<上帝擲骰子嗎>
目錄
序
第一章黃金時代
第二章烏雲
第三章火流星
第四章白雲深處
第五章曙光
第六章大一統
第七章不確定性
第八章論戰
第九章測量問題
第十章不等式
第十一章上帝的判決
第十二章新探險
尾聲後記
序
如果要評選物理學發展史上最偉大的那些年代,那麼有兩個時期是一定會入選的:17世紀末和20世紀初。前者以牛頓《自然哲學之數學原理》的出版為標誌,宣告了現代經典物理學的正式創立;而後者則為我們帶來了相對論和量子論,並最徹底地推翻和重建了整個物理學體係。所不同的是,今天當我們再談論起牛頓的時代,心中更多的已經隻是對那段光輝歲月的懷舊和祭奠;而相對論和量子論卻仍然深深地影響和困擾著我們至今,就像兩顆青澀的橄欖,嚼得越久,反而更加滋味無窮。
我在這裏先要給大家講的是量子論的故事。這個故事更像一個傳奇,由一個不起眼的線索開始,曲徑通幽,漸漸地落英繽紛,亂花迷眼。正在沒個頭緒處,突然間峰回路轉,天地開闊,如河出伏流,一泄汪洋。然而還未來得及一覽美景,轉眼又大起大落,誤入白雲深處不知歸路……量子力學的發展史是物理學上最激動人心的篇章之一,我們會看到物理大廈在狂風暴雨下轟然坍塌,卻又在熊熊烈焰中得到了洗禮和重生。我們會看到最革命的思潮席卷大地,帶來了讓人驚駭的電閃雷鳴,同時卻又展現出震撼人心的美麗。我們會看到科學如何在荊棘和沼澤中艱難地走來,卻更加堅定了對勝利的信念。
量子理論是一個複雜而又難解的謎題。她像一個神秘的少女,我們天天與她相見,卻始終無法猜透她的內心世界。今天,我們的現代文明,從電腦,電視,手機到核能,航天,生物技術,幾乎沒有哪個領域不依賴於量子論。但量子論究竟帶給了我們什麼?這個問題至今卻依然難以回答。在自然哲學觀上,量子論帶給了我們前所未有的衝擊和震動,甚至改變了整個物理世界的基本思想。它的觀念是如此地革命,乃至最不保守的科學家都在潛意識裏對它懷有深深的懼意。現代文明的繁盛是理性的勝利,而量子論無疑是理性的最高成就之一。但是它被賦予的力量太過強大,以致有史以來第一次,我們的理性在勝利中同時埋下了能夠毀滅它自身的種子。以致量子論的奠基人之一玻爾(NielsBohr)都要說:“如果誰不為量子論而感到困惑,那他就是沒有理解量子論。”
掐指算來,量子論創立至今已經超過100年,但它的一些基本思想卻仍然不為普通的大眾所熟知。那麼,就讓我們再次回到那個偉大的年代,再次回顧一下那場史詩般壯麗的革命,再次去穿行於那驚濤駭浪之間,領略一下暈眩的感覺吧。我們的快艇就要出發,當你感到恐懼或者震驚時,請務必抓緊舷邊。但大家也要時刻記住,當年,物理史上最偉大的天才們也走過同樣的航線,而他們的感覺,和我們是一模一樣的。
第一章 黃金時代
一
我們的故事要從1887年的德國開始。位於萊茵河邊的卡爾斯魯厄是一座風景秀麗的城市,在它的城中心,矗立著著名的18世紀的宮殿。鬱鬱蔥蔥的森林和溫暖的氣候也使得這座小城成為了歐洲的一個旅遊名勝。然而這些怡人的景色似乎沒有分散海因裏希·魯道夫·赫茲(Heinrich