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《上帝掷骰子吗》作者: 曹天元

2019-06-25  本文已影响0人  刘书朋

内容简介:

本书将带你做一次量子之旅。读者将从神话时代出发,沿着量子发展的道路,亲身去经历科学史上的乌云和暴雨,追逐流星的辉光,穿越重重迷雾和险滩,和最伟大的物理学家们并肩作战。除了回顾基本的历史背景,我们还将向着未来探险,去逐一摸索量子论面前的不同道路,闯入人迹罕至的未知境地,和先行者们一起开疆扩土。让你惊叹的,不仅仅是沿途那令人眼花缭乱的绚可风景,更来自于你内心深处的思索和启示一那是科学深植在每个人心中不可抗拒的魅力。

作者简介:

曹天元(Capo),出生于上海,足迹遍历内地、香港和美国,现居香港。本人不愿透露具体身份。

精彩书评:

壹:

如今的网络时代是个人人可做写手的年代,每个人都可以在各类网站上尽情的长篇大论,有人写爱情故事,有人写玄幻小说,有人写鸡毛蒜皮。而这位曹天元比较“另类”,他居然写起了量子物理史话,因为少见,所以他的工作在科普缺乏的中国更显得特别突出。

    这本《上帝掷骰子吗》可以算一本比较高端的科普读物,由作者在论坛的帖子集结而成,我很同意在本书的“序一”中清华的刘兵对此书的总体评价――“努力言说不可言说之事”。是的,量子物理作为一门相对比较年轻的理论科学,其涉及到微观世界,与人们的日常生活没有很直接的联系,不像经典物理那样,一个万有引力用苹果的故事就可以说清楚大概,你怎样让人想象人们肉眼无法看清的世界或是肉眼无法企及的宇宙呢?所以作者确实在啃一块硬骨头,但是他很难得的做的不错,这本书应该来说对于有中学基本物理概念的读者都可以读懂大部分内容,就如我这样的读者。虽然到后面那带有“唯心”色彩的人择理论,带有科幻色彩的平行宇宙理论让我无比惊讶,那超弦理论让我很难理解,但是大体上我还是了解了理论物理从建立至今的过程,同时伴随书中量子物理领域的每一个突破,我的大脑也会随之一阵兴奋。正如副标题所说,这是一本量子物理的“史话”,它不是一本教科书,讲述的是一门科学的历史,又因为不是“历史”而是“史话”,所以,作者可以作些发挥,叙事不必过分严谨,这样的角度令作者言说这“不可言说之事”显得倒也颇为应手。

    但凡涉及科学的读物,其严谨性总是值得关注的,特别是在科学常识上它是否有所谓的“硬伤”。显然,作为一本科普读物,出现些科学上的不严谨是不可避免的,毕竟,如果用纯科学的严谨语言讲述科学知识很难让大众理解,而用生活化的语言讲述又往往表达的不够准确,所以从科普角度看,我认为值得在科学的严谨性上做出一定的牺牲,这可以看作科普的“成本”之一。在这本书中,作者大量使用或是借鉴了很多类比的例子,这种方法对于读者理解很多概念显然是大有好处的,我不是量子物理学方面的专家,所以我没法对本书的科学严谨性做出判断。看得出,作者对量子物理应该是非常熟悉的,加之该书的前身是论坛的帖子,已经经受了广大网友的鉴别和反馈,所以在成书时,科学的硬伤应该已经大大减少。我认为这本书是成功的,尽管由于量子物理本身的抽象性和难度,作者不可避免的使用很多了霍金眼中会大大降低科普书销量的数学公式,但是总的来看在严谨性与可读性上取得了较好的平衡,我想能拿起这本在封面上就指明讲述量子物理历史的人,应该是对科学有兴趣的人,应该是有一定科学素养的人,所以一些数学公式应该不会吓跑他们。本书厚度超过了300页,如今很多人恐怕连300页的小说都看不下去,更别说厚厚的一本科普书籍了。所以,作者也在本书中插入了很多“饭后闲话”,讲述一些趣闻逸事,甚至如薛定谔的女友这样挺八卦的事,这就让读者在吸收了一通科学理论之后可以有些“课间休息”的时间。

