量子宇宙

《量子宇宙》读后感：一场颠覆常识的奇妙冒险 如果让我用一句话总结读完《量子宇宙》的感受，那就是：我们熟悉的那个“脚踏实地”的世界，在微观层面竟然是一团由“可能性”和“不确定性”构成的奇妙迷雾。 这本书就像一位风趣的导游，带领我进行了一场颠覆常识的冒险。以下是我觉得最震撼、也最容易理解的几点： 1. 粒子不是小弹珠，而是“幽灵般的概率云” 我们通常认为电子像一颗微小的行星，绕着原子核旋转。但书中告诉我，这是完全错误的！电子更像一团“概率云”，它没有确定的位置，而是同时存在于所有可能的地方。只有当我们去“看”（测量）它时，它才会随机地“选择”一个位置出现。这就像薛定谔的猫，在打开盒子之前，它既是活的又是死的。 读后感联想： 这彻底改变了我对“存在”的理解。一个东西在我不看它的时候，竟然是一种模糊的、充满可能性的状态！ 2. 万物皆是“波”，又是“粒子” 光和一些微观粒子（如电子）拥有“波粒二象性”。它们有时像一颗颗粒子，有时又像水波一样扩散。这听起来很矛盾，但却是事实。 读后感联想： 这就像一个人，在工作中是严肃的经理，在家是温柔的父母，两种身份都是真实的他。量子世界的物体也是如此，它们的“身份”取决于我们如何与它们互动。 3. “纠缠”——宇宙中最神奇的连接 两个曾经相互作用过的粒子，即使后来被分隔到宇宙的两端，它们之间依然存在一种神秘的联系。改变其中一个的状态，另一个会瞬间发生相应的改变，无视距离。 读后感联想： 这仿佛是宇宙自带的“心灵感应”。它暗示着我们所以为的独立个体，在最基础的层面上可能是相互关联的一个整体。这既神秘又浪漫。 4. 宇宙不是宿命论，而是一场“掷骰子”游戏 在量子世界，没有“因为A，所以必然B”这种确定无疑的事情。一切都是概率。爱因斯坦曾对此感到不安，说“上帝不掷骰子”，但所有实验都证明，上帝不仅掷骰子，而且把骰子掷到了我们看不见的地方。 读后感联想： 这让我感到一种莫名的解放。如果连构成宇宙的基本规则都充满可能性，那么我们的人生又何尝不是呢？未来并非一条固定的轨道，而是充满各种可能性的广阔天地。 总结： 读完《量子宇宙》，我并没有成为物理学家，但它给了我一个更开阔的视角。它告诉我们，现实远比我们肉眼所见和日常经验所感的要复杂和神奇得多。我们所熟悉的、确定的经典世界，只是更深层、更诡异的量子海洋上泛起的浮沫。 这本书最大的价值，不是让我记住了所有公式，而是点燃了我对未知的好奇心，并学会了用更谦卑、更开放的心态去思考这个宇宙！

这本书用最通俗的语言带你认识量子力学，告诉你宇宙其实就在这套看似怪异的微观规则里运转；电子、光子等粒子既像波又像粒子，它们的奇怪行为决定了化学、材料和恒星等一切宏观现象。作者先从历史讲起：牛顿力学到爱因斯坦相对论，再到量子力学，哪一步都离不开实验观测。接着用双缝实验、薛定谔的猫等例子展示“叠加”“不确定性”等核心概念，让你明白“量子怪异”并非玄学，而是描述真实世界的数学模型。书中还穿插量子技术的现实应用：半导体、激光、核磁共振等都依赖量子原理。读完你就会懂：量子力学不仅解释宇宙，也塑造了现代科技，原来我们每天都在享受这门“怪异”科学带来的便利！

《量子宇宙》笔记、摘录：只要可能都会发生 第二章 同时出现在两地 1、如果在某时某刻，你知道了关于某事物可知的一切，那么可以确信，你能绝对肯定地预测，这件事物将来会如何。这种可预测性的崩溃是量子理论的一个关键特点：量子理论处理的是概率，而不是确定性。这不是由于我们缺乏确切的知识，而是因为大自然的某些方面在本质上就是由“或然律”支配的。 2、反过来讲，这又意味着原子基本上是空的。如果把原子核放大成网球，那电子会比灰尘颗粒还小，而它的运动轨道将在一千米以外。