《上帝掷骰子吗》读书笔记
星空
7月，当我躺在年宝玉则的山谷里仰望星空时，除了感慨在城市里再也看不到这么美的星空，更多的思绪集中在感受宇宙的神秘，一颗颗流星从天空忽慢忽快的划过，它划破的不只是星空的宁静，也击起了我对宇宙万物的思考火花。带着心里的疑惑，我开启了这场物理学之旅。
爱因斯坦不同意哥本哈根派的诠释，生气地说：“玻尔，上帝不会掷骰子!”
玻尔一脸不高兴：“爱因斯坦，别去指挥上帝应该怎么做!”
如果说上帝存在，那么最接近上帝的科学可能就是物理。物理学尝试揭示世间万物的规律，它是人类得以掌控自身命运的希望。从17世纪末牛顿《自然哲学之数学原理》的出版开始，牛顿力学体系得以建立，人类尝到了物理学的甜头，到19世纪末，热力学和统计物理学、经典电磁场理论体系逐步完善，人类觉得世间所有的规律都已经被我们掌握，物理学已经发展到了极限，并且还劝说年轻人不要再投身于物理这个学科，因为在这个领域已经不会再有新的发现。20世纪初，随着相对论和量子论的兴起，之前建立起的物理学大厦轰然坍塌，这股革命的的思潮席卷大地，它摧毁了人类的信心，把我们从康庄大道拽回了荆棘和沼泽之地，虽然在物理学家的努力之下，我们得到了一些发展，也重新建立了对胜利的信念，但相对论和量子论至今都还深深的影响和困扰着我们。20世纪这场革命的种子萌芽，要从一个简单的问题开始：光到底是什么？
微波战争
围绕“光到底是什么？”这个问题，在17世纪中期有两种可能的假设：微粒说和波动说。在历史的舞台之上，就这两种观点，科学家们展开了激烈的争辩和探索。从17世纪中期到20世纪初，这场大战持续了3个世纪，微粒和波动先后赢得了世界的支持，可以说是平分秋色。然而这种戏剧化的背后集结了很多物理学家一生的智慧和精力，他们对于未知的探索，帮助我们了解身处的世界，塑造了我们的世界观，回顾他们走过的路，无论成败，其实都对人类走向未来做出了很大的贡献。这场战争主要分为三场：
电子是粒子还是波
电子，这个我们觉得很熟悉的东西再也不是那个我们以为的电子。这一切要始于那场足以颠覆人类世界观的实验：电子的双缝干涉实验。
电子双缝干涉实验
当用一群电子做双缝干涉实验时，在频幕上出现了类似于光干涉实验的明暗相间的条纹，这一现象引发整个物理学界的震动，这个条纹明显说明了电子带有某种波的属性，推论可能是电子与电子之间由于相互碰撞而形成的某种干涉。所以紧接着又做了单电子的干涉实验，用一个电子去通过双缝，发现电子会随机的出现在屏幕的各个位置上，多次做了实验之后把电子出现在屏幕上的亮斑叠加起来，这个时候出现了意想不到的事情，所有亮斑叠加起来也形成了明暗相间的条纹。每一个电子的实验都是一次独立事件，这说明了并不是电子之间的互相碰撞形成的干涉，而是电子本身就带有某种波的属性，它会按照一定的概率出现在屏幕的各个位置，亮的地方概率大一些，暗的地方概率小一些。
那我们假设电子带有某种概率波，这会影响它在空间中的位置。电子最终是出现在了屏幕上，那它到底是通过了双缝中的哪条缝呢？提出这个问题后，物理学家又做了一个实验，我们放一台可以监测电子通过哪条缝的仪器在实验里。这时，惊人的一幕再一次发生。电子在屏幕上没有形成明暗相间的条纹，而只是出现了两条明纹，就像我们用宏观的小球去通过双缝一样，电子丧失了波的性质。这个现象已经超出了我们的认知，一个监测的仪器影响了实验的结果，电子像是有意识一样感知到了这个监测的存在而表现出不同的行为。
如果电子是一种粒子，那当它在经过双缝的时候，它总得选择一条缝传过去吧，那假设它选择左缝过去，那它为什么能感知到右缝的存在而让自身产生干涉，要知道它落在屏幕上的亮斑叠加起来形成的条纹之间的距离是和双缝的距离相关的，它因为另一条缝的存在而决定了自身在空间位置的概率，这明显是粒子没办法做到的。如果电子是一种波，那为什么加了监测仪器后，它却丧失了干涉的性质，而表现的像个粒子。而这个监测仪器又是怎么影响到电子的行为的呢。
海森堡的不确定性原理
海森堡是矩阵量子力学的奠基人，他用矩阵的方式去计算和描述了物质的一些量子特性，他也是微粒说的强烈支持者。海森堡认为，整个物理理论只能是以可被观察到的量为前提，只有这些量才是确定的，才能构成任何体系的基础。但爱因斯坦的观点却恰恰和他相反，爱因斯坦认为，是理论决定了我们能观察到的东西。
从爱因斯坦的话得到启发，海森堡在计算的时候发现一个现象，即在矩阵计算时，一个矩阵p，和另一个矩阵q，p*q≠q*p。他苦思冥想这个不等式到底代表了什么物理意义，有一天他突然联想到了一个微观小球的运动。他发现，一个小球向前运动，先去观察它的动量p再去观察位置q，和先去观察位置q再去观察动量p，观察的结果是不一样的。因为当你要去观察一个小球的位置时，势必因为有光子撞击了小球，虽然你得到了它的准确位置，但你已经失去了它此刻的动量，在微观粒子里面，光子的影响是不能忽略的。除了动量p和位置q，能量E和时间t也是一对仇敌，也不能同时精确的测出这两个量。这就是不确定性原理。这也从一个角度去解释了观察者对电子双缝干涉实验的影响。
