量子宇宙

《量子宇宙》讀後感：一場顛覆常識的奇妙冒險 如果讓我用一句話總結讀完《量子宇宙》的感受，那就是：我們熟悉的那個“腳踏實地”的世界，在微觀層面竟然是一團由“可能性”和“不確定性”構成的奇妙迷霧。 這本書就像一位風趣的導遊，帶領我進行了一場顛覆常識的冒險。以下是我覺得最震撼、也最容易理解的幾點： 1. 粒子不是小彈珠，而是“幽靈般的概率雲” 我們通常認爲電子像一顆微小的行星，繞着原子核旋轉。但書中告訴我，這是完全錯誤的！電子更像一團“概率雲”，它沒有確定的位置，而是同時存在於所有可能的地方。只有當我們去“看”（測量）它時，它纔會隨機地“選擇”一個位置出現。這就像薛定諤的貓，在打開盒子之前，它既是活的又是死的。 讀後感聯想： 這徹底改變了我對“存在”的理解。一個東西在我不看它的時候，竟然是一種模糊的、充滿可能性的狀態！ 2. 萬物皆是“波”，又是“粒子” 光和一些微觀粒子（如電子）擁有“波粒二象性”。它們有時像一顆顆粒子，有時又像水波一樣擴散。這聽起來很矛盾，但卻是事實。 讀後感聯想： 這就像一個人，在工作中是嚴肅的經理，在家是溫柔的父母，兩種身份都是真實的他。量子世界的物體也是如此，它們的“身份”取決於我們如何與它們互動。 3. “糾纏”——宇宙中最神奇的連接 兩個曾經相互作用過的粒子，即使後來被分隔到宇宙的兩端，它們之間依然存在一種神祕的聯繫。改變其中一個的狀態，另一個會瞬間發生相應的改變，無視距離。 讀後感聯想： 這彷彿是宇宙自帶的“心靈感應”。它暗示着我們所以爲的獨立個體，在最基礎的層面上可能是相互關聯的一個整體。這既神祕又浪漫。 4. 宇宙不是宿命論，而是一場“擲骰子”遊戲 在量子世界，沒有“因爲A，所以必然B”這種確定無疑的事情。一切都是概率。愛因斯坦曾對此感到不安，說“上帝不擲骰子”，但所有實驗都證明，上帝不僅擲骰子，而且把骰子擲到了我們看不見的地方。 讀後感聯想： 這讓我感到一種莫名的解放。如果連構成宇宙的基本規則都充滿可能性，那麼我們的人生又何嘗不是呢？未來並非一條固定的軌道，而是充滿各種可能性的廣闊天地。 總結： 讀完《量子宇宙》，我並沒有成爲物理學家，但它給了我一個更開闊的視角。它告訴我們，現實遠比我們肉眼所見和日常經驗所感的要複雜和神奇得多。我們所熟悉的、確定的經典世界，只是更深層、更詭異的量子海洋上泛起的浮沫。 這本書最大的價值，不是讓我記住了所有公式，而是點燃了我對未知的好奇心，並學會了用更謙卑、更開放的心態去思考這個宇宙！

這本書用最通俗的語言帶你認識量子力學，告訴你宇宙其實就在這套看似怪異的微觀規則裏運轉；電子、光子等粒子既像波又像粒子，它們的奇怪行爲決定了化學、材料和恆星等一切宏觀現象。作者先從歷史講起：牛頓力學到愛因斯坦相對論，再到量子力學，哪一步都離不開實驗觀測。接着用雙縫實驗、薛定諤的貓等例子展示“疊加”“不確定性”等核心概念，讓你明白“量子怪異”並非玄學，而是描述真實世界的數學模型。書中還穿插量子技術的現實應用：半導體、激光、核磁共振等都依賴量子原理。讀完你就會懂：量子力學不僅解釋宇宙，也塑造了現代科技，原來我們每天都在享受這門“怪異”科學帶來的便利！

《量子宇宙》筆記、摘錄：只要可能都會發生 第二章 同時出現在兩地 1、如果在某時某刻，你知道了關於某事物可知的一切，那麼可以確信，你能絕對肯定地預測，這件事物將來會如何。這種可預測性的崩潰是量子理論的一個關鍵特點：量子理論處理的是概率，而不是確定性。這不是由於我們缺乏確切的知識，而是因爲大自然的某些方面在本質上就是由“或然律”支配的。 2、反過來講，這又意味着原子基本上是空的。如果把原子核放大成網球，那電子會比灰塵顆粒還小，而它的運動軌道將在一千米以外。聯想到生活經驗，這些數字會讓人大喫一驚，因爲由原子組成的固體摸起來可完全不像是空的。 3、量子物理學的核心就是引入了隨機性（概率），讓經典物理學不知所措——原子毫無徵兆地自發裂開等多種被統稱爲放射性的現象，還是未解之謎；特別是放射性將隨機性引入物理學這一點，實在令人不安。