联想到生活经验，这些数字会让人大吃一惊，因为由原子组成的固体摸起来可完全不像是空的。 3、量子物理学的核心就是引入了随机性（概率），让经典物理学不知所措——原子毫无征兆地自发裂开等多种被统称为放射性的现象，还是未解之谜；特别是放射性将随机性引入物理学这一点，实在令人不安。毫无疑问，咄咄怪事正现身于亚原子世界。 4、 符号r代表苹果中心和地心的距离。公式中是r2，因为牛顿发现，力的大小取决于物体间距的平方。用非数学的语言来讲，这就是说，如果苹果和地心的距离翻倍，则引力变弱为原来的1/4；如果间距乘以3，则引力变弱至1/9，以此类推。 5、我们在这里写下如此不着边际的话，就是要指出，牛顿诸条定律是建立在直觉之上的，而这对于基础物理学，就如同沙上楼阁一般。 第三章 何为粒子 6、我们可以从中得到启发：一列电子波，是在描述单个电子以无穷条不同运动路径，从源运动到荧幕。换句话说，“一个电子如何到达荧幕？”的正确回答是，“它运动在无穷条可能的路径上，有一些穿过这条狭缝，另一些穿过那条狭缝”。很明显，“这个”电子并非日常观念中的粒子，因此称之为量子粒子。 笔记：一列电子波，以无穷条运动路径，从发射源移动到屏幕……这解释，真是牛逼…戴维多伊奇的平行世界感觉更好理解。 7、【哥本哈根诠释】 （1）、玻恩定则，量子系统的描述是概率性的。一个事件的概率是波函数的绝对值平方。（马克斯·玻恩） （2）、不确定性原理阐明，在量子系统里，一个粒子的位置和动量无法同时被确定。（海森堡） （3）、物质具有波粒二象性；根据互补原理，一个实验可以展示出物质的粒子行为，或波动行为；但不能同时展示出两种行为。（尼尔斯·玻尔) （4）、对应原理：大尺度宏观系统的量子物理行为应该近似于经典行为。（尼尔斯·玻尔与海森堡) 8、玻恩因其对波函数的激进诠释获得了1954年诺贝尔物理学奖。在他的诠释中，某特定位置处的钟指针长度的平方，就表示在那里找到粒子的概率。例如，如果在某处的钟指针长度是0.1，则平方是0.01。这就是说，在这里找到粒子的概率是0.01，也就是百分之一。你可能会问，为何玻恩不在一开始就将指针的长度平方，这样在上一例中，指针的长度就变成了0.01。这行不通，因为我们在考虑干涉时会把钟面相加；而两个0.1的平方（0.01）求和（得出0.02），与先把0.1和0.1相加，再平方（得出0.04）的结果是不一样的。 9、如果知道了关于这枚硬币的一切——包括掷向空中的具体方式、重力吸引、拂过房间的微风、空气温度等等——则我们在原则上就可以算出，硬币是会正面还是反面向上落地。因此，概率在这种场合中的出现，反映出的是我们对所研究体系的无知，而不是体系本身的内在性质。 10、 理论和实验的进展指出，大自然确实使用随机数；而在预言粒子位置方面丧失确定性，是物理世界的一种内在性质。计算出它出现的概率是我们能做到的极限。 第四章 只要可能都会发生 11、笔记：平行宇宙 原文：允许粒子处在任何位置，相当于不对粒子的运动作出任何假设。这是我们能做的最不带成见的事情，而其中也的确有一定的禅定趣味[75]，尽管这似乎违反常识，可能也违背物理定律。 12、笔记：我们的粒子可以同时在一纳米远，以及十亿光年外一个遥远星系中的恒星中央。 原文：这是在承认，粒子有可能在一瞬间跃至任意的所有的其他位置。我们的粒子可以同时在一纳米远，以及十亿光年外一个遥远星系中的恒星中央。这听起来，用我们的方言来讲，就是神戳戳的 13、笔记：爱因斯坦的运动不能超过光速，其实是信息船舶的速度不能超过光速。粒子下一秒的无穷性与爱因斯坦的理论不冲突。 原文：如果你懂一点爱因斯坦的相对论，那么在讨论粒子跃过宇宙时，可能会感到不安，因为这看似在说粒子是比光速还要快的东西。