你是否曾想过,从北京到上海的直飞航线,有没有可能不经过江苏省的上空?答案自然是不可能。十米长的走廊,从一端走到另一端,必然要经过两米处,三米处,而不能从一米瞬移到终点。但若是将范围缩小到一个电子层的长度呢?所谓的“常理”,生活的经验还仍然适用吗?
《上帝掷骰子吗》这本书中恢弘的三百年量子物理史,就是一场经验与科学的战争。
故事始于人们最原始的好奇,对世界最基本的存在——光的本质的求知:是粒子还是波?这个问题足足讨论了三百年,量子物理也由此产生。量子的诞生起源于人们对黑体辐射问题的讨论——从无法并用的两个公式,到能量子概念的提出,特别是光量子的理论,使得普朗克在获得诺贝尔奖后,连自己都不愿意相信光量子的存在。
历史归于原点——粒子还是波?麦克斯韦电磁理论已然屹立不倒半个世纪,在福布罗意证明了量子和能量不连续的正确性,用量子解释了光电效应后,光的本性又被推上了历史舞台。但象征着光的波动性的干涉条纹仍然在闪烁。为何光同时呈现出粒子和波的性质?这注定又是一场颠覆经验的物理战争。
无论是普朗克大胆的假设,推导公式的独特方法,还是福布罗意对光电效应大胆的联想,这些天才们的脑袋里都装着能为所有人所用的东西。量子的发现始于物理学家们打破了经验主义的桎梏,始于对两百年金碧辉煌的物理大厦的视而不见,始于对真理的永恒追求。当空间缩小到极致,畅想的空间也大到了极致。量子物理突飞猛进时,正值两次世界大战。战火肆虐尸骨遍地之时,仍有一群人在孜孜不倦地寻找着在当时看似“并不重要”的真理。hTtPs://WWw.WenANdAqUaN.cOM
为人处世之道,人生信念之流,是人类的臆想和虚幻的文字。而科学规则如铁律,永远不会改变。老师教我们要有礼貌,说人没了修养不就成了动物。动物与人的区别是什么?最为本质的,是求知欲,是好奇心,是沉甸甸的大脑和永远在进行时的思考。一百年前的科学家,因为一个微小的粒子而聚集在一起,没有国籍的隔阂,没有性别的界限。彼时科学家们的目的是最基础的理论,是纯粹的人类对这个宇宙的好奇心,而非有政治、军事的因素,而只是出于求知欲和好奇心来窥探真理。
所以当我们拥有纯粹如理论般统一的目标,那么我们的力量是无穷大的。
2023年开始的新冠疫情瞬间在全球蔓延,中国政府和人民始终以“人民生命安全至上”的原则,在最短时间内做出反应,而且在取得阶段性防疫成果时,第一时间通过国际卫生组织分享防护经验。当他国出现疫情时,则派出最尖端的医疗团队远赴抗疫一线,正是出于对人类命运共同体构架的纯粹念想。
从疫情防护到“一带一路”,中国历来主张各国携手,共建人类命运共同体。为追求这样纯粹而伟大的目标,虽然面对重重阻力、面对错综复杂的利益纠葛,我们也始终倡导、坚定坚持,世界人民也应该齐心协力,力求和平,着眼更大,更奥妙的世界。
人类对物理定律的发现,对量子理论的联想是早就注定的。是最原始的人类,第一次不带任何目的仰望星空时,就注定的。所以当政客们仍然在为土地和石油挑起战火,为文化的起源争论不休时;当网红们感受不到活着的意义和世界的价值时,就应该想一想身旁千百万亿的电子,以及怀揣着“朝闻道,夕死可矣”的气魄的科学家们。从今天开始,从现在开始,立足当下,感受当下,抛除各种攀比的杂念,摒弃各种得失的纠葛,爆发出自己能量的小宇宙,创造属于自己的美好生活。
看不见的能量的释放,此刻仍然在无声处,绽放了千千万万朵量子玫瑰。
“上帝掷骰子吗?”
现代物理学家阿尔伯特·爱因斯坦的回答是:“上帝是不会掷骰子的。”这充分体现了爱因斯坦的世界观,即世界是严格按照确定的规律运行的,分毫不差——这在哲学上,称之为决定论。科普作家曹天天藉由这一观点,编写了《上帝掷骰子吗?量子物理史话》一书。
这是一本从书名开始讲“故事”的物理科普作品,作者通过一个个连贯的故事向观众展示了一个庞大的“量子宇宙”,将“量子宇宙”的变迁比作战争,将为自身所持理论而奋斗的物理学家比作士兵,从而生动形象地再现了量子领域的纷争。
一切的故事都从光开始。光,在我们的生活中无处不在,如果没有它,我们的世界将陷入黑暗。但就是这平常可见的光,究竟是由什么组成的呢?这是个大问题,并且已经困扰了科学界将近上千年。伊始,以牛顿为首的微粒说依靠经典力学的奠基,在物理界获得了举足轻重的地位;其后,一位叫托马斯杨的物理学家,发现了干涉现象,轰动了整个微粒界,使之地位开始动摇;后来,麦克斯韦通过“电磁理论三部曲”,预言光是一种电磁波,这直接使微粒说垮台,但更大的危机还在后面——相对论革命的爆发、量子论的爆发、波粒战争的两次爆发……而真理总在这疾风暴雨之后。最后,在一次又一次的实验中,波粒二向性、相对论和量子力学成功地被证明。整个量子物理的发展,是基于无数次的实验,在科学理论的交锋中曲折前进的。
我对书中最感兴趣的,就是那些异于常理的“理论”,例如:一个人和一只乌龟赛跑,让乌龟先行100米,但乌龟却说:“这样你就永远追不上我了。因为你想,如果你的速度是我的10倍,你跑到了100米处,那你就离我还有10米;你又跑到了110米处,那你离我还有1米;你跑到了111米处,还有1/10米;你跑到了111又1/10米,那还有1/100米……”这一推断听起来天衣无缝,但其实大有问题,在现实中不可能做到如此精确。类似这样的理论,还有“薛定谔的猫”等,颇有奇趣,发人深省。
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