毫無疑問，咄咄怪事正現身於亞原子世界。 4、 符號r代表蘋果中心和地心的距離。公式中是r2，因爲牛頓發現，力的大小取決於物體間距的平方。用非數學的語言來講，這就是說，如果蘋果和地心的距離翻倍，則引力變弱爲原來的1/4；如果間距乘以3，則引力變弱至1/9，以此類推。 5、我們在這裏寫下如此不着邊際的話，就是要指出，牛頓諸條定律是建立在直覺之上的，而這對於基礎物理學，就如同沙上樓閣一般。 第三章 何爲粒子 6、我們可以從中得到啓發：一列電子波，是在描述單個電子以無窮條不同運動路徑，從源運動到熒幕。換句話說，“一個電子如何到達熒幕？”的正確回答是，“它運動在無窮條可能的路徑上，有一些穿過這條狹縫，另一些穿過那條狹縫”。很明顯，“這個”電子並非日常觀念中的粒子，因此稱之爲量子粒子。 筆記：一列電子波，以無窮條運動路徑，從發射源移動到屏幕……這解釋，真是牛逼…戴維多伊奇的平行世界感覺更好理解。 7、【哥本哈根詮釋】 （1）、玻恩定則，量子系統的描述是概率性的。一個事件的概率是波函數的絕對值平方。（馬克斯·玻恩） （2）、不確定性原理闡明，在量子系統裏，一個粒子的位置和動量無法同時被確定。（海森堡） （3）、物質具有波粒二象性；根據互補原理，一個實驗可以展示出物質的粒子行爲，或波動行爲；但不能同時展示出兩種行爲。（尼爾斯·玻爾) （4）、對應原理：大尺度宏觀系統的量子物理行爲應該近似於經典行爲。（尼爾斯·玻爾與海森堡) 8、玻恩因其對波函數的激進詮釋獲得了1954年諾貝爾物理學獎。在他的詮釋中，某特定位置處的鐘指針長度的平方，就表示在那裏找到粒子的概率。例如，如果在某處的鐘指針長度是0.1，則平方是0.01。這就是說，在這裏找到粒子的概率是0.01，也就是百分之一。你可能會問，爲何玻恩不在一開始就將指針的長度平方，這樣在上一例中，指針的長度就變成了0.01。這行不通，因爲我們在考慮干涉時會把鐘面相加；而兩個0.1的平方（0.01）求和（得出0.02），與先把0.1和0.1相加，再平方（得出0.04）的結果是不一樣的。 9、如果知道了關於這枚硬幣的一切——包括擲向空中的具體方式、重力吸引、拂過房間的微風、空氣溫度等等——則我們在原則上就可以算出，硬幣是會正面還是反面向上落地。因此，概率在這種場合中的出現，反映出的是我們對所研究體系的無知，而不是體系本身的內在性質。 10、 理論和實驗的進展指出，大自然確實使用隨機數；而在預言粒子位置方面喪失確定性，是物理世界的一種內在性質。計算出它出現的概率是我們能做到的極限。 第四章 只要可能都會發生 11、筆記：平行宇宙 原文：允許粒子處在任何位置，相當於不對粒子的運動作出任何假設。這是我們能做的最不帶成見的事情，而其中也的確有一定的禪定趣味[75]，儘管這似乎違反常識，可能也違揹物理定律。 12、筆記：我們的粒子可以同時在一納米遠，以及十億光年外一個遙遠星系中的恆星中央。 原文：這是在承認，粒子有可能在一瞬間躍至任意的所有的其他位置。我們的粒子可以同時在一納米遠，以及十億光年外一個遙遠星系中的恆星中央。這聽起來，用我們的方言來講，就是神戳戳的 13、筆記：愛因斯坦的運動不能超過光速，其實是信息船舶的速度不能超過光速。粒子下一秒的無窮性與愛因斯坦的理論不衝突。 原文：如果你懂一點愛因斯坦的相對論，那麼在討論粒子躍過宇宙時，可能會感到不安，因爲這看似在說粒子是比光速還要快的東西。其實，粒子可以在此處，並在瞬間位移到非常遠的什麼地方，這與愛因斯坦的理論並不矛盾，因爲真正的陳述是，信息傳播速度不能超過光速，因而量子理論受此約束。正如稍後會了解到，相應於粒子躍過宇宙的動力學，和信息傳遞完全不同，因爲無法事先得知粒子會跳到哪裏。我們看似是在構造一個完全無序而混亂的理論，而你可能會想，大自然一定不會如此行事。但是，我們將在本書中看到，日常世界中的秩序，的確是由這種荒謬絕倫的行爲中衍生出來的。 14、筆記：系列鍾來表述粒子在某時刻的狀態。這條規則有點奇怪：用無窮塊鍾充滿整個宇宙，它們的指針相對旋轉量取決於作用量，一個古怪但有歷史重要性的量。