其实，粒子可以在此处，并在瞬间位移到非常远的什么地方，这与爱因斯坦的理论并不矛盾，因为真正的陈述是，信息传播速度不能超过光速，因而量子理论受此约束。正如稍后会了解到，相应于粒子跃过宇宙的动力学，和信息传递完全不同，因为无法事先得知粒子会跳到哪里。我们看似是在构造一个完全无序而混乱的理论，而你可能会想，大自然一定不会如此行事。但是，我们将在本书中看到，日常世界中的秩序，的确是由这种荒谬绝伦的行为中衍生出来的。 14、笔记：系列钟来表述粒子在某时刻的状态。这条规则有点奇怪：用无穷块钟充满整个宇宙，它们的指针相对旋转量取决于作用量，一个古怪但有历史重要性的量。如果两块或更多块钟落在同一处，就将其相加。这条规则的前提是，必须接受粒子能从宇宙中的任意特定位置，在无穷短的时间内，就跳到其他任何地方。 普朗克常数简史 15、 在当代物理学如此众多的重大问题中，几乎没有一个是爱因斯坦未曾做出重要贡献的。他在推测中有时也会无的放矢，如他的光量子假说，但这不能过分苛责他；因为若不偶尔勇于冒险，就不能在最精确的自然科学中引入真正的革新。 16、换句话说，如果我们一开始时，把粒子限制在愈来愈小的区域内，那么它就会有一种趋势，要愈来愈远地跃离这个区域。这一点非常重要，值得再三重申：愈是精确地知道粒子在某个瞬间的位置，就会愈不清楚它的运动快慢，因此也就愈不清楚稍后时刻它会在哪里。 波包 17、我们学习了用钟来描述粒子能够描绘我们通常所说的“运动”。我们了解到，从量子理论的角度来看，我们对物体从一点到另一点的平滑运动的感知，是一种幻象。事实的真相更接近于，假设粒子从A运动到B是通过了所有可能的路径。只有当我们把所有可能性加起来，我们所感知到的运动才会显现出来。我们也才能明确地看到，钟的描述是如何包含了波动物理学，尽管我们只处理了类点粒子（point-like particles）。 ◆ 第六章 原子之音律 18、当电子被势所束缚时，其能量被量子化。用物理学的行话来说，我们认为一个被陷住的电子只能存在于特定的“能级”（energy level）之中。电子能具有的最低能量，对应其“基频”驻波[128]，而这个能级通常被称为“基态”（ground state）。对应更高频率驻波的能级称为“激发态”（excited state）。 19、原子内部的电子能量是量子化的。这意味着，电子根本无法具有任何介于某些允许值之间的能量。这就像是说，一辆车能以时速10英里或40英里行驶，但不能以介于其中的时速行驶。这个恢恑憰怪的结论立刻提供了解释，当电子沿螺线落入原子核时为何原子不会连续地辐射光。这是因为，没有办法让电子不断地一点一点释放能量。相反，它唯一能释放能量的方式，就是一次性失去一大块能量。 ◆ 原子盒 20、质子和电子的电荷为何完全等值且相反，是物理学最大的谜团之一 21、这幅图像的确能展示量子粒子的类波行为，它有望解开一部分谜团：理解氢原子中的电子，并不比理解气体在篮球内部的振动更复杂。 22、如果有规则说电子是通过发射光子来相互作用，则有这种可能：氢原子中的电子吐出一个光子，失去能量而跌落至更低的能级。它也可能吸收一个光子，得到能量并跃上更高的能级。光谱线的存在表明，发射和吸收光子确有其事，并且这个过程通常严重偏向一种方式。 ◆ 第七章 针锋中的宇宙（以及为何我们不会落入地面） 23、笔记：化学如果能够这样讲，就太舒服了。化学反应就是怎么寻找其他的电子填满电子空穴。哎…… 原文：关键的观察是，原子可以通过共享电子而粘在一起；下一章中，我们将在探讨一对氢原子如何结合成一个氢分子时遇到这个想法。一般的规则是，元素“喜欢”把它们所有的能级齐整地填满。对于氦、氖、氩和氪的情况，能级已经完全填满了，所以它们自己就很“高兴”，不需要为发生化学反应而“烦扰”。对于其他的元素，它们可以“尝试”与其他元素共享电子来填满能级。