    本书讲述的是一段激动人心的科学历史,看的出作者对量子物理由衷的热爱,同时对这门科学的评价非常高。另外,作者也显然有很广的阅读面,所以在写作时可以天南地北,信手拈来,充分利用其他领域的素材阐述科学。作者对那些在量子物理界光耀千秋的科学家的崇敬溢于言表,而且对量子物理界的每一个突破都有着由衷的激动,这让他有时候会抒情过度,很多诗话的抒情让人读着有些别扭。不过他很成功的一点就是在描写诸多科学家时,不是简单讲述他们的贡献而将其符号化,而是从各个角度阐述这些人的性格特征,让他们的形象跃然纸上。如爱打赌的霍金,晚年倔强的爱因斯坦,宽厚的玻尔等等,而同时他抓住科学界的一切可以发挥出趣味性的地方发挥,如“薛定谔的猫”,“量子自杀”等等。总之,作者尽可能用“与时俱进”的言说方式来向大家讲述一段大大改变人类发展的历史,一部科普作品的意义不应该单单在于普及科学知识,更大的作用还是在于激发大家对科学的兴趣,培养科学的态度,同时让公众认识到这些往往在幕后推动人类前进的科学英雄。这些科学精英们本着探索的精神深入到更神奇的领域去探索宇宙运转的规律,他们最初的动机或许就是求知,自己也没有想到量子物理对世界的重大影响,就如当初很多科学家探索电的奥秘,却没有想到电的应用完全改变了人类的生活方式。我们理应对他们的工作表示敬意,他们并不需要摇滚歌星般的疯狂崇拜,他们只希望得到大众的认同,更希望大众更多的支持科学的事业,让科学的火种绵延不绝。

    《上帝掷骰子吗》是本成功的科普读物,从中我们也可以总结出成功科普读物的一些特点,他的作者无疑首先应该了解阐述的科学领域,但是不需要一定精通,就如教师在课堂讲课更关键的是他的表达能力。作者应该有更广泛的兴趣,只有这样他才能够从更丰富的角度以公众能够接受的语言进行科学的普及。这本书成功的向大家讲述了量子物理的一段历史,或许并不完全准确,但是我们毕竟可以知道这门科学的发展历程,我们毕竟了解了很多基本的量子物理理论,我们毕竟了解了大批伟大的科学家的事迹。对于一本科普读物来说,这已经足够了。

贰:

提出这个问题必定有一个确定条件:我还没有象他们那样NB闪闪。

还有一个基本确定的条件:我也不会象薛定谔那样大器中成了。

现在“看起来真实的”情况是:俺在希尔伯特空间里的真实宇宙的第10^n次方的投影宇宙里的地球上的中国特色社会主义国家里,在海森堡祖国所投资的某公司里,一边偷偷地码字,一边怀疑自己“买房娶媳生娃”的最高理想是否不太好玩。

在我这个宇宙的不同时点上,一个粒子组成的、叫做苏格拉底的老头儿,在粒子模式的控制下,嘴巴里蹦出几个希腊字:“未经检视的生活是不值得过的”,被文字载体传递几千年后进入我的眼睛,刺激了我大脑里的粒子模式,于是粒子们左蹦右跳,湮灭10^n个,终于投射出两行字打到脑门上:不管生活值不值得过,爷我还得这样过!

可是,我怎么老惦记着亚里士多德们、海森堡们、电子们?

回到正题吧!如何象海森堡、诺依曼们那样NB闪闪?

有人说了,既然前提是我们没有NB闪闪,问题就应该变成:为什么我们没有NB闪闪?

有人回答:因为我们中国没有宗教,不鼓励对实用技术以外问题的探索。或者因为爱因斯坦出生时间正好,比我走运。或者我小时候天天学奥数、背鲁迅,哪有时间捣鼓光谱、矩阵呢?

