從量子到宇宙：顛覆人類認知的科學之旅

以前在學校接觸的都是經典物理，完全不知道還有量子物理這回事，感覺非常有必要了解一下這方面的知識。本書內容豐富緊湊，以各種量子現象爲主線，循序漸進地介紹了人類探索量子世界的整個過程，涵蓋了波粒二象性、疊加態、概率幅、糾纏態、隧道效應、電子雲、超流體、量子真空漲落、超弦理論等量子力學中的概念，也介紹了掃描隧道顯微鏡、量子計算機、量子隱形傳態等量子工程技術，同時還把相關的歷史趣事穿插其中。另外，書中還介紹了一些與量子物理相關的粒子物理、相對論、宇宙學等內容，其中就包括了目前更前沿的領域，如反物質、暗物質、暗能量，以及引力波等。非常認同書中所言：人類對科學的探索永無止境，相對於138億歲的宇宙，人類這短短兩三百年的科技發展實在太渺小，浩瀚無垠宇宙，太多祕密有待發掘。

之前對於愛因斯坦錯過量子力學的認知，通過這本書有了更加全面的認知，不是簡單的神學論，也看到其中的交鋒，當然作者覺得也是愛因斯坦的忠實粉絲，整本書也替他美化了不少，中間有不少主觀通過揣測與隱去部分不利於愛因斯坦形象，引導節奏的地方，也符合了作者文末說到懷疑，包括這本書 除此之外這本書寫的挺好，還算細緻的鋪設了這些內容，值得一讀

高鵬以問題爲導向簡要概述了量子理論的發展脈絡：核心概念、各種詮釋理論（哥本哈根、隱變量理論、多世界詮釋、退相干理論），包括基礎現象（波粒二象性、疊加態、概率幅、糾纏態、隧道效應等），工程技術（掃描隧道顯微鏡、量子計算機、量子隱形傳態）、宇宙學（反物質、希格斯粒子、暗物質、平行宇宙、引力波）、前沿理論（量子場論、超弦理論、量子引力）。比《量子力學，怪也不怪》要偏技術一些，也好讀和準確一點點。書中同樣沒有對理解宇宙規律的普遍性以及宇宙何以如此（質能互轉萬物生）的規範對稱性​理論以及希格斯場過多着墨，可以說沒能從宏觀上來介紹量子理論。小白入門推薦。

【誰能追上一段彎曲的旅行】 By: Angel. XJ (1) 30/10/2018 Einstein已證命題： 時間和空間 都可以開啓 只屬於我們的一段 彎曲的旅行 你和我都住在 屬於自己命運 特定形狀的四維時空裏 時間和空間 即是平行時空 他們的互動 會是連續不斷的嗎？ 其實， 這只是人們頭腦中的一種想象， 正如， 古希臘哲學家烏龜賽跑的悖論 如果時空真能無限分割，                             烏龜就永遠被追不上嗎？

這是到目前爲止，關於量子力學，我看過的，最通俗易懂的一本科普讀物——我以爲我懂了，但其實頭腦裏的疑問，比看之前更多了。造成這種情況的原因，我想是可能是以下幾種情況： 第一種：作者的某些表述不夠準確完整，有歧義，讓我產生了誤解； 第二種：作者的表述沒有歧義，但我的理解有問題，理解錯了； 第三種：作者的表述沒有歧義，我也理解正確，但作者的理解和表述是錯誤的，不符合正確的量子力學理論； 第四種：作者的表述沒有歧義，同時也是正確的，我沒有理解； 第五種：作者的表述沒有歧義並且正確，我的理解也沒問題，但量子力學的確存在讓人無法理解和解釋的地方，科學家也無法解釋。 造成我感覺問題更多的原因，可能以上五種情況都有。單單一個雙縫實驗，看這本書之前，我以爲我懂了，結果現在又產生出更多的新問題： 1、雙縫實驗中，電子槍瞄準哪裏？雙縫中間？還是某一條縫？出現的結果，和瞄準的位置有關係嗎？ 2、單個發射電子時，當電子數量比較少時（比如只有六七個），還沒有顯示出干涉條紋，怎麼證明每個電子“自己和自己干涉”？而且，波函數只是表示電子出現的概率密度（電子不是經典意義上的波），用“自己和自己”干涉這樣的說法準確嗎？ 3、電子如果不是經典意義上的波，它怎麼知道前面是兩條縫還是一條縫，從而產生正好符合干涉條紋的概率分佈？ 4、對於疊加態，疊加的到底是哪些狀態（不要說0和1，或者既死又活，有時候不恰當的比方讓人更迷惑）。具體到電子，雙縫實驗中，電子疊加的是具體什麼狀態，導致呈現出波的狀態？ ………… （以上問題，歡迎大神不吝賜教，多謝） 對於我這種物理小白，看高深的直接勸退，看這類科普的問題更多……本書說了很多，但似乎什麼也沒說。說了個大概，然後不清不楚的就轉到另一個題目了……本書值得肯定的地方是配圖比較多……