例如，氢原子需要一个额外的电子来填满其n=1能级。它可以通过与另一个氢原子共享1个电子来达到这个目的。这样，它就形成了1个氢分子，化学符号H2。这就是氢气存在的常见形式。碳原子在其n=2，l=0和l=1能级上的8个可能位置中有4个电子；它“希望”尽可能再得到4个电子来填满它们。可以通过结合4个氢原子来实现这一点，形成CH4，即甲烷（methane）。碳元素也可以通过结合两个氧原子，后者本身需要两个电子来填满其n=2能级。这就形成了CO2，即二氧化碳（carbon dioxide）。氧原子亦能通过结合两个氢原子来填满能级，形成H2O，即水。诸如此类。这就是化学的基础：原子若能填满其能级，即使是与相邻原子共享电子，在能量上也比较有利。追根溯源，这是来自事物趋向其最低能级的原理；原子有这么做的“意愿”，是从水到脱氧核糖核酸（DNA）的万物形成的动力。在一个富含氢、氧和碳的世界，我们现在明白了为何二氧化碳、水和甲烷都如此普遍存在。 24、笔记：也就是说，电子是以平行世界状态存在的？就像一块钱一样，一块钱都是一样的，但每一块钱又是独立的。 原文： 有两种方法可以让两个电子到达A和B：一种有9%的概率，另一种有1%的概率。所以，如果我们不在乎谁是谁，则一个电子到达A、另一个到达B的概率，应该是9%+1%=10%。很简单，但这是错的。 错误在于，上述推理中假设，可以谈论哪个电子到达A、哪个又到达了B。如果所有电子在各方面都完全相同呢？ 25、如果电子1和2是绝对全同的，则散射过程须描述如下：起初有两个电子，一小段时间后仍有两个电子，位于不同位置。如前所述，量子粒子不沿明确定义的轨迹运动，这意味着即使在原则上也确实无法追踪它们。因此，声称电子1出现在A处而电子2在B处，毫无意义。因为我们就是无法分辨，给它们做标记也没有意义。这就是量子理论中两个粒子“全同”的意义。这条推理线会把我们带到哪里？ 26、对于单个粒子应该把粒子能到达某特定位置的所有方式所对应的钟都加起来，这样才能确定在那个位置找到粒子的概率。对于由许多全同粒子组成的系统，考虑到达一组位置的所有不同方式，应该把与这些方式所关联的所有钟都合并在一起，才能确定这些粒子在这组位置被找到的概率。这一点很重要，足够值得多读几遍；应该很清楚，这条合并钟的新规则，是我们一直以来用于单个粒子的规则的直接延展。 27、 对于电子，在把钟相加之前，必须额外加入半圈旋转。对于像光子或希格斯玻色子这样的粒子，相加之前无需旋转。因此，大自然中的粒子分成两类：需要旋转的叫作费米子[153]（fermion），无需的叫作玻色子[154]（boson）。什么决定了一个特定的粒子是费米子还是玻色子？是自旋。 28、 对于费米子，必须旋转半圈，而对于玻色子，无需旋转。可以证明，旋转就是不相容原理的原因，因此也是原子结构之所以如此的原因；并且，经过我们的艰苦努力，现在它也能被解释得很简单。 29、这就是著名的泡利不相容原理的一种表述方式：电子会互相避开。 我们最早的出发点是想要展示，氢原子中没有两个相同的电子可以处于同一能级。我们还没有完全证明这一点，但电子会互相避开的概念显然对原子以及我们为何不会落入地面有所影响。现在我们知道了，我们鞋的原子包含的电子与地面的电子不仅是由于同性电荷相斥而相互推开；根据泡利不相容原理，它们也因自然的互相避开而排斥。原来，正如戴森和莱纳德所证明的那样，是电子的避让使我们真正免于落入地面，并迫使电子占据原子内部的不同能级，使原子具有结构，最终产生了我们在大自然中看到的各种化学元素。 30、 找到一对驻波构型相同从而能量也相同的电子，概率完全是零。归根结底，这就是你体内原子稳定性的由来。 ◆ 第八章 彼此联结 31、笔记：伏特的意义并不重要，只是一种量化能量的方法。 