一山还比一山高

Harbiner
2018-01-04 看过

曾经,牛顿的运动学定律与麦克斯韦的电磁场理论构成了经典物理学的黄金时代,似乎一切都很完美,直到两朵乌云遮蔽了经典理论。突然有一天,连续性、平滑性的假设不再成立了,能量的发射和吸收以一份一份的形式来完成,并以普朗克常数为最小单位,普朗克宣告了量子的诞生,之后,一切就都乱了。测不准原理出现了,海森堡证明,“理论限制了我们能够观测到的东西,而不是实验导致的误差。同时测量到准确的动量和位置在原则上都是不可能的,不管科技多发达都一样”。光究竟是粒子还是波?电子究竟是粒子还是波?世界究竟是粒子还是波?高中课本里简单的双缝干涉实验,却成了难以解释的谜题。波尔率领的哥本哈根学派的解释是,电子原本是波和粒子的混合体,但当电子被观察时,波函数出现坍缩,电子随即依照概率以一个确定性的形态出现,而在观测之前,电子究竟是什么在物理学上并没有意义,我们也不关心电子“本来”是什么。

“古典的,严格的决定论认为,宇宙从出生的那一刹那起,就有一个确定的命运。我们现在无法了解它,只是因为我们所知道的信息太少而已”,而现在,则变成了“不存在一个客观的,绝对的世界。唯一存在的,就是我们能够观测到的世界。”于是,哥本哈根们认为,严格的因果关系在量子世界里就不存在了,取而代之的只有概率。事情演变成了严格意义上的因果关系是否仍存在的讨论,爱因斯坦便坚定地认为,上帝不会掷骰子。贝尔不等式的证伪否定了局域隐变量理论,于是,爱因斯坦错了。

把观测或是意识引入物理学多少有些令人不快,于是,更加玄妙的多重世界理论出现了。多重世界理论认为,宇宙的历史就像一条岔路,随着每一次的量子过程分岔成若干小路,而每条路则对应于一个可能的结果,生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝,而在另一个世界中,人们观察到的电子则在右边,量子过程造成了“两个世界”!这就是量子论的“多世界解释。“真实的,完全的”宇宙态矢量存在于一个非常高维空间中,但这个高维的空间却由许许多多低维的“世界”所构成,每个“世界”都只能感受到那个“真实”的矢量在其中的投影。当然,后来还有更多的理论解释被提出,系综、GRW、退相干等等等等,似乎还有现在最流行的超弦理论。

读这本书的过程中,总会想起香港版《射雕英雄传》的歌词“问世间是否此山最高,或者另有高处比天高,一山还比一山高”。从黄金时代开始,到原子模型的提出,无论是讲波动说还是讲粒子说,无论讲决定论还是非决定论,每一个能看懂的新理论的提出都让读者觉得似乎是对的,每个新理论似乎都很高明,然而每次又都有超越这个理论的观点被提出。本书的作者像是个悬疑作家,一步一步的抽丝剥茧,跟着读下来,让人觉得,其实追求科学真理也是件挺有意思的事。当然,作者的描写很多时候有点过于浮夸了。看书的时候还会学到一些以前读到却又看不懂的事,比方说TBBT里面Sheldon搞的超弦理论;也比方说,三体里面的高维空间,以及,三体里面智子对三体星的信息传输,是通过量子纠缠完成的?

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