海森堡现在知道了，我们永远也没有办法同时得到一个电子的动量和位置，是理论限制了我们同时测量到动量和位置，而不是实验工具不够先进。
玻尔的互补原理
玻尔认为任何时候我们观察电子，它只能表现出一种属性，要么是粒子要么是波，我们不可能看到粒子-波混合叠加的状态，也就是说电子是具有波-粒二象性的。电子表现出粒子的一面或是波的一面，取决于我们用什么方式去观察它，我们想看到一个粒子？那就让它打到荧光屏上变成一个小点；我们想看到一个波？那就让它通过双缝组成干涉图样。物理的属性取决于观测方式，而非“本来”。比如正常人看一匹马是白色，但色盲看马确实红色，带上有色眼镜看马可以是多种颜色，那马本来是什么颜色呢？如果地球上一半的人是色盲，那怎么去判断马的颜色呢
玻尔的互补原理，波恩的概率解释，海森堡的不确定性，三者共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心，至今仍然深刻的影响着我们对于宇宙的终极认识。
薛定谔的猫
薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，里面放一个放射性原子，它什么时候衰变是完全概率性的，每当原子衰变会放出一个中子，它就会激发一连串的连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶，而箱子里放了一只猫。事情就很明显了，如果原子衰变，猫就会死；如果没有衰变，猫就好好的活着。
对于这只猫，自然的推论是：当他锁在箱子里时，因为我们没有观察，所以原子处在衰变/不衰变的叠加状态，所以猫的状态也不确定，只有我们打开箱子观察，事情才最终定论，猫要么死了，要么还活着。问题就在于，当没有打开箱子之前，猫处于一种什么样的状态？似乎唯一的可能就是，它和原子一样处在叠加态，这只猫处于一种死/活的混合状态。打开箱子不是发现猫是死还是活，而决定了猫是死是活。
意识使波函数坍缩
波函数是一种统计，用来描述在量子世界里粒子出现在某处的概率。对于单个电子而言，我们不知道它将出现在屏幕上的哪个点，只是概率而已。电子本来是按照某种波函数，会随机的出现在空间中某个位置，但当我们用一块感光屏去测量它的位置时，事情突然发生了变化，电子突然按照波函数的概率分布而随机的做出了一个选择，并以一个小点的形式出现在了某处，这个点的概率变成了100%，也就是说它的波函数从空间中坍缩为一个点。
那是什么造成的波函数坍缩呢？当用屏幕去测量电子的位置时，发生了坍缩；当放一台仪器去监测电子到底通过了哪条缝时发生了坍缩；当打开箱子检查猫是死是活时发生了坍缩...这些行为其实都是带有人类意图的测量行为。难道是人类的意识使波函数？那什么又是意识？
意识是组成脑的原子群的一种“组合模式”，它完全基于物质基础（我们的脑）而存在，但却需要更高一层次的规律去阐释它。如果意识完全取决于原子的组合模式的话，那推轮一：那么意识就可以被复制。扫描你身体里每一个原子的位置和状态，并在另一个地方把它们重新组合起来的话，这个“新人”是不是你呢？假如意识完全基于原子排列模式，我们的答案无疑就是YES，这不是克隆人，这就是你。推论二：“组合模式”本身并非要特定的物质基础才能呈现。只要某种复杂的系统可以包含我们的“意识模式”的主要信息或者与其等价，显然我们应该认为，意识并不一定要依赖我们这个生物有机体的肉身而存在。
人择原理
人择原理：即谓正是人类的存在，才能解释我们这个宇宙的种种特性，包括各个基本自然常数。因为宇宙若不是这个样子，就不会有我们这样的智慧生命来谈论它。例如，目前宇宙似乎是在以一个“恰到好处”的速度在膨胀，稍微快一点物质就会四散飞开，无法形成星系和行星。稍微慢一点，引力就会把所有的物质都吸引到一起。我们正好处于一个“临界速度”上，这个速度的准确度在10^55分之一。
多世界解释MWI
多世界解释：多世界诠释是一种假定存在无数个平行世界，并以此来解释微观世界各种奇特现象的量子论诠释，其优点是不必考虑波的坍缩。MWI的关键在于，虽然宇宙是一个波函数，但这个极为复杂的波函数去包含了许许多多互不干涉的“子世界”。宇宙的整体态矢量实际上是许许多多子矢量的叠加和，每一个子矢量都是在某个“子世界”中的投影，代表了薛定谔方程的额一个可能解，但这些子世界却都是相互垂直正交，彼此不能干涉。
电子为什么能够感受到“左缝世界”和“右缝世界”并产生干涉呢？因为这个子系统的维度太低，就像在一个二维平面随便画两条线作为两个世界，那么态矢量在这两个世界的投影在很大程度上仍然是彼此想干的。而一旦介入人的观测，这个子世界的维度骤然增加，那么原本的两个世界就垂直了，所以就没有了干涉。
芝诺悖论
乌龟在人前面100米的位置，乌龟往前爬行，人以10倍于乌龟的速度去追它，当人跑到100米处时，乌龟在人前面110米的位置，当人到达110米的位置，乌龟到111米，当人到111米，乌龟到111.1米......理论上人只能无限的靠近乌龟，而不能追上它
