正名是“上帝掷骰子吗?”,有人说:“科学之上是哲学(哲学之上是神学)”,就我个人的认识层面,我认同这个观点,但我确没有能力讲清为什么。不过,这本书,我还是看到了在量子物理发展过程中映射出的哲学思想。
--书名《上帝掷骰子吗?》源于爱因斯坦和玻尔的对话:
爱因斯坦:玻尔,亲爱的上帝不掷骰子!
玻尔:爱因斯坦,别去指挥上帝该怎么做!(P379)
--说说我读这本书的心情:
说到“量子力学”,非专业人士的脑海中大都会反映出深奥、复杂、难懂、虚无等等这些词,我开始读时就是如此。但是,作者以娴熟的文字功底,诙谐、幽默的“史话”了量子物理,读起来轻松、愉快。
--本书作者曹天元老师
从相关资料上看,作者不愿意透露自己的身份,那我们就尊重人家的选择,不再多谈。
--我的收获:
在本书“尾声”那一章节的倒数第二段,作者写到:“我衷心希望各位在这次的量子旅程中获得了一些非凡的体验,也许它带来困惑,但它毕竟指向希望。”(P449)(刚读完这三书那天,我曾群在里分享过一篇读后感 )
这本书确实让我获得了非凡的体验,不止一些,是许多。
--在我正式解读这本书前,还是想跟大家做一个小小的沟通:
请大家看这张图:这是本书第227页的一张图,是说观察方式不同所产生的不同结果,即:花瓶或人脸。
我的解读角度也是根据我对本书的“观察”方式和感悟,难免有与大家想法不一样的地方,请多包含。
我从以下两个方面谈一下这本书
一、我读《上帝掷骰子吗?》这本书时所经历的“量子旅程”。这段旅程分为四个阶段:萌芽--诞生--量子纠缠--未来,无止境也会有止境。
--萌芽
1887年,赫兹用两个小铜球试验,发现了电磁波,也由此证实麦克斯韦电磁理论的预言。书中有这样一句感叹:“仿佛是上帝之手写下的一首诗歌。”物理学也达到了一个新高峰。(本书P4-7)
为什么说是一个新高峰?
经典物理三大支柱(经典力学、经典电动力学、经典热力学)建立后,许多科学家都认为物理学差不多到了尽头。
热力学泰斗开尔文男爵就说,“物理学的未来,只能在小数点第六位之后去寻找”。意思就是说,物理学以后的发展,无非就是小修小补,小打小闹,比如更精确地测量了一些常数什么的。至于各个领域的基础原理,都已经定型了。(本段文字摘自“柴知道解读《上帝掷骰子吗?》)
开尔文男爵在1900年发表了一个著名的演讲,说物理学这座大厦虽然雄伟,但它的上空却飘浮着两朵“乌云”,也就是两个物理学上的难题还没有解决。第一个难题,是人们猜想宇宙中有一种叫“以太”的物质,但无论怎么做实验,都探测不到这种物质。第二个难题,是关于黑体辐射实验的,这个实验的结果,总和理论预测不一致。在当时看起来,这两朵乌云似乎不算是大问题,但如果你今天回过头来看就会发现,这两朵乌云,第一朵导致了相对论革命的爆发,第二朵导致了量子论革命的爆发。(本段文字摘自“柴知道解读《上帝掷骰子吗?》)
赫兹的实验证实了电磁波的存在,也证实了光其实是电磁波的一种。这应该就是量子的萌芽。书中是这样说的:“连赫兹自己也不知道,他已经亲手触摸到了‘量子’这个还在沉睡的幽灵,虽然还没有将其唤醒,却已经给刚刚到达繁盛的电磁场论安排一个可怕的诅咒”。(P34-35)
--诞生
普朗克发现:必须假定能量在发射和吸收的时候,不是连续不断,而是分成一份一份的,这个“份”的概念,就是量子。(P57)
量子是最小的单位,不可分割。有人解释量子的不可分割以人口普查为例,人就是最小单位。
这个“量子”的假定,推翻了精典物理学“一切自然过程都是连续不断”的判断。
1900年12月14日,普朗克发表了《黑体光谱中有参量分布》,其中改变历史的是这段话:“为了找出N个振子具有总能量Un的可能性,我们必须假设Un是不可连续的分割,他只能是一些相同部件的有限总和......”。这个基本单位,普朗克称作是“量子”。这一天,也被定为量子的诞辰。(P59-61)
--量子纠缠
量子纠缠主要体现在爱因斯坦和玻尔为代表的“哥本哈根”两个阵营。
爱因斯坦从普朗克的量子假设那里出发(P78),提出光量子假设。
“光量子”的概念,解释了光电效应,即:当光束照射在一些金属表面之后,会使金属发射出电子形成电流,这也是今天的太阳能电池原理---(本部分文字摘自“吴军《科技史纲60讲》之第42讲‘上帝掷骰子吗?’”)