量子力學正在將人類世界觀的推倒重建。 在之前，我們只相信眼裏看到的東西，所謂眼見爲實。一個物體如果不被看見，那麼它就是唯心的，是不存在的。而現在，一個物體如果不被看見，只是它的狀態沒有被你發現，比如薛定諤的貓，在沒打開箱子之前，你是不知道它是死是活，還是半死不活。你見或者不見，它就在那裏，不增不減，不垢不淨，不生不滅。 月亮之所以存在，是因爲人類看見了它。太陽之所以存在，是因爲它照耀了世界。但是月亮也有陰晴圓缺，太陽也會被烏雲遮擋，我們沒有看見它們，但是它們依然還是它們。 人也是這樣，一個人之所以存在，是因爲他的內心被看見。看見一個人相，不等於看見他的心。相只是他的外表，心纔是真正的他。 我們的孩子，愛人，父母，朋友，領導，客戶等等，都需要被我們看見。比如孩子和父母，他們的內心世界尤其需要被我們看見，他們都是獨立的個體，有自己的思維模式，只有看見了他們，才能用他們的方式愛他們，用他們的語言講我們的道理。 愛一個人的最高境界，就是幫助他成爲最好的自己。如果不能看見一個人的心，無論你爲對方做了什麼，無論你多麼愛對方，都會變成一種強加，令對方反感，被束縛，想逃離。我們習慣於犯一種錯：對別人的內心視而不見，卻對別人的外在糾纏不放。 什麼是高品質的關係？就是彼此互相照見！ 最好的辦法是，自己先袒露真實的心聲，哪怕是脆弱的，自卑的，但是依然需要展露自己，給對方機會，讓對方去捕捉到那個點，給予深刻的理解和共鳴，這時對方往往也會袒露自己的脆弱或隱藏，這就是彼此照見。就在那一刻，彼此都被對方看見了，幸福感油然而生。 愛情或友情都是彼此照見，兄弟之間叫肝膽相照，惺惺相惜，愛人之間叫紅顏知己，靈魂伴侶。士爲知己者死，女爲悅己者容。 人生在世，能遇見深度看見自己的人，是極度幸福的，因爲那種東西才叫“愛”。 而能看見別人的人，更是一種功德，因爲你找到了別人存在的價值和意義，這種東西叫“大愛”！