如果兩塊或更多塊鍾落在同一處，就將其相加。這條規則的前提是，必須接受粒子能從宇宙中的任意特定位置，在無窮短的時間內，就跳到其他任何地方。 普朗克常數簡史 15、 在當代物理學如此衆多的重大問題中，幾乎沒有一個是愛因斯坦未曾做出重要貢獻的。他在推測中有時也會無的放矢，如他的光量子假說，但這不能過分苛責他；因爲若不偶爾勇於冒險，就不能在最精確的自然科學中引入真正的革新。 16、換句話說，如果我們一開始時，把粒子限制在愈來愈小的區域內，那麼它就會有一種趨勢，要愈來愈遠地躍離這個區域。這一點非常重要，值得再三重申：愈是精確地知道粒子在某個瞬間的位置，就會愈不清楚它的運動快慢，因此也就愈不清楚稍後時刻它會在哪裏。 波包 17、我們學習了用鍾來描述粒子能夠描繪我們通常所說的“運動”。我們瞭解到，從量子理論的角度來看，我們對物體從一點到另一點的平滑運動的感知，是一種幻象。事實的真相更接近於，假設粒子從A運動到B是通過了所有可能的路徑。只有當我們把所有可能性加起來，我們所感知到的運動纔會顯現出來。我們也才能明確地看到，鐘的描述是如何包含了波動物理學，儘管我們只處理了類點粒子（point-like particles）。 ◆ 第六章 原子之音律 18、當電子被勢所束縛時，其能量被量子化。用物理學的行話來說，我們認爲一個被陷住的電子只能存在於特定的“能級”（energy level）之中。電子能具有的最低能量，對應其“基頻”駐波[128]，而這個能級通常被稱爲“基態”（ground state）。對應更高頻率駐波的能級稱爲“激發態”（excited state）。 19、原子內部的電子能量是量子化的。這意味着，電子根本無法具有任何介於某些允許值之間的能量。這就像是說，一輛車能以時速10英里或40英里行駛，但不能以介於其中的時速行駛。這個恢恑憰怪的結論立刻提供瞭解釋，當電子沿螺線落入原子核時爲何原子不會連續地輻射光。這是因爲，沒有辦法讓電子不斷地一點一點釋放能量。相反，它唯一能釋放能量的方式，就是一次性失去一大塊能量。 ◆ 原子盒 20、質子和電子的電荷爲何完全等值且相反，是物理學最大的謎團之一 21、這幅圖像的確能展示量子粒子的類波行爲，它有望解開一部分謎團：理解氫原子中的電子，並不比理解氣體在籃球內部的振動更復雜。 22、如果有規則說電子是通過發射光子來相互作用，則有這種可能：氫原子中的電子吐出一個光子，失去能量而跌落至更低的能級。它也可能吸收一個光子，得到能量並躍上更高的能級。光譜線的存在表明，發射和吸收光子確有其事，並且這個過程通常嚴重偏向一種方式。 ◆ 第七章 針鋒中的宇宙（以及爲何我們不會落入地面） 23、筆記：化學如果能夠這樣講，就太舒服了。化學反應就是怎麼尋找其他的電子填滿電子空穴。哎…… 原文：關鍵的觀察是，原子可以通過共享電子而粘在一起；下一章中，我們將在探討一對氫原子如何結合成一個氫分子時遇到這個想法。一般的規則是，元素“喜歡”把它們所有的能級齊整地填滿。對於氦、氖、氬和氪的情況，能級已經完全填滿了，所以它們自己就很“高興”，不需要爲發生化學反應而“煩擾”。對於其他的元素，它們可以“嘗試”與其他元素共享電子來填滿能級。例如，氫原子需要一個額外的電子來填滿其n=1能級。它可以通過與另一個氫原子共享1個電子來達到這個目的。這樣，它就形成了1個氫分子，化學符號H2。這就是氫氣存在的常見形式。碳原子在其n=2，l=0和l=1能級上的8個可能位置中有4個電子；它“希望”儘可能再得到4個電子來填滿它們。可以通過結合4個氫原子來實現這一點，形成CH4，即甲烷（methane）。碳元素也可以通過結合兩個氧原子，後者本身需要兩個電子來填滿其n=2能級。這就形成了CO2，即二氧化碳（carbon dioxide）。氧原子亦能通過結合兩個氫原子來填滿能級，形成H2O，即水。諸如此類。這就是化學的基礎：原子若能填滿其能級，即使是與相鄰原子共享電子，在能量上也比較有利。追根溯源，這是來自事物趨向其最低能級的原理；原子有這麼做的“意願”，是從水到脫氧核糖核酸（DNA）的萬物形成的動力。