Yann | Tardis

QED: The Strange Theory of Light and Matter Richard P. Feynman 9780691083889 这本小册子是由大师费曼的系列讲座集结而成的，主题则是quantum electrodynamics（QED），费曼讲解了如何运用他的理论来解释并且预测光子／电子的行为。费曼还强调他的理论只是在用一个系统理论来描述光子的行为，而不是也不能也不打算来解释为什么光子会这样行为。虽说是小册子，并且看得出费曼已经在用最大力气来用最简易的方式来说明他的理论，他还一再强调看完这一些列讲座还不懂这个理论是完全合理的，好吧，我的读后感很合理。 量子物理，最初始也最让人觉得神奇的起点，就是光到底是什么，是粒子、是波、是具有波粒二象性的特殊物质。费曼一口咬定光是粒子，然后说出了一大篇理论来解释各种用一般粒子理论无法解释的光的各种波的属性和双缝实验等等问题。费曼的理论基础貌似很简单，即把各种可能设定为向量箭头然后叠加来计算最终的结果，箭头的方向取决于虚拟指针旋转的角度、箭头的长度取决于概率。我们观察到最后的结果，其实是所有结果的综合。绝大多数看似不相关的可能，不是不存在，只是箭头相互抵消了。 在看前两讲的时候，我感觉费曼是在作为一个粒子论的拥护者死鸭子嘴硬，千辛万苦创造一个理论来描述用波的理论很容易就能描述的光子的类似波的那些行为。而后两讲，则牵涉到更多的光子、甚至电子的行为，特别是最后一讲，看得我似懂非懂，也无力去吐槽他的初衷了。 我觉得很神奇的一件事情，是在费曼的理论中，我们看到的世界是概率的。概率这个概念对我而言相当难以掌握。我比较困惑的地方，下面三则。 用第一讲的一个例子，光子通过某表面的折射率是4％，这个4％是指什么？每100个光子，重复这样的实验，有的时候有4个光子折射，有的时候有3个光子折射，有的时候没有光子折射，有的时候有50个光子折射等等，然后这些实验重复很多很多很多次，平均下来有4个光子折射。那么，如果我用100*10^100个光子来做这样的实验，结果会是怎样呢？是不是也是”有的时候有4*10^100个光子折射，有的时候有3*10^100个光子折射，有的时候没有光子折射，有的时候有50*10^100个光子折射等等，然后这些实验重复很多很多很多次，平均下来有4*10^100个光子折射”呢？如果不是的话，为什么呢？ 我不能接受这些概率只要是大数据了就趋向那个稳定数值了，只要是概率，就说明肯定有概率你可以观察到那个极小概率事件，那为什么从来没有人观察到极端情况？为什么貌似世界的物理特性是那样的一如预测？ 把同样的例子运用到现实中，光子通过某表面的折射率是4％＝车牌拍中率是4％。前者可以理解为每25个光子有1个折射，后者则不可能被理解为拍牌25次就会中一次。 第三讲里还讲到电子释放光子／吸收光子这件事情，说实话此时我已经差不多放弃了，但是费曼又讲到有可能是电子在某一时刻释放一个光子然后再回到过去吸收一个光子。如果这样的方式是真实存在的话，也就是说同一时刻我们可以观察到同一个光子存在在3个地方。如果同一时刻我们可以观察到同一个光子存在在3个地方，那理论上我们也可以同一时刻观察到同一个光子存在在个>3地方。那也就是说，是不是有可能我们现在看到的世界上的所有的东西其实都只是某一个光子来来回回各种一人扮演所有角色的一场戏呢？也就是说世界上一共只有一个光子，想想还蛮有意思的。