1618年，笛卡爾提出，光是時空中的波。 1672年，牛頓提出光由微粒構成。 1801年，托馬斯楊的雙縫實驗表明，光由波構成。 1846年，法拉第推測，光是一種電磁波。 1897年，J J湯姆孫發現電子。 1899年，盧瑟福發現放射性由粒子構成。 1900年，普朗克發明光量子。 1905年，愛因斯坦證明物質由原子構成，證明光由光子構成，發表了狹義相對論。 1908年，盧瑟福發現原子核。 1913年，波爾發現電子能量子化。 1915年，諾特提出諾特定理。 1916年，愛因斯坦發現廣義相對論。 1917年，盧瑟福發現質子。 1924年，德布羅意提出波粒二象性。 1926年，薛定諤寫下波動方程。 1927年，泡利採納薛定諤方程，並加入“自旋”，喬治湯姆孫表示，電子可以像波一樣衍射，德布羅意提出導波詮釋。 1928年，狄拉克提出量子場論。 1930年，泡利提出微子存在。 1932年，卡爾安德森發現正電子。 1933年，費曼提出弱場。 1947年，兀介子與K介子被發現。 1949年，費曼施溫格和朝永振一郎創造了成功的量子電動力學(QED)。 1956年，電中微子被發現，吳健雄發現弱場，得出弱超荷。 1961年，維格納提出意識可以引起波函數坍縮。 1962年，中微子被發現。 1964年，約翰 斯圖爾特 貝爾提出驗證EPR佯謬方法，蓋爾曼概述量子色動力學(QCD)，引入上夸克，下夸克和奇夸克，謝爾頓 格拉肖提出粲夸克。 1968年，溫伯格 薩拉姆和格拉肖完成電弱理論。 1973年，小林誠提出頂夸克和底夸克，Z玻色子被發現。 1974年，粲夸克被發現。 1977年，底夸克被發現。 1983年，w+玻色子和w-玻色子被發現。 1993年，佩雷斯 伍斯特和貝內特提出量子隱形。 2008年，大型強子對撞機首次啓動。 2012年，大型強子對撞機發現希格斯玻色子。 2018年，邁克爾 範納創造了量子鼓。 我們的現實生活美麗而複雜，歸功於量子場論的三種力:強核力，電磁力與弱核力。沒有強核力，原子中心就沒有穩定存在的原子核，質子會迅速分散，無法形成物質。膠子和夸克把所有物質組合，不然宇宙中只剩下氫原子。我們體內的碳，氮，氧，磷，硫，鈉，氯，鈣和鐵，包括整個元素週期表中的元素，它們的存在都要歸功於量子色動力學。 當我們進入量子世界，所感受到的空間，其實在量子領域時常被以高速運動和能量撕裂成無數的裂縫，倘若存在一個連續分佈疊加的量子波函數概率幅，就會產生相干性，相干性的波函數概率幅，會導致瞬間退變爲離散分佈於某一特定點的狄拉克函數。 在量子力學中，無論是量子還是粒子，都具有一種奇特的特性，我們稱之爲“波粒二象性”，無論是量子還是粒子，都是以波動的方式來運動，稱爲“德布羅意波，De Broglie Wave”，又叫“物質波"，是物理學家，Louis Victor de Broglie在1924年提出的。 從20世紀早期開始，量子力學就已經成爲我們生活的一部分。量子力學在20世紀20年代中期發展爲一種解釋微觀世界的數學理論。原子構成了我們眼睛所見的一切事物，而量子力學描述了原子的行爲以及構成原子的更小粒子的性質。比如，通過描述電子運動所遵循的規則以及電子在原子內部如何排列，量子力學奠定了整個化學，材料科學甚至電子學的基礎，不僅如此，大多數技術都以量子力學的數學規則爲核心。 如果沒有量子力學，對電子如何在材料中穿梭的解釋？我們就無法理解半導體的解析，半導體是現代電子學的基礎，如果沒有對半導體的發現與實驗，就無法發明硅晶體管，以及微芯片及現代計算機，沒有量子力學對我們知識的提升，就不會有激光，也就沒有CD，DVD，藍光影碟播放器;沒有量子力學，就不會有智能手機，衛星導航或是核磁共振成像掃描儀。事實上，如果沒有對量子世界中力學原理的掌握，發達國家超過1/3的國內生產總值將無法實現。 人類可以從激光驅動的核聚變中獲得近乎無限的電能;分子級別的人造機器會在工程，生化及醫藥領域幫助人類完成大量的工作;量子對計算機開始提供人工智能;從前只有在科幻作品中出現的遠距傳物技術，將很有可能成爲信息傳遞的常規方式。 假設我們真的要通過量子領域進行時間穿梭，只有在量子領域去尋找那些出現的時空裂縫和真空點。如果我們能夠保證自己沒有死亡的前提下，那麼我們就可以實現時空穿梭的目標，假如真的這樣做，可能會失去所有的宇宙意義，變成虛無，甚至還會擾亂整個宇宙發展的規律，所以這麼做也有一定的風險。 發端於20世紀的量子革命將在21世紀持續加速，以不可想象的方式改變我們的生活。

終於看完了，整個閱讀過程真是喜惡參半，讓人又愛又恨，或者說痛並快樂着，從量子到宇宙，從微觀到宏觀，全程腦洞全開，一邊想象一邊感嘆，讓我無論是對微觀的粒子世界還是對宏觀到整個宇宙都充滿了嚮往，這是喜，惡在於，作爲一本科普讀物，還是太過於高深了些，作者引進了太多的公式，沒有一定的物理基礎和數學基礎建議直接跳過😌😌😌，很慚愧，我連很多符號都看不懂，也只有α，β，γ，ρ，λ，μ，φ這些老面孔看得懂了😂😂😂，作者也描述了很多很多的微觀粒子，讓人眼花繚亂，一般我們認識的粒子無非就是分子，原子，電子，質子，中子甚至夸克等，在這裏，還有上型夸克，下型夸克，光子，中微子，膠子，介子，強子，輕子， μ子，τ子，μ子中微子，τ子中微子，引力子，費米子，玻色子，希格斯粒子(上帝粒子)等，裏面還有很多概念也是比較難理解的，還好我看過比較多的科學雜誌和科普讀物，對整個物理學和天文學的發展史都有一定的瞭解，看下來也不是太喫力，做爲科普讀物，個人覺得還是汪潔和吳京平的那種深入簡出的風格比較吸引人。 說到量子，很多人的第一反應應該就是利用量子的糾纏態實現物體的超空間傳輸吧，而這一猜想的最早模型是愛因斯坦和他的兩位同事提出來的被後人稱爲EPR詳謬的思想實驗，旨在否定以玻爾爲首的量子概率論和量子不確定性學派，而愛因斯坦堅決認爲上帝是不會擲骰子的，愛因斯坦在對量子力學的攻擊中，出拳一記比一記重，但結果卻都砸在了自己身上，他的每一記重拳都讓量子力學得到一次證明自己的機會，不得不說這是愛因斯坦打出的促使量子力學快速發展的烏龍球，時間也證明了愛因斯坦是錯的，在這場愛因斯坦與玻爾關於量子的世紀大戰中，愛因斯坦確實輸了。 在1997年，站在我國量子通信技術最前端的潘建偉同志所在的奧地利塞林格研究團隊首次完成了量子隱形傳態的原理性實驗驗證，成功地將一個量子態從甲地的光子傳送到乙地的光子上，成爲量子信息實驗領域的經典之作，然後在2012年，潘建偉帶領由中國科技大學和中國科學院組成的聯合研究團隊，在青海湖首次成功實現了百公里級的自由空間量子隱形傳態(想詳細瞭解的話可以去看紀錄片《創新中國》)，當然這些都是通信信息的超空間傳輸，那麼，物體的超空間傳輸能不能實現呢？畢竟，物體也是由微觀粒子組成的，儘管數量大到近乎天文數字，如果把一個物體所有粒子的量子信息傳遞到另一地的粒子上進行重組，是否能實現超距傳輸，然而，這種設想已經超越了現階段物理學家和科學技術的能力範圍，要想得到解答，可能要等幾百甚至幾千年以後吧，而且，由於量子的疊加態，不確定原理，量子態不可克隆原理等等的限制，能不能實現還真難說。 時間、空間，量子、宇宙……人類就像是在浩瀚大海邊玩耍的小男孩，每拾到一個漂亮的貝殼都會欣喜不已，但是，浩瀚的大海里還隱藏着多少祕密，小男孩也許需要用一輩子的時間去探索，對未知世界的探索永遠都有新的驚喜，這正是科學的魅力所在……