原文：在讨论原子中的电子时，电子伏特是非常方便的单位；它也广泛用于核物理和粒子物理。它是一个电子在被1伏特电势差加速的过程中所获得的能量。这个定义并不重要，重要的是，它是一种量化能量的办法。要感受其大小，可以考虑一个处于基态的氢原子：要从它那里完全释放一个电子，需要13.6电子伏特。 ◆ 第十章 相互作用 32、 QED是解释带电粒子——如电子——如何相互作用，以及它们如何与光子相互作用的理论。单靠它就能解释除引力和原子核以外的所有自然现象。稍后我们将把注意力转向原子核内的现象，并解释为何原子核能保持稳定；它由一堆带正电的质子和不带电的中子构成，如果没有亚原子核现象，后者会在电排斥作用下瞬间飞散。几乎所有的东西，当然包括你看到的和感知的所有东西，都可以通过QED在最深的层次上被解释。物质、光、电和磁，这些都是QED[207]。 33、对每张费曼图计算钟[215]，把钟加在一起，再对最终的钟求平方得到物理过程发生的概率，这套算法是当代粒子物理学的柴米油盐。但是在我们所说的一切表象之下，隐藏着一个引人深思的问题——它深深困扰着一群物理学者，而其他学者对此毫不在意。 ◆ 量子测量问题 34、我们一直在讨论的量子力学理论方法，反对每当有人（或物）“进行测量”大自然就选择一个特定现实的想法，构成了俗称“多世界”（many worlds）的诠释基础。它非常吸引人，因为它是遵守基本粒子行为定律的产物，并足够严肃地运用这些定律去描述一切现象。但它的含义是惊人的，因为我们得想象宇宙真的是所有可能发生之事的相干叠加，而我们感知到的世界（看起来是具体的现实）之所以如此，是因为我们被愚弄了，误以为每当“测量”某事物相干性就丧失了。 35、笔记：平行宇宙并非不可想象，或者说，我们已经做了我们可能做的所有可能。 原文： 如果测量并未真正摧毁量子相干性，那么在某种意义上，我们是在一个巨大的费曼图中度过了一生，而我们倾向于认为确定的事情正在发生，其实是我们对世界粗劣感知的结果。所以说如果在未来某时刻，我们身上发生了一些事情，而这些事情的发生要求我们在过去同时做了两件相反的事情，也并非不可想象的。 36、笔记：好惨…… 笔记：对量子理论所描绘的世界（或多世界）的“真实本质”的沉思，会在多大程度上阻滞科学的进步，这个问题被很好地概括在了“闭嘴计算”物理学派[218]的立场中，它机智地拒绝了任何谈论事物真实性的企图。 ◆ 反物质（anti-matter） 37、从物理学者的角度来看，倒放的录像就完全像是另一个正放的录像，其中的粒子和电子几乎完全相同，除了它似乎带正电荷。现在，我们有了问题的答案：逆时电子对我们而言像是“带正电的电子”。因此，如果电子真的能在时间中逆行，则我们可以期待遇到的是“带正电的电子”。 38、只因为允许粒子在时间中逆行，我们的理论中就得出现反粒子。我们的跃动和分枝规则允许粒子顺时和逆时跃动；尽管我们的偏见可能认为不能允许它们这样做，但我们最后发现，我们不会阻止它们这样做。其实是不能，讽刺的是，如果我们不允许粒子逆时跃动，就会违反因果律。这很奇怪，因为事情看似应该反过来才对。 39、换句话说，QED迫使我们把氢原子想象成一个嘶嘶作响的噪声源，亚原子粒子在其中不断诞生和消亡。兰姆位移是人类第一次直接接触到这些空灵的量子涨落。 ◆ 第十一章 虚空不空 40、 标准模型确实包含了一个治疗失灵概率恶疾的良方，叫作“希格斯机制”（Higgs mechanism）。如果它是正确的，那么LHC就应该多观察到一个自然界中的粒子——希格斯玻色子，并引领我们对真空构成认识产生一次深刻转变。 ◆ 粒子物理学标准模型 41、笔记：电中微子，可以穿过地球，为太阳提供动能的过程中发挥关键作用，也是我们生命为何存在的关键。 