在一個富含氫、氧和碳的世界，我們現在明白了爲何二氧化碳、水和甲烷都如此普遍存在。 24、筆記：也就是說，電子是以平行世界狀態存在的？就像一塊錢一樣，一塊錢都是一樣的，但每一塊錢又是獨立的。 原文： 有兩種方法可以讓兩個電子到達A和B：一種有9%的概率，另一種有1%的概率。所以，如果我們不在乎誰是誰，則一個電子到達A、另一個到達B的概率，應該是9%+1%=10%。很簡單，但這是錯的。 錯誤在於，上述推理中假設，可以談論哪個電子到達A、哪個又到達了B。如果所有電子在各方面都完全相同呢？ 25、如果電子1和2是絕對全同的，則散射過程須描述如下：起初有兩個電子，一小段時間後仍有兩個電子，位於不同位置。如前所述，量子粒子不沿明確定義的軌跡運動，這意味着即使在原則上也確實無法追蹤它們。因此，聲稱電子1出現在A處而電子2在B處，毫無意義。因爲我們就是無法分辨，給它們做標記也沒有意義。這就是量子理論中兩個粒子“全同”的意義。這條推理線會把我們帶到哪裏？ 26、對於單個粒子應該把粒子能到達某特定位置的所有方式所對應的鐘都加起來，這樣才能確定在那個位置找到粒子的概率。對於由許多全同粒子組成的系統，考慮到達一組位置的所有不同方式，應該把與這些方式所關聯的所有鍾都合併在一起，才能確定這些粒子在這組位置被找到的概率。這一點很重要，足夠值得多讀幾遍；應該很清楚，這條合併鐘的新規則，是我們一直以來用於單個粒子的規則的直接延展。 27、 對於電子，在把鐘相加之前，必須額外加入半圈旋轉。對於像光子或希格斯玻色子這樣的粒子，相加之前無需旋轉。因此，大自然中的粒子分成兩類：需要旋轉的叫作費米子[153]（fermion），無需的叫作玻色子[154]（boson）。什麼決定了一個特定的粒子是費米子還是玻色子？是自旋。 28、 對於費米子，必須旋轉半圈，而對於玻色子，無需旋轉。可以證明，旋轉就是不相容原理的原因，因此也是原子結構之所以如此的原因；並且，經過我們的艱苦努力，現在它也能被解釋得很簡單。 29、這就是著名的泡利不相容原理的一種表述方式：電子會互相避開。 我們最早的出發點是想要展示，氫原子中沒有兩個相同的電子可以處於同一能級。我們還沒有完全證明這一點，但電子會互相避開的概念顯然對原子以及我們爲何不會落入地面有所影響。現在我們知道了，我們鞋的原子包含的電子與地面的電子不僅是由於同性電荷相斥而相互推開；根據泡利不相容原理，它們也因自然的互相避開而排斥。原來，正如戴森和萊納德所證明的那樣，是電子的避讓使我們真正免於落入地面，並迫使電子佔據原子內部的不同能級，使原子具有結構，最終產生了我們在大自然中看到的各種化學元素。 30、 找到一對駐波構型相同從而能量也相同的電子，概率完全是零。歸根結底，這就是你體內原子穩定性的由來。 ◆ 第八章 彼此聯結 31、筆記：伏特的意義並不重要，只是一種量化能量的方法。 原文：在討論原子中的電子時，電子伏特是非常方便的單位；它也廣泛用於核物理和粒子物理。它是一個電子在被1伏特電勢差加速的過程中所獲得的能量。這個定義並不重要，重要的是，它是一種量化能量的辦法。要感受其大小，可以考慮一個處於基態的氫原子：要從它那裏完全釋放一個電子，需要13.6電子伏特。 ◆ 第十章 相互作用 32、 QED是解釋帶電粒子——如電子——如何相互作用，以及它們如何與光子相互作用的理論。單靠它就能解釋除引力和原子核以外的所有自然現象。稍後我們將把注意力轉向原子核內的現象，並解釋爲何原子核能保持穩定；它由一堆帶正電的質子和不帶電的中子構成，如果沒有亞原子核現象，後者會在電排斥作用下瞬間飛散。幾乎所有的東西，當然包括你看到的和感知的所有東西，都可以通過QED在最深的層次上被解釋。物質、光、電和磁，這些都是QED[207]。 33、對每張費曼圖計算鍾[215]，把鍾加在一起，再對最終的鐘求平方得到物理過程發生的概率，這套算法是當代粒子物理學的柴米油鹽。但是在我們所說的一切表象之下，隱藏着一個引人深思的問題——它深深困擾着一羣物理學者，而其他學者對此毫不在意。 ◆ 量子測量問題 34、我們一直在討論的量子力學理論方法，反對每當有人（或物）“進行測量”大自然就選擇一個特定現實的想法，構成了俗稱“多世界”（many worlds）的詮釋基礎。它非常吸引人，因爲它是遵守基本粒子行爲定律的產物，並足夠嚴肅地運用這些定律去描述一切現象。但它的含義是驚人的，因爲我們得想象宇宙真的是所有可能發生之事的相干疊加，而我們感知到的世界（看起來是具體的現實）之所以如此，是因爲我們被愚弄了，誤以爲每當“測量”某事物相干性就喪失了。 35、筆記：平行宇宙並非不可想象，或者說，我們已經做了我們可能做的所有可能。 原文： 如果測量並未真正摧毀量子相干性，那麼在某種意義上，我們是在一個巨大的費曼圖中度過了一生，而我們傾向於認爲確定的事情正在發生，其實是我們對世界粗劣感知的結果。所以說如果在未來某時刻，我們身上發生了一些事情，而這些事情的發生要求我們在過去同時做了兩件相反的事情，也並非不可想象的。 36、筆記：好慘…… 筆記：對量子理論所描繪的世界（或多世界）的“真實本質”的沉思，會在多大程度上阻滯科學的進步，這個問題被很好地概括在了“閉嘴計算”物理學派[218]的立場中，它機智地拒絕了任何談論事物真實性的企圖。 ◆ 反物質（anti-matter） 37、從物理學者的角度來看，倒放的錄像就完全像是另一個正放的錄像，其中的粒子和電子幾乎完全相同，除了它似乎帶正電荷。現在，我們有了問題的答案：逆時電子對我們而言像是“帶正電的電子”。因此，如果電子真的能在時間中逆行，則我們可以期待遇到的是“帶正電的電子”。 38、只因爲允許粒子在時間中逆行，我們的理論中就得出現反粒子。我們的躍動和分枝規則允許粒子順時和逆時躍動；儘管我們的偏見可能認爲不能允許它們這樣做，但我們最後發現，我們不會阻止它們這樣做。其實是不能，諷刺的是，如果我們不允許粒子逆時躍動，就會違反因果律。這很奇怪，因爲事情看似應該反過來纔對。 39、換句話說，QED迫使我們把氫原子想象成一個嘶嘶作響的噪聲源，亞原子粒子在其中不斷誕生和消亡。蘭姆位移是人類第一次直接接觸到這些空靈的量子漲落。 ◆ 第十一章 虛空不空 40、 標準模型確實包含了一個治療失靈概率惡疾的良方，叫作“希格斯機制”（Higgs mechanism）。如果它是正確的，那麼LHC就應該多觀察到一個自然界中的粒子——希格斯玻色子，並引領我們對真空構成認識產生一次深刻轉變。 ◆ 粒子物理學標準模型 41、筆記：電中微子，可以穿過地球，爲太陽提供動能的過程中發揮關鍵作用，也是我們生命爲何存在的關鍵。 原文： 第一列中餘下的一種粒子叫作電中微子[233]（electron neutrino），可能你不太熟悉它，但每秒有來自太陽的約600億個電中微子穿過你身體的每一平方厘米[234]。它們大都直接穿過你乃至整個地球，而不受任何阻礙，這就是爲何你從來沒見過或者感到過任何一個電中微子。但是我們將很快看到，它們的確在爲太陽提供動力的過程中發揮了關鍵的作用，而你的生命也因此而可能存在。 42、 我們只要重點關注右上角的圖，因爲它描述了對地球生命極其重要的一條分枝規則。它顯示了一個上夸克在發射出一個W玻色子後分枝成了一個下夸克；這個過程發生在太陽核心中，會產生巨大的效果。 43、質子通過弱衰變轉換成中子，發射出一個正電子和一箇中微子。如果沒有這個過程，太陽就不會燃燒。 這個謎題的解答是，W玻色子會出手相救。在一段極短時間內，對撞中的一個質子可以將其包含的一個上夸克變成下夸克[237]，見圖11.2所示的分枝規則。現在，由於新形成的中子不帶電荷，它和剩下的質子可以非常靠近。用量子場論的語言來說，這意味着不會發生能將質子和中子推開的光子交換。質子和中子擺脫了電磁斥力，可以融合（由於強相互作用）形成一個氘核[238]，而這就能加速氦的形成，讓恆星釋放爲生命提供希望的能量。 44、如果流向你的光子會被經過你視線的光子散射開來，你就無法看到眼前的世界了。我們能看到東西是一個奇蹟，也生動地提醒我們，光子極少相互作用。 ◆ 質量的起源 45、首先區別來源於電子有兩種不同的類型（我們知道，它們能以兩種不同的方式“自旋”），而光子有三種，但我們在這裏並不關心這些特殊的區別。還有另一種區別，就是電子有質量，而光子沒有——這是我們要探討的。 46、筆記：無質量的粒子運行只能是直線。 原文：唯一適合無質量粒子的路線就是直達路線——根本不存在與任何其他路線相關聯的鐘。這正是我們所期望的：可以對無質量粒子使用無質量粒子的躍動規則。 47、筆記：質量的起源，希格斯玻色子。 原文：關於質量起源，最被廣泛接受的理論，是通過對“之”字前進方式作出解釋而完成的：它假設有一種新的基本粒子，其他粒子在穿越宇宙的過程中會“撞上”它。 這個粒子就是希格斯玻色子。 48：筆記：有質量的粒子爲何走之字形：因爲虛空不空，爲之字形的路線和質量提供了可能。 原文：這個想法很簡單：虛空不空，這給“之”字前行以及質量提供了可能。 49：筆記：光子不和希格斯粒子耦合，所以走直線，而其他粒子都會和希格斯粒子耦合。 原文：與頂夸克不同的是，光子沒有與希格斯粒子耦合的分枝規則，因此也不與希格斯粒子相互作用。這又意味着，光子不走“之”字，且沒有質量。儘管從某種意義上來說，我們稍微推卸了責任，但這的確像是質量的某種解釋；如果我們果真在LHC中探測到了希格斯粒子，並確認它們以這種方式與其他粒子耦合，則我們就能正式宣佈，對大自然的運作方式獲得了激動人心的洞見。 50：筆記：量子物理學意味着不存在虛空這種東西，所謂的虛空，是一鍋沸騰的亞原子湯。 原因：量子物理學意味着，不存在虛空這種東西。其實，我們所說的“虛空”，是一鍋沸騰的亞原子粒子湯，沒有辦法將其清理乾淨。 51：筆記：只要可能，都會發生，真空不空，結構極其豐富，真空可以由粒子出現和消失的無窮種方式構成。 原文：記住，只要可能都會發生。產生電子-正電子對，這種特殊的可能性，只是虛空嘶嘶冒泡的無數種方式中的一種。由於我們生活在量子宇宙中，正確的做法是將所有可能性加在一起。換句話說，真空的結構極其豐富；它由粒子可以出現和消失的所有可能方式組成。 52、筆記：類比一下，希格斯粒子和空氣中看不到，摸不着的水分子一樣，每到寒冷的天氣，就會在窗戶是自動凝結。真空中的希格斯粒子是一樣，在大爆炸的熾熱湯鍋冷卻時，一些希格斯粒子凝聚了，但還有很多真空中的希格斯粒子沒有凝聚，和空氣中的看不到，摸不着的水分子一樣。 原文：在冷玻璃上，從水蒸氣到冰的轉變就是一種相變——水分子重新排列成冰晶體；由於溫度下降，沒有固定形狀的蒸汽雲發生對稱性自發破缺。冰晶形成，是因爲它在能量上更有優勢。就像球從山上滾下來，在山谷中佔據較低的能量；或者電子在原子核周圍重新排列，形成將分子固定住的化學鍵一樣，雪花形成其雕琢之美，是因爲和沒有固定形狀的蒸汽雲相比，這種水分子構型具有的能量更低。 我們認爲，在宇宙歷史的早期也發生過類似的事情。隨着新生宇宙中的熾熱粒子氣體膨脹並冷卻，不含希格斯粒子的真空在能量上的劣勢暴露了出來，因此充滿希格斯粒子的真空就成爲自然的狀態。這確實類似於水凝結成水滴，或冰在寒冷的窗玻璃上形成的過程。當水滴在窗玻璃上凝結時，它們形成的自發性確實給人一種印象，就是它們是憑“空”產生的。希格斯粒子也是類似，在大爆炸之後的高溫階段，真空中轉瞬即逝的量子漲落（那些費曼圈圖）沸騰翻滾，粒子和反粒子無中生有並重歸於無。然而，隨着宇宙的冷卻，突然發生了一些激烈的事情：就像水滴出現在窗玻璃上一樣，希格斯粒子發生了“凝聚”（condensate）；它們通過其相互作用，聚集在短暫形成的真空懸濁物之中，而其他粒子則通過它傳播 53、隨着宇宙進一步冷卻，夸克和膠子也發生凝聚，產生出被自然地稱爲“夸克和膠子凝聚的現象”。 54、筆記：量子理論誕生晶體管。 原文：從熱原子發出的彩色條紋，到恆星內部的核聚變。將這一理論付諸應用，得到了20世紀最重要的技術突破——晶體管；如果沒有量子世界觀，就無法解釋這個裝置的運作。 ◆ 結語：恆星之死 55、筆記：真是太美妙了。 