嚴復有云“譯事三難信、雅、達”，同樣作爲一本科普書也應該遵循同樣的原則，也許是由於受到霍金的影響（一本書多一個公式就少一半讀者）的影響，現在很多科普類書籍的內容都已經脫離科學價值了，爲了讓非專業讀者能讀下去，又偵探破案、又編故事的，而且很多比喻完全是亂打嘛，這類書號稱是希望讓你愛上“科學”，但本質上還是因爲作者自身就是個半吊子，水平有限，僅僅因爲自身愛好寫寫書賺賺錢而已。俗話說“取法其上，得乎其中，取法其中，得乎其下”。論正確性，它不如教科書和專業學者寫的，論有趣性，他不如科幻小說，我不知道這類書的價值是什麼，既沒科學價值，又有誤導性，所以我建議書友別讀。 這本書作爲量子力學的入門讀物算是不錯的了，作者科班出身，而且沒什麼廢話，整個量子力學的發展歷史、相關概念、實驗、原理等都面面俱到的介紹一遍，而且表達的也很準確，基本做到信、雅、達這三點了，個人還是比較推薦的！ 像這樣樸樸實實、中規中矩的寫一本科普書就挺好，閒着沒事加什麼破案情結、湯姆傑瑞、中餐廳點菜啥的其實沒啥必要，小學生都明白的“畫蛇添足”的道理怎麼長大就忘了呢？怎麼怕書寫的不夠厚要不上價咋地？

從量子到宇宙，世界充滿了無數的可能。        這本書講了從微觀的量子到宏觀的宇宙之中的一系列物理現象。而讓我印象最深的是量子論的不確定性原理。 粒子在時空中的位置永遠不能被準確地測量，因爲量子不確定性的概率不會產生任何確定的結果。        一顆粒子在沒被觀測到時是處於疊加態的，也就是充滿着各種可能的狀態，而只有進行了觀察或測量，粒子的“可能”狀態之一才成爲“實際”的狀態，並且所有其他可能狀態的概率就會突變爲零。真是太不可思議了！        這個現象一出，由此產生了各種各樣的量子力學解釋，有人甚至提出平行宇宙來解釋此現象 。        平行宇宙的說法的感覺很荒謬，爲了解釋一顆粒子的狀態就得把世界分裂爲無數個，每個世界都存在一個相同的你，但是有着不同的人身軌跡。         這個說法的確很誘人，爲科幻小說提供了不錯的素材。畢竟誰都有各種遺憾，希望在另一個世界的我能夠避免這遺憾。        即使這種平行宇宙真的存在，在那個世界裏的我也只是那個世界的我，而不是存在於這個世界的我，與我真的有很大的關係嗎？我們只能迴歸現實，坦然面對所有遺憾。        好在量子論告訴我們這世界充滿無數可能，它是概率性的而不是決定性的。        我們就像那顆粒子一樣，隨時都是處於疊加狀態，別人眼中的我和我自己眼中的我都只是其中一種狀態而已，跟粒子一樣，我們往往被這些眼光固定在了一種狀態而磨滅了其他可能。        我們的人生擁有着各種可能，何必被別人甚至自己所限制呢？       勇敢地去嘗試各種可能吧，不要害怕失敗，大不了就再次進入疊加狀態而已。