废柴老师的第二课———简述《上帝掷骰子吗》和量子论

篇幅依旧巨长，请耐心看完，多谢。

本课素材来自用户大脸c就是大脸，在此表示感谢。

好了，同学们，该从周公那里回来了，人家下棋都快下腻了，放人家歇一会吧。那边的同学，不要倒立了，快回位置，上课了。

那么，我这个废柴老师就开始上课了。

今天这堂课，我们来聊聊看《上帝掷骰子吗》和量子论。首先是这本书：

作者曹天元。有趣的是这位仁兄不是搞量子物理的，也不是搞物理的，更不是专业作家，而是搞通信工程的，这就有点离谱了。

对此，我只能说，这个世界还是不缺人才的。

咳咳，下面说正经的。本书共有十二章，分别为：

（为了尊重书本，我把英文译文一并打出）

以及：

作为一本量子物理史论，能写成这样就是极致了。在我第N次重读之后，总结了一下几点，供大家参考：

总之，这本书还是相当不错的，我还是十分推荐的。

那么，下面我们来说说量子物理吧。说实话，这实在是我相当不愿意碰的学科，不是因为难度，而是因为那恐怖的不确定性（隔壁的基因学也是惨烈，不过跟量子力学比起来，还是温和多了）不过我还是想要把这些讲给各位听一下。

那么，在我正式介绍量子论之前，先要大家看一长串人名：

上面这一大帮人，对于外人来说，可能就只认识几个，但是对于学量子力学的人来说，上面的这串人名，那就是神的名字（名单不全）就是这么一帮人，从18世纪吵到21世纪，中间还天天神仙打架，实在是让人头疼。

在下才疏学浅，实在是不敢对于量子力学下一个准确的定义，正如费曼说的一句话:没有人可以理解量子力学。但是依然时常想起爱因斯坦和玻尔的谈话，

爱因斯坦：玻尔，亲爱的上帝不掷骰子！

玻尔：爱因斯坦，别去指挥上帝应该怎么做！

那么，是时候了，下面隆重介绍，现代物理学的两大基石之一——量子论。其实上面这本书的名字，就是量子论的关键论点——在微观世界里，上帝也在玩骰子。也就是传说中的不确定性原理（相当有名的思维实验：薛定谔的猫，就是为了验证这个原理而设计的）量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学、粒子物理学以及现代信息技术奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射，粒子的无限可分和信息携带等。尤其它的开放性和不确定性，启发人类更多的发现和创造（官方说法）

其实在我看来，量子论就是传说中的只可意会，不可言传。想想看，那帮神仙光来回交手用的招式就是我们研究一生都有可能看不明白的招式了，更别说他们吵到现在依旧都吵不明白的最终答案了，不过我可以解释一下其他的。

量子论和哲学之间的矛盾出主要体现在科学家们身上，因为宏观世界的定律保持着顽固的可验证性，而微观世界的定律具有随机性。我们对抛射物和彗星的动态描述具有明显的视觉特征，而对原子的描述不具有这种特征，桌子、凳子、房屋这样的世界似乎一直处于我们的观察之中，而电子和原子的实际的或物理性状态没有缓解这一矛盾。如果说这些解释起了些作用的话，那就是他们加大了这两个世界之间的差距。对大多数物理学家来说，这一矛盾解决与否并无大碍，他们仅仅关心他们自己的工作，过分忽视了哲学上的争议和存在的冲突。毕竟，物理工作是精确地预测自然现象并使我们控制这些现象，哲学是不相关的东西。这也是许多科学家不喜欢哲学的原因，哲学说是最强的学科，其实对于他们而言，还不如一份实验数据有用（当然，隔壁以牛顿先生为代表的除外）我们不能说这是错的，但我们也不能说这是对的，只做了解。

但是，也有人会有这样的问题：那经典力学和量子论不能合二为一吗？很好，问到点子上了。广义相对论在大尺度空间、量子理论在微观世界中各自取得了辉煌的成功。基本粒子遵循量子论的法则，而宇宙学遵循广义相对论的法则，很难想象它们之间会出现大的分歧。很多科学家希望能将这两者结合起来，开创一门将从宏观到微观的所有物理学法则统一在一起的新理论，可惜，他们全失败了。因为量子论和经典力学是有不可调和的矛盾的，这个要从这两个学科诞生的时候说起了：

在牛顿和麦克斯韦的带领下，以万有引力为和电磁力为代表的经典物理学一统江湖，物理学基本上已经尘埃落定，令人叹为观止，留给物理学家的工作已经不多，只剩下一些细节的补充。但是量子物理的开创者普朗克在研究黑体辐射时偶尔发现了一个普适公式，用经典力学无法解释这背后的意义。后来他发现了能量的量子化（即能量在发射和吸收时，不是连续的，而是分成一份一份的）这就相当于在正面给了牛顿一棍子，在我们的绝世天才牛顿先生还没反应过来的时候，一位更绝世的天才横空出世，又给了牛顿一棍，顺手还钉死牛顿的棺材，让他想爬也爬不出来（依照牛顿先生的骄傲程度，估计应该在啃棺材板了）1905年，瑞士一个专利局的小职员根据量子的假设，提出了光量子的概念，可以完美的解释光电效应。他就是大名鼎鼎的爱因斯坦。光的本性似乎又从波动变成了粒子，第三次波立大战一触即发。最后终于在光的波粒二象性中统一，仿佛是上帝的一个玩笑，光既是粒子又是波。后期玻尔、海森堡等组成的哥本哈根派开创了量子力学。

现在明白了吧，量子论虽然是从经典力学上发展，跨越了经典力学的死角，但是与经典力学之间有着本质间的差别——经典力学以肯定性和决定性来回答问题，而量子论以可能性和统计数据来回答。这也是他们二者不能合一的原因。

那么，我们来总结一下吧，本堂课我们简述了《上帝掷骰子吗》和量子论的一些相关知识，如果有兴趣的话，可以去了解一下量子物理（不过，我不能保障你可以出来就是了）

不过，我还是要给出建议：没有为什么，只有是什么。我认为这是学量子物理最重要的想法。

时间差不多了，我们下堂课再见，下课！

如果你有什么想要和我聊的或者有什么问题，可以再下面评论区评论，我会在看到之后第一时间回复。如果你是第一次看到这堂课并且有兴趣的话，课堂须知可以了解一下。如果你有什么好的素材，可以留言到素材收集的评论区（和课堂须知再同一地点）。

那，下堂课再见。