上帝掷骰子吗 曹天元 9787538276374 这本科普读物太棒了，作者可以用讲故事的方法娓娓道来量子物理从起源到发展到现在的种种。在读这本书的过程中，我不断地被各种理论的奇异思路所打动，太佩服这些科学界的泰斗了！几乎我都是利用上下班的路上时间看的，看到一半到了公司我还会念念不忘、心情有点难以调试，总感觉看这本书的时候受到了好多启发，然后相比之下进公司上班都好平淡。 我在ipad上用荧光笔花了很多很多条笔记，感觉几乎每一条都值得用一本书来好好解释的理论，但是现在全部读完了却没有勇气一一回顾。我仅就我印象最深刻的一些点，试图用我自己的理解记录下来。 故事总是从最常见却最不平凡的光讲起，光究竟是粒子还是波，两派的科学家们为此争论了几个世纪。量子，其实就是指能量传播的最小单位，也就是说它不能是无限连续的。业界最为著名的就是那个双缝干涉实验：通过两个小孔的光会互相干涉，形成明暗的条纹；但是如果我们设定一个思维实验，去观测某一个电子的话，那么这个电子必然只穿过某一个小孔的，那怎么会形成双缝干涉呢？同样出名的还有那只薛定谔的猫，我一直以为薛定谔是量子物理的鼻祖级人物，没想到他原来是哥本哈根派的挑战者。在盒子里的面临辐射的猫，到底是死还是活呢？（我也还一直以为爱因斯坦和哥本哈根派是一条心的，原来他也是重大挑战者之一。） 面对这些问题，有好几派的解释。最最有影响力的是哥本哈根派，他们的核心由波恩的概率解释、海森堡的不确定性（测不准）和玻尔的互补原理三部分构成。波恩的概率解释是指之所以通过两个小孔的光会出现明暗的条纹，是因为光的落点其实是一个概率问题；而且每个电子的行为都是随机的，物理不能预测电子的行为。海森堡的测不准原理是指当我们在测量一个东西的动量和位置的时候，必定是由观测次序的，而这就决定了我们无法同时测量p和q。玻尔的互补原理想说的是，事物本来就没有什么所谓的“本来的样子”，电子是波还是粒子，取决于你怎么去观察它；一旦观察方式确定了，光就要么表现出波的样子、要么表现出粒子的样子，只有把两者结合在一起才是我们观察的结果。通过这三条哥本哈根的核心解释，得出的结论是，不存在一个客观的、绝对的世界，唯一存在的是我们能够观测的世界，而观测不到等于“不存在”。在观测之前，事物是波函数的叠加状态，光既穿过左边的小孔又穿过右边的小孔，薛定谔的猫既活着又死着，一旦有了观测，波函数就坍缩了，事物成了它结果的样子，光穿过这个或那个小孔，薛定谔的猫要么活着要么死了。而使得波函数坍缩得，竟然就是“意识”。每次讲到这里，我老是回想起来几年前看的那篇短篇科幻小说《Divining Light》，里面由这个双缝干涉实验讲到哥本哈根的解释，再讲到意识的界定等等。 当然还有许多其他的科学家的看法，也很精彩。比如多宇宙，和哥本哈根派完全不同，他们认为其实存在着很多个宇宙（有点类似平行宇宙），因为光在这个宇宙中是穿过了左边的小孔，在另一个中穿过了右边的小孔，而我们观测到的世界是这些宇宙的叠加。这种理论又和人择原理（世界为什么是这个样子的，是为了让观察它的我们这样观察它）有点搭界（怎么又扯到人类的特殊地位上来了？）隐变量理论认为光子周边存在着一种量子势，它以光子为中心弥漫在整个宇宙，所以光能在未到达小孔前感应到双缝的存在，从而引发干涉模式。这个理论似乎很能说明为什么光总是走到达最快的路线。系综解释，是一个有点赖皮的理论，它认为我们得出的理论已经是这个世界的本质，我们不该对一个单个的事件去做预测。GRW理论把观测者和意识的作用完全剥离于“坍缩”，也就是说“坍缩”其实是非人为的纯随机的过程。退相干理论和多宇宙理论有点对应的感觉，多宇宙理论＝一个历史&多个宇宙，而对相干理论＝多个历史&一个宇宙。我们观测到的历史，由很多很多子历史因素构成，这些子历史因素其实都存在着而且相互是独立（可能是矛盾）的。但是一旦我们从比较髙的层次观察，这些子历史因素会互相消除相干而达成一个粗线条上一致的历史。 这些想法和解释都太brilliant了！我不敢说我懂了多少，但就是觉得好神奇！不过我的直觉判断还并不是哥本哈根派的完全拥护派，把世界和人的意识紧密联系在一起，初想想和普罗泰戈拉的“人是万物的尺度”一样有道理，但是我不愿意把人类的地位提得那么了不起。 我心里还是比较默默支持多宇宙理论的。我需要也想要以后多看点这方面的书和资料，再多学习学习。