对爱因斯坦来说,一个没有严格因果规律的物理世界是不可想像的。物理规律应该统治一切,物理学应该简单明确:A导致了B,B导致了C,C导致了D。环环相扣,原因结果,而不是依赖于什么“随机性”。至于抛弃客观实在,更是不可思议的事情。(P247)
玻尔为代表的哥本哈根解释的基本内容,全都围绕概率解释、不确定性原理和互补原理三大核心原理展开。
概率解释即电子分布的概率,具有随机性;不确定性原理即测不准原理;互补原理是说,因为观测者对于被观测物的不可避免的扰动,主体和客体世界必须被理解成一个不可分割的整体。
即:因为我们的观测给事物带来各种原则上不可预测的扰动,量子世界的本质是“随机的”。(P235--237)
在爱因斯坦的潜意识里一直有一个经典的“实在”的影像,信仰因果规律。而玻尔认为,当没有观测的时候,不存在一个客观独立的世界,所有“实在”只有和观测手段连接起来才有意义。即:唯一存在的就是能够观测的到的世界。(P267-268)
--未来,无止境也会有止境
先说无止境:
量子力学,太神奇,又太令人困惑,一直在不断“质疑--论证”中创造一个又一个奇迹。
但是无论多么伟大的创造,都无法完美。
因此,如书所说:“时至今日,有关量子力学的大辩论仍在进行之中,我们仍然无法确定究竟谁的看法是正确的。量子魔术在困扰了我们超过100年之后,仍然拒绝把它最深刻的秘密展示在世人面前。也许,这一秘密将终究成为永久的谜题。”(P417)
量子力学的发展潜力是无法预知、无法估量的,无穷的宇宙,一切皆有可能。
再说有止境
我从两个方面谈有止境:
一方面,就本书“新探险”Part4、Part5这两部分所讲的内容。Part4读了两方面内容,引用两句话:1(Part4-P429第二段):最后完成的量子场论实际上是量子力学和狭义相对论的联合产物;2(Part4-P433第一段):量子力学虽然争取到了狭义相对论的结合,但还难以征服引力,广义相对论拒绝与它联手统治整个世界。Part5讲了弦论到超弦(的包容),也许就是将来的统一。
我说“有止境”的另一方面是从人文的角度。
--纳粹德国为什么没能制造出原子弹?海森堡在其中扮演了一个什么样的角色?(P452--454)
不管世人是否肯定海森堡的作用,但是海森堡说了这样一段话,足以让我敬佩:“海森堡称,德国的科学家一开始就意识到了原子弹所引发的道德问题,这样一种如此大杀伤力的武器使他们也意识到对人类所负有的责任。”
美国为什么制造出了原子弹?
张凯老师解读《爱因斯坦传》中有这样一段话:”爱因斯坦之所以会建议美国研制原子弹,是担心如果纳粹德国先研制出来,会对国际安全造成严重威胁。但爱因斯坦同时也担心政府不能慎重使用核武器,他认为如果美国已经确保战争取得胜利,原子弹还是不用为好。可惜他担心的事最终还是发生了,在德国宣布投降以后,美国相继把两颗原子弹投到了日本的广岛和长崎。事后,爱因斯坦发出了一声悲叹,他说,要是早知道德国不能成功研制出原子弹,他一点力都不会出。”
其实我们可能看出:海森堡和爱因斯坦的思考中,都体现了人的良知。
爱因斯坦还说过一句话:“我不知道第三次世界大战会用什么武器,但是第四次人类使用的一定是木棍和石头。”也就是说第三次世界大战可能毁灭了世界.....。
而这……,取决于使用者的良知。
二、上帝掷骰子吗?
---先看看物理学家们的想法
玻尔为代表的哥本哈根派主张量子世界的本质是“随机的”(随机性),认为物质的存在与否取决于人们是否观测它(随机性)。
爱因斯坦的质疑是:玻尔,亲爱的上帝不掷骰子!