这些原因都对,但是既然我们在谈量子力学,这些原因就不值一提了,在量子力学里,宇宙是不确定的,所以我们换一个观测方法,在给自己下结论之前,我处于NB和不NB的叠加状态,我要是觉得自己很NB,那就是很NB,那是因为我一下结论,不NB这个概率全坍缩了,NB这一概率一下子变成百分百。非常可惜的是,这个在我脑袋里发生的巨大坍缩事件对宏观世界似乎没有任何影响,我用自己这把尺“测量”出我很NB,但这把尺却不能为别人所接受,这也好理解,每个人都有小宇宙,每个人都给自己测量一下,结果人人都NB,那就没人能闪闪了。

所以,真想NB,还得套用各位小宇宙们公用的尺度来测量,比如:你爹官多大?你家产等于10^n?或者,在<Nature>上发了几篇文章?几个大学给你发聘书?

于是我的小宇宙再次启动,又湮灭了10^n个粒子后,终于投射出两行字打到脑门上:不管用什么公用尺度测量,都测不出来你NB!

额,知道了,宇宙在我出生之前已经决定好了,出生时候不NB,死亡时候不NB,中间状态就是怎么也NB不起来的混沌状态,爱怎么折腾就怎么折腾。

可是不死心啊,宇宙只是证明了我不NB,还没告诉我如何才能NB?咦,脑门上好像还有一行小字,仔细一看:四十二章经!哦不对,是:多重宇宙!

额,茅塞顿开,醍醐灌顶,风水轮流转、转到隔壁宇宙到我家,在隔壁宇宙里,海森堡给我当助理,诺依曼是我最差的学生,爱因斯坦呢?被我气的郁闷着呢!

看到隔壁宇宙的我这么NB,于是我给他发了一个量子短消息,好久之后,收到了他回复的量子短消息:“收到你的短信,我们专门研究了一台宇宙透视镜,看到了你的宇宙,但是,由于维度太高,无法突破退相干,我过不去,也不能分一点小宇宙给你。

叁:

“上帝掷骰子吗?”,这句话是爱因斯坦对量子力学的质问。这位曾经是量子物理开创者的科学大师,面对量子力学众多蜂拥而出匪夷所思的结论,以一种不甘而无奈的声音抛出了这个问题。

这是一道悲情的声音,仿佛一个迟暮的圣人,目睹天下纷乱尔虞我诈生灵涂炭,自己垂垂老矣,连提起三尺长剑的力气也没有了,而这魔兽横行的世界,却正是壮年时自己振臂一呼,应者云集揭竿而起造成的。

没有一个人想到量子力学发展的方向,那些量子力学史上声名赫赫的大师,他们自身也不过好象汪洋惊涛中的一片树叶。“声称自己懂得量子力学的人,其实还在量子力学的门槛之外”。也正因为这种不可捉摸的命运,量子物理的发展史,比物理学中任何其他阶段都来得精彩,这是一个群星璀璨的时期,也是一个悲欣交集的时期,就好比我们历史里的三国时代、五代十国,人民不幸诗家幸。

“上帝掷骰子吗?”,回答“是”或者“不是”代表了两种世界观。爱因斯坦不相信世界是随机产生的,它应当是一个具有深刻内在规律、简单而统一的规则世界,以往人类的科学进步,所产生的科学门类和科学结论越来越多,可是几乎所有的科学经验,逐渐统一到几个简单的一级规律。大凡科学史上那些大胆而被最终证明的预言,都来自于对这些基本规律的自信。爱因斯坦四十岁以后,就把他的余生投入到一个宏伟目标——大统一场论的思考中,他希望能够用一个理论来筐入几个一级理论。