原文： 第一列中余下的一种粒子叫作电中微子[233]（electron neutrino），可能你不太熟悉它，但每秒有来自太阳的约600亿个电中微子穿过你身体的每一平方厘米[234]。它们大都直接穿过你乃至整个地球，而不受任何阻碍，这就是为何你从来没见过或者感到过任何一个电中微子。但是我们将很快看到，它们的确在为太阳提供动力的过程中发挥了关键的作用，而你的生命也因此而可能存在。 42、 我们只要重点关注右上角的图，因为它描述了对地球生命极其重要的一条分枝规则。它显示了一个上夸克在发射出一个W玻色子后分枝成了一个下夸克；这个过程发生在太阳核心中，会产生巨大的效果。 43、质子通过弱衰变转换成中子，发射出一个正电子和一个中微子。如果没有这个过程，太阳就不会燃烧。 这个谜题的解答是，W玻色子会出手相救。在一段极短时间内，对撞中的一个质子可以将其包含的一个上夸克变成下夸克[237]，见图11.2所示的分枝规则。现在，由于新形成的中子不带电荷，它和剩下的质子可以非常靠近。用量子场论的语言来说，这意味着不会发生能将质子和中子推开的光子交换。质子和中子摆脱了电磁斥力，可以融合（由于强相互作用）形成一个氘核[238]，而这就能加速氦的形成，让恒星释放为生命提供希望的能量。 44、如果流向你的光子会被经过你视线的光子散射开来，你就无法看到眼前的世界了。我们能看到东西是一个奇迹，也生动地提醒我们，光子极少相互作用。 ◆ 质量的起源 45、首先区别来源于电子有两种不同的类型（我们知道，它们能以两种不同的方式“自旋”），而光子有三种，但我们在这里并不关心这些特殊的区别。还有另一种区别，就是电子有质量，而光子没有——这是我们要探讨的。 46、笔记：无质量的粒子运行只能是直线。 原文：唯一适合无质量粒子的路线就是直达路线——根本不存在与任何其他路线相关联的钟。这正是我们所期望的：可以对无质量粒子使用无质量粒子的跃动规则。 47、笔记：质量的起源，希格斯玻色子。 原文：关于质量起源，最被广泛接受的理论，是通过对“之”字前进方式作出解释而完成的：它假设有一种新的基本粒子，其他粒子在穿越宇宙的过程中会“撞上”它。 这个粒子就是希格斯玻色子。 48：笔记：有质量的粒子为何走之字形：因为虚空不空，为之字形的路线和质量提供了可能。 原文：这个想法很简单：虚空不空，这给“之”字前行以及质量提供了可能。 49：笔记：光子不和希格斯粒子耦合，所以走直线，而其他粒子都会和希格斯粒子耦合。 原文：与顶夸克不同的是，光子没有与希格斯粒子耦合的分枝规则，因此也不与希格斯粒子相互作用。这又意味着，光子不走“之”字，且没有质量。尽管从某种意义上来说，我们稍微推卸了责任，但这的确像是质量的某种解释；如果我们果真在LHC中探测到了希格斯粒子，并确认它们以这种方式与其他粒子耦合，则我们就能正式宣布，对大自然的运作方式获得了激动人心的洞见。 50：笔记：量子物理学意味着不存在虚空这种东西，所谓的虚空，是一锅沸腾的亚原子汤。 原因：量子物理学意味着，不存在虚空这种东西。其实，我们所说的“虚空”，是一锅沸腾的亚原子粒子汤，没有办法将其清理干净。 51：笔记：只要可能，都会发生，真空不空，结构极其丰富，真空可以由粒子出现和消失的无穷种方式构成。 原文：记住，只要可能都会发生。产生电子-正电子对，这种特殊的可能性，只是虚空嘶嘶冒泡的无数种方式中的一种。由于我们生活在量子宇宙中，正确的做法是将所有可能性加在一起。换句话说，真空的结构极其丰富；它由粒子可以出现和消失的所有可能方式组成。 52、笔记：类比一下，希格斯粒子和空气中看不到，摸不着的水分子一样，每到寒冷的天气，就会在窗户是自动凝结。真空中的希格斯粒子是一样，在大爆炸的炽热汤锅冷却时，一些希格斯粒子凝聚了，但还有很多真空中的希格斯粒子没有凝聚，和空气中的看不到，摸不着的水分子一样。 