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量子江湖风雨录:爱因斯坦,不是一般的困惑

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量子江湖风雨录:0 引子

量子革命或许是迄今为止科学史上最伟大的革命,相对论可能都有所不及。它的很多观念、思想太颠覆我们的传统,以至于令很多人困惑。其实不光是一般人困惑,科学界的很多顶尖高手也很困惑,爱因斯坦便是其中著名的一位。量子力学正统学派的精神领袖,哥本哈根的玻尔曾说过一句名言:“假如一个人不为量子论感到困惑的话,那他就是没有明白量子力学” 。

十九世纪末,历经300年的风雨之后,经典物理学形成了一个庞大而严密的系统,最后一统天下。那时物理学界一片歌舞升平,喜气洋洋,普遍认为物理学到达了她光辉的顶点,而我们所处的物质世界也能够用当时的物理理论很精确地描述。也就是说,只要你能给出某时刻宇宙中所有粒子的运动信息,人们就可把宇宙的过去、现在和将来的历史用方程准确地描述出来。这就是科学上的决定论。

似乎物理学不再会出现惊喜。

但在不经意间,有两个并不起眼的物理学难题摆在了物理学家的面前,当时被称为“十九世纪末物理学大厦上的两朵乌云” 。由于这两朵乌云不合时宜地出现在了经典物理学大厦落成之际,所以并未引起物理学界的高度重视,人们乐观地认为这两朵乌云会在当时已有的理论体系内得以化解。

然而,令人没有想到的是,正是这两片小小的的乌云,在很短时间内便演化成了漫天乌云,继而天空便电闪雷鸣,风雨交加,最终把经典物理学的大厦吹的是七零八落。而物理学界也卷入了一场扑朔迷离的长期混战之中,至今没有完全突围出来。

一片乌云导致了相对论的产生,迫使人们考虑时空物之间的纠葛;另外一片乌云导致了量子革命,迫使人们考虑我们所处物理世界的本质是什么,有无客观的物理实在性,以及我们传统的因果率是否可以被打破。更有甚者,将精神意识引进了物理学的殿堂。

量子革命在20世纪的第一年就爆发了,是以具有反叛精神的物理学家普朗克对黑体辐射难题的研究为开端,第一次提出能量的离散化量子概念,后来他由此得到了诺贝尔奖。但在当时,他被自己的量子化假设带来的对经典物理学的冲击而惊讶、而震撼、而吓得魂不附体。他终于背叛自己,放弃了量子化假设。

然而,普朗克一旦放出了“ 量子化”这个幽灵,他就再也收不回去了,也就注定了 “ 量子化 ” 这个幽灵要将经典的物理世界搅个天昏地暗。

这个幽灵落到了同样具有对传统有极大反叛精神的爱因斯坦手里。正是这个爱因斯坦,用量子化的幽灵使得光线量子化,一举解决了著名的“光电效应”难题。爱因斯坦由此震惊了江湖,比他震惊江湖的相对论更甚。

但是,量子化的幽灵确实不是那么好摆布的。当爱因斯坦还没有为自己的成果高兴的时候,却发现自己的成果把物理学界推向了了一场新“波-粒” 大战的销烟中。爱因斯坦也害怕了,象伟大的普朗克一样。最后爱因斯坦终于走到了量子化的反面,成了对抗量子革命的反对派精神领袖。

但毕竟由于普朗克和爱因斯坦的巨大贡献,使得量子革命本身却以迅雷不及掩耳之势迅速发展,“彻底的革命者”,后来成为哥本哈根学派“教皇”的玻尔要粉墨登场了。这才演绎了一场惊心动魄的量子江湖世界大战,而玻尔集团和爱因斯坦集团为此展开的斗智斗勇更是前所未有,名动江湖而经久不息,堪称科学界的绝响。

量子革命的思想很难理解,不加详述不能容易明白。其实,即使详述也很难明白。为了同学们对量子革命大概有个了解,本同学花了不少时间,根据一本描述量子革命发展的著作《上帝掷骰子吗?》的脉络,简述整理写成这个《量子江湖风雨录》,希望能在相对短小的篇幅内,使得大家对量子革命所带来的震撼有些微的了解。

如果你想从量子革命的爆发开始了解,就从头读起《量子江湖风雨录 – 1 》

。

如果你想看量子革命的中期发展,看《量子江湖风雨录 – 2 》。

如果你想看量子革命哥本哈根学派解释的成熟,看《量子江湖风雨录 – 3 》。

如果你想看量子革命对传统因果律、客观实在性的冲击,看《量子江湖风雨录 – 4 》。

如果你想看量子革命中的华山论剑、撕裂我们理性的薛定谔的猫、精神意识被引入量子力学的解释、平行多世界理论引起的精神分裂,看《量子江湖风雨录 – 5 》。

如果你想看著名的EPR 佯谬、神秘的贝尔不等式,及其对玻尔-爱因斯坦世纪争论的实验大判决,看《量子江湖风雨录 – 大结局》。遗憾的是的《量子江湖风雨录 – 大结局》还没总结呢,过段时间再说。

最后,祝同学们有个清凉舒适的夏天!呵呵。

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