原文：我們可以用基本常數的這個組合來預測一顆垂死恆星的質量上限，這是多麼美妙。在比率[插圖]中，出現了引力、相對論和作用量量子的三方組合；它稱爲普朗克質量，而代入數值後，它大約55微克，大致是一粒沙子的質量。 56、泡利原理是如何進入遊戲的，就很清楚了：它擠壓電子，使得電子通過海森伯不確定性原理進行特強抖動。 57、 筆者剛纔展示的論證還可以改進，因爲可以準確地計算出λ的數值，但這需要解出一個關於密度的二階微分方程，而所需的數學技巧對於本書太遙遠了。請記住，λ是一個純數；“它就是它”，可以用一點更高級的數學去算出來。我們沒有在這裏把它算出來，但這對我們的成就沒有絲毫影響：我們已經證明，白矮星可以存在，並且對於其質量與半徑的關係做出了預言。 58、筆者翻閱了學術文獻，收集了散佈在我們的銀河系中的16顆白矮星的質量和半徑。對於每一顆，我們都計算出了RM1/3的值，結果是天文觀測給出RM1/3≈0.9×1017kg1/3m。令人激動的是觀測和理論比較一致；我們成功地利用泡利不相容原理、海森伯不確定性原理和牛頓引力定律，預言了白矮星的質量-半徑關係。 59、急於燒掉燃料的“普通”恆星不同，要注意到白矮星有一個特點，就是增加質量會使其變小。這種情況是因爲，我們額外增添的東西會增加恆星的引力，從而使其收縮。 60、筆記：以後有什麼想不開的，就來讀這一章。 原文：但在筆者看來，它是現代物理學威力的最壯美的展示之一。可以確定，這不是一件“有用”的事，但一定是人類一次偉大的凱旋。我們利用相對論、量子力學和縝密的數學推理正確地計算出不相容原理與引力對抗所能支撐起的物質球的最大尺寸。這意味着科學是對的；量子力學看起來無論有多奇怪，都是描述真實世界的一套理論。而在這裏結束還不錯。

爲了弄懂一本書，看了好多本，有點傻的可以，不過效果還不錯，並且越看越喜歡，量子力學如果真的用於現實，實現如玄幻小說說的瞬移，就不會有一線、二線……跳崖式房價了，即使在廣東上班，家在東北，下班瞬移就到家了，多好啊！

《量子宇宙》是一本適合對量子力學感興趣的初學者，以及有一定物理基礎想要深入瞭解量子力學的讀者的書。它的語言通俗易懂，同時又具有一定的深度，能夠滿足不同層次讀者的需求。 如果你對宇宙的本質和科技的未來充滿好奇，那麼這本書絕對值得一讀。它不僅能夠培養你的科學思維，讓你學會從微觀的角度去思考問題，挑戰傳統的思維方式，還能夠提高你的邏輯思維能力和分析問題的能力，讓你在面對複雜的問題時能夠更加冷靜地思考和分析。 總之，《量子宇宙》是一本能夠改變你看世界方式的書。它讓我們認識到，我們所有的常識和直覺，在量子力學中，都可能是被怪異地違背的，可是，也正是它構建了我們眼前的這一切！

量子宇宙精華筆記 ①世界既不是機械因果，也不是無規則混沌，而是波函數概率，自我相互干涉 ②測不準原理：測量位置確定則動量無限，下一刻可以到達全宇宙，動量確定則可以預測下一刻位置，二者只能確定其一 ③質量m，速度v，時間t，距離r，動量p，波長λ，普朗克常數h之間是有公式運算的 ④泡利不相容原理：相同電子不會佔據同一個位置，因爲元素穩定，恆星穩定，量子糾纏 ⑤原子鏈的導帶上電子決定導電性，可以製作二極管和晶體管控制邏輯計算 ⑥是否存在平行世界，已經超出實驗範圍，如果存在，則測量影響結果是幻覺 ⑦時間可以倒流，存在逆時間物質（正電子） ⑧基本粒子：夸克是質量主體，電子決定化學性質，光子傳遞信息，膠子行強作用力-束縛原子核，W和Z玻色子行弱作用力-控制質子反應速度，希格斯粒子佈滿宇宙提供質量

