自17世纪牛顿与胡克拉开“波粒战争”的序幕,光、电磁到底是何种形态的争论从未止息。300年中双方交手互有胜负,但仍难有一个满意的结果出来。盖棺定论的问题至今未解。
时间跨入20世纪,经典物理学的大厦已经基本落成,但还有两朵小小的乌云飘浮其上。第一朵乌云是以太漂移实验,导致了相对论的诞生;第二朵乌云则是黑体辐射实验,导致了量子力学的诞生。在量子论的形成和发展过程中,电子是波还是粒子的争端将“波粒战争”推向了顶峰。以波尔为精神领袖,海森堡、波恩、泡利、约尔当等为核心的“矩阵力学”为微粒说撑腰;以爱因斯坦为精神领袖,德布罗意和薛定谔等为核心的“波动力学”为波动说站台。
最终,波尔提出了互补原理,这和波恩的概率解释、海森堡的不确定性原理,共同构成了量子论的“哥本哈根解释”。电子衍射实验也证实了德布罗意提出的波粒二象性是正确的,这为旷日持久的“波粒战争”画上了句号。
但新的问题又产生了,物理学难道不是一门客观精确的学科吗?但在哥本哈根解释的理论下,量子世界充满了概率和不确定性,甚至将观测者和观测方式也代入了进去。微观世界里居然是意识决定物质,这让我们不禁思考,我们到底是物理学家还是哲学家?
于是爱因斯坦提出了EPR佯谬,薛定谔提出了猫实验,冯诺依曼提出了无限复归,以及多世界(MWI)、系综、隐变量、自发定域理论(GRW)、退相干理论等多种对量子论中叠加性和不确定性的解释。然而,至今仍没有一种解释被证明是正确的。
另一方面,在狄拉克等人的努力下,完成了量子力学和狭义相对论结合的量子场论,但广义相对论却无法吸纳进来。于是,大统一理论和超弦理论应运而生。但目前它们也并不完全尽善尽美,也许未来还有新的物理学革命在等待我们。
本书得益于作者精彩的描述。内容浅显易懂而又引人入胜,重要的是让普通大众也能明白我们星球上那些最聪明的大脑一直在做些什么。简单来说,本书相当于物理版的《明朝那些事儿》,看完甚至会有一种我爱物理的错觉。
书中最感动的地方是海森堡在赫尔兰岛用一夜推导出矩阵方程,激动地难以入睡,天一亮就登上了小岛南边的岩石,迎接初升的太阳。这是纯粹的热爱,这也是他的时代!
此外,使用表格来做乘法真的很颠覆认知。整个20世纪的物理学不是处处都在颠覆我们的认知吗?
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