这不是爱因斯坦的狂妄。在人类的科学史上,还没有出现过这样的奇才,就好像通俗的武侠小说,其余的大师不是出自少林,就是出自武当,总而言之,必有师承,江湖上总是这个门派或者那个门派成为泰山北斗。而有一天,江湖上横空出现了一个独行侠客,毫无师承,却绝技在身,与敌对阵,总是一招致敌。以牛顿的伟大,尚且要说他是站在巨人的肩膀之上,这不是牛顿的谦虚,没有伽利略那些前辈,牛顿就不能成为牛顿,他的突破,是建立在别人累积的经验之上。而爱因斯坦创立相对论,物理学本身给他的启发,远远比不上社会学、哲学给他的影响,可以说,相对论就是爱因斯坦单枪匹马从一片虚空中建立起来的堡垒。除了他,还有谁有这样的信心要寻找终极的规律?除此之外,爱因斯坦还有另外一个考虑,这个事业也许穷极千万人一生的精力也不能完成,物理学的事业,是清苦的事业,那些功成名就的辉煌,万中无一。爱因斯坦说:“我已经功成名就,倘若我失败了,就有无数有志的青年可以少走很多弯路,不至于把一生消磨在这无望的事业里”。

事实上,无数的科学青年后来都投入到物理学的另一个分支——量子物理中去了。在量子物理的群星里,三十五岁才摘取果实,那都算是垂垂老矣。

对于“上帝掷骰子吗”的肯定回答,就是量子物理的结论。上帝太小气,没有免费的午餐,但是其实上帝是慷慨的,因为它给了一个免费的宇宙。

量子物理是如何一步步得出这个结论的。每一个小过程,都充满了颠覆。没有人敢一步得出这个结论,这个过程是诸多大师的努力。

《上帝掷骰子吗》描述的就是这个过程。从氢原子理论到波函数、到不确定原理、到哥本哈根解释,在这中间,科学大师们是如何与自己战斗的。这本书,并不大讲理论,说实在的,不要说非物理专业出身的读者,就算是物理专业出身的读者,又有几个真正能了解那些理论。我自己就是物理专业出身的,又十年在大学里从事物理学基础教育,对于那些讲量子论的书,基本上也是丈二和尚摸不着头脑。

《上》这本书,对科学家本身的性格和事迹的兴趣,远过于理论。我们知道,一个故事精彩,首要不在于情节精彩,而在于人物精彩。物理学家有人类中最为聪明的头脑,同时也有最为偏执的个性,这样的人物,行事不出彩也很难。《上》以量子力学的发展为主线,这上面串着一个个人物,每一个人物,又有独特的故事。所以大多时候,这本书都能引人入胜。

除了人物的故事,倘若不需要结果而只求哲学的精神,量子力学里也有很多吸引人的实例,比如薛定谔的猫、弦理论、测不准原理等等。《上》这本书里也有很为精到的描述。

关于《上》这本书的作者,似乎更是一个谜团。我最初读到《上帝掷骰子吗》,它还不是一本书,而是网络上的帖子。它最开始发在新浪论坛里的“大话春秋”,那是一个好坛子,那时有不少好帖子,在我的心目里,大话春秋、驴坛、金庸客栈是新浪论坛的三驾马车。现在这三驾马车都已非昔日模样,读到这本书,自然又包含了一种别样的情感。当时这帖子在“大话春秋”里也是热贴,许多人都对作者感兴趣,从他偶尔透露出来的信息,似乎是在校的学生,又似乎是四处漂泊的浪子。如果是学生,那可真是后生可畏,我们那时在学校里读物理,几乎什么都不知道呢。

在学校时,我的量子力学这门课差点挂了,因为确实很难。但是上这门课的老师很有意思,老师大约五十的年纪,身高约一米六,长得很扎实,五十了还经常和我们一起打篮球,满场飞,随便就用肩把我们扛翻了。上课的时候我们大多时候昏昏欲睡,有时却齐扎扎地清醒过来,这时又是老师在大吹法螺了,他一副睥睨天下的样子,对我们系里其他老师嗤之以鼻,说他于此处有所发现,有自己的理论,比如在波函数处,他自己有一个波包理论,正写了文章投往《物理评论》云云。

多年过去了,不知这位老师还在量子的世界里奔波么?

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