《沒有人懂的量子力學》 費曼曾經說過，沒有人懂量子力學。 對極了，量子力學的野心是解釋整個宇宙，你看那羣星璀璨，河漢無極，多麼宏大壯闊，何等優美有序，而人類只不過是一羣被困在太陽系無法脫身的籠中雛鳥，誰敢說已然徹底弄清宇宙的真相？ 那麼問題來了，在承認自己不懂的基礎上，費曼寫了很多書，他爲什麼這樣做？ 《道德經》講過，太上，不知有之，其次親之，其次譽之，其次畏之，其次侮之。費曼對量子力學的態度，正是不知有之，必須親之，這是一種明知不可而爲之的瘋狂，他的親密戰友概括爲：徹底的天才，徹底的小丑。 與費曼相比，本書第一作者布萊恩更接近普通人，這位學術明星小心翼翼的冒犯了決定論與目的論，風度翩翩的修正了大家對牛頓定律、廣義相對論、狹義相對論的頑固印象，尺度恰到好處，有分寸。 布萊恩介紹了，量子粒子很獨特，它不像已知的任何東西，它靜悄悄的做兩件事，躍動和分枝。 大自然中的量子粒子主要分兩類，轉半圈的叫費米子，不轉的叫玻色子，有的轉，有的不轉，符合泡利不相容原理。費米子也好，波色子也好，無論它們處於什麼狀態，都可以用一個簡潔的波函數描述出來。這描述並非絕對性的，而是概率性的。 小結一下：物理學家使用波函數，概率性的描述量子粒子的躍動和分枝。 概率性的東西，有什麼實用價值？物理學家已經利用海森伯定理、德布羅意關係、普朗克常數、費曼圖、希格斯機制等思維工具，捕捉到量子粒子的一部分行爲模式，據此創造了二十世紀最偉大的發明：晶體管。 晶體管啊，大家早就知道了，沒意思，說幾句有趣的？人類由上夸克、下夸克、電子構成，被來自太陽的電中微子貫穿，而太陽是質子、中子、電子、光子構成的巨大氣球。 還有別的嗎？不太多了。量子力學是一門不完備的科學，所謂不完備，等價於它還不能解釋一切。 總結以上段落的意思：量子力學是一門不完備的科學，它試圖解釋整個宇宙，方法是使用波函數，概率性的描述量子粒子的躍動和分枝，據此推演。該學科最醒目的創造是晶體管，距離終極目標，還差…… 《量子宇宙》從簡入繁，舉重若輕，文字流暢，插圖精美，是一本可讀性較強的科普書籍。 評分：8.2

可能對大多數人來說，這本書很生澀難懂，甚至枯燥。我天生數理化不錯。是的。比我的語文要好。 就算不聽講不看書，我還是能考一個不錯的分數。語文英語這些需要背的就不行了，要麼上課聽，那麼課後讀，不然背.默不出來。 我很喜歡這類書。這本書很像課本，看前有點心理準備。 這本書就像我寫的那貼所說，初步證明了佛祖所說的世界的極小部分，而絕大部分永遠無法證實。這不是老天爺不憐憫，反而是造物主媧皇爲了大家的安全而做的最大好生之德。 由這本書我們可以真實的知道，在世界上其他地方，有很多孜孜不倦的探索世界的科學家 他們是虔誠的有神信仰者，，有的曾經不是，但卻隨着其偉大的程度的提高，獲得的科學成就的增加而成爲了造物主堅定的信仰者。這不僅沒有影響他們爲世界科學，爲人類做出貢獻 反而增強了他們的信心和成就。 對造物主堅定的信仰和嚮往，讓這些科學家們嚴謹、敬畏、堅定不移的向造物主的方向一小步一小步，一微毫一微毫的前進。他們沒有祖傳的修仙大法，也沒有能得到高僧的指點，所以他們沒有放棄的，不，是永不放棄的朝着另一條他們能前仆後繼以最大努力積累達到的方式，向着造物主的方向修了一條小路。他們不停地修 終於看到了點方向。 這方向，我的預言是，在需要記憶的知識上不再需要凡人死記硬背，因爲我也不喜歡，以後只需要在大腦中輸入知識的存儲卡就行，以無線上傳的方式上傳更新知識庫，不過對知識的理解和創新運用則是每個人不同的天資所在了。 在體能方面，因爲對知識的理解，而會讓極個別的修行人擁有超過普通人的力量，速度，甚至類似初級神通的超能力。 而馬上降臨的外星來客會讓一切都更精彩複雜，瞬息萬變。星際戰爭無可避免。太空城市會有其重要的作用。 爲了衆生平等，世界在天道的輪迴選擇裏進行淘汰賽。真善美將不再悲泣。 虔誠的信仰自己的造物主吧，信仰佛祖吧，這不僅不會影響對科學的研究進步，反而會因爲正信而變得聰慧

與紙質書結合看，不一樣的體驗，因爲隨時可以在空白處寫隨想，電子書還能翻閱書友的精彩點評，仿若與衆多書友一起共讀、討論，豈不樂哉！

讀完這本書，最大的震撼是發現世界的本質竟如此反直覺——電子可以同時存在於兩地，薛定諤的貓既是活的又是死的，而我們習以爲常的"確定性"不過是概率的統計結果。這些顛覆常識的量子現象，像魔法般解構了我們對現實的認知，卻又在半導體、激光等現代科技中悄然驗證着理論的神奇。原來我們眼中穩固的物質世界，本質上是無數量子可能性碰撞出的概率雲，這種"一切皆有可能"的宇宙觀，既讓人敬畏又充滿詩意遐想。