玻尔:爱因斯坦,别去指挥上帝该怎么做!(P379)
无论是相对论还是量子力学,不是谁能说清楚的,更不是几句话能说清楚的。但我们能知道的是两个学派研究基础不同:
爱因斯坦认为上帝不掷骰子!因为他信奉因果论。
玻尔认为上帝掷骰子。因为“不确定性原理”的根本是:确性是有假设、前提,是相对的,不确定性是绝对的,这也是令人困惑的原因。如波尔所说:“所有不为量子力学感到困惑的人,都是因为他们没有理解它”。
他的困惑也正是隐藏在“不确定性原理”背后更大的问题所在,即:我们的观测行为本身会影响我们的观测结果。采取不同的观测方法,会观测到不同的结果。例如“马是什么颜色”(P225-226):马是什么颜色,是在某种观察方式确定的前提下,它呈现出什么样子。而马“本来”是什么颜色,完全没有意义,或者说子虚乌有。“我们大多数人说马是白色的,只不过我们大多数人采用了一种类似的观察方式罢了,这并不指向一种终极真理。”因此,也就无法掌握事物的本质的状态。
所以,关于“上帝掷骰子?”的分歧,“原来爱因斯坦和玻尔根本没有共同的研究基础。”(P267)
也就是说,他们是从各自的研究角度得出“上帝掷不掷骰子?”的结论。
---作者怎么说的?
作者说:“物理学家都一个梦想,一个深深根植于整个自然的梦想。他们梦想有一天,深壑弥合,高山夷平,荆棘变沃土,歧路变通衢。他们梦想造物主的光辉最终被揭示,而众生得以一起朝觐这一终极的奥秘。而要实现这个梦想,就需要把量子论和相对论真正的结合到一起,从而创造一个量子引力理论。它可以解释一切,进而阐述一切物理现象。这样的理论是上帝造物的终极蓝图,它讲述了自然最深刻的秘密。”(P433)
--我的理解:
尽管“量子纠缠”的过程中,“因果论”和“不确定性”似乎一直站在对立面。
我个人,对“因果论”和“不确定性”这两个说法都接受。
我认同上面粘贴的那段作者的观点:“而要实现这个梦想,就需要把量子论和相对论真正的结合到一起,从而创造一个量子引力理论。它可以解释一切,进而阐述一切物理现象。”
我认为:“因果论”和“不确定性”本身是一体的。“因果论”是绝对的,但是“因”是随机性的,随时发生的,有因必有果,不同的因,有不同的“果”,而“果”虽然是必然的,又具有不确定性,不是说不确定是否有果,而是不确定这一必然的果的具体形式,但终究会知道。
回到“上帝掷骰子”这个话题
量子力学的成果,已经应用到各个领域,并深入到我们生活中,我们都在体验着、享受着。但是,量子,在哪儿,长什么样子?我们看不见,摸不着。但它却始终是一个课题,就像抛下一个看不见的种子,长成树、结了果,而且在继续长。从不同侧面看它的人,会有不同的描述;在不同季节看到它的人,会有不同的观点。但是,每一个人,无论在哪个季节、那个时辰来看它,都只能站在某一个位置观看,如果你爬到树上去看,更是看不清它。就像一个骰子,你看到的可能是6个点,也可能是1个点,如果你用手握住它,你就一个点都不能看到。因此,你只能面对你看到的那一面。每一面,都没有好坏之分,只是看你怎么用好这一面、怎么去创造。
知道因果的绝对性,就知道什么能做什么不能做。分享一金句:“真懂得了因果,就掌握了改变命运的方法”。
知道“不确定性原理”,自然会理解未来不可知、不可得、不可控,只有当下是自己能把控的。修好当下,也就修好了未来,具体是什么样的“好”的未来,又是不能给你一个准确的、具体的结果,取决于你怎么修。
人生就是在不断的选择过程,有选择就有得与失,怎么打好人生“这副牌”,在于你想成什么样的自己。
《量子纠缠》这本书里有一有句:“未知能激发探索的力量,而好奇心和求知欲是推动人类进步的根本力量”。
所以,我们要继续保持这种好奇,积极面对当下的每一件事性。
回答开头抛出的那个问题
现在,再扣一下题,呼应一下我在开头抛出的那个问题--“如果上帝掷骰子,在宇宙(记不清说的是“宇宙”还是“世界))的另一端是不是还有另一个我的存在?.......”。
我不认为还有另一个我的存在,我相信我曾经存在过,今天在体验前生不曾体验过的人生。
结束语
你可能会问:“为什么上帝不掷一个让他们结合一起的骰子?”
其实,对宇宙的探索,就像我们所经历的人生,需要一步一步的走才有可能悟出真谛。
我用老子《道德经》第一章作为本篇解读的结尾:
道可道,非常道;名可名,非常名。
无名,万物之始;有名,万物之母。
故常无欲,以观其妙;常有欲,以观其徼。
此两者同出而异名,同谓之玄。玄之又玄,众妙之门。
-- 摘自傅佩荣老师谈老子《究竟真实》
(2023年3月12日下午)
感谢您的阅读,祝平安喜乐!