原文：在冷玻璃上，从水蒸气到冰的转变就是一种相变——水分子重新排列成冰晶体；由于温度下降，没有固定形状的蒸汽云发生对称性自发破缺。冰晶形成，是因为它在能量上更有优势。就像球从山上滚下来，在山谷中占据较低的能量；或者电子在原子核周围重新排列，形成将分子固定住的化学键一样，雪花形成其雕琢之美，是因为和没有固定形状的蒸汽云相比，这种水分子构型具有的能量更低。 我们认为，在宇宙历史的早期也发生过类似的事情。随着新生宇宙中的炽热粒子气体膨胀并冷却，不含希格斯粒子的真空在能量上的劣势暴露了出来，因此充满希格斯粒子的真空就成为自然的状态。这确实类似于水凝结成水滴，或冰在寒冷的窗玻璃上形成的过程。当水滴在窗玻璃上凝结时，它们形成的自发性确实给人一种印象，就是它们是凭“空”产生的。希格斯粒子也是类似，在大爆炸之后的高温阶段，真空中转瞬即逝的量子涨落（那些费曼圈图）沸腾翻滚，粒子和反粒子无中生有并重归于无。然而，随着宇宙的冷却，突然发生了一些激烈的事情：就像水滴出现在窗玻璃上一样，希格斯粒子发生了“凝聚”（condensate）；它们通过其相互作用，聚集在短暂形成的真空悬浊物之中，而其他粒子则通过它传播 53、随着宇宙进一步冷却，夸克和胶子也发生凝聚，产生出被自然地称为“夸克和胶子凝聚的现象”。 54、笔记：量子理论诞生晶体管。 原文：从热原子发出的彩色条纹，到恒星内部的核聚变。将这一理论付诸应用，得到了20世纪最重要的技术突破——晶体管；如果没有量子世界观，就无法解释这个装置的运作。 ◆ 结语：恒星之死 55、笔记：真是太美妙了。 原文：我们可以用基本常数的这个组合来预测一颗垂死恒星的质量上限，这是多么美妙。在比率[插图]中，出现了引力、相对论和作用量量子的三方组合；它称为普朗克质量，而代入数值后，它大约55微克，大致是一粒沙子的质量。 56、泡利原理是如何进入游戏的，就很清楚了：它挤压电子，使得电子通过海森伯不确定性原理进行特强抖动。 57、 笔者刚才展示的论证还可以改进，因为可以准确地计算出λ的数值，但这需要解出一个关于密度的二阶微分方程，而所需的数学技巧对于本书太遥远了。请记住，λ是一个纯数；“它就是它”，可以用一点更高级的数学去算出来。我们没有在这里把它算出来，但这对我们的成就没有丝毫影响：我们已经证明，白矮星可以存在，并且对于其质量与半径的关系做出了预言。 58、笔者翻阅了学术文献，收集了散布在我们的银河系中的16颗白矮星的质量和半径。对于每一颗，我们都计算出了RM1/3的值，结果是天文观测给出RM1/3≈0.9×1017kg1/3m。令人激动的是观测和理论比较一致；我们成功地利用泡利不相容原理、海森伯不确定性原理和牛顿引力定律，预言了白矮星的质量-半径关系。 59、急于烧掉燃料的“普通”恒星不同，要注意到白矮星有一个特点，就是增加质量会使其变小。这种情况是因为，我们额外增添的东西会增加恒星的引力，从而使其收缩。 60、笔记：以后有什么想不开的，就来读这一章。 原文：但在笔者看来，它是现代物理学威力的最壮美的展示之一。可以确定，这不是一件“有用”的事，但一定是人类一次伟大的凯旋。我们利用相对论、量子力学和缜密的数学推理正确地计算出不相容原理与引力对抗所能支撑起的物质球的最大尺寸。这意味着科学是对的；量子力学看起来无论有多奇怪，都是描述真实世界的一套理论。而在这里结束还不错。

为了弄懂一本书，看了好多本，有点傻的可以，不过效果还不错，并且越看越喜欢，量子力学如果真的用于现实，实现如玄幻小说说的瞬移，就不会有一线、二线……跳崖式房价了，即使在广东上班，家在东北，下班瞬移就到家了，多好啊！

《量子宇宙》是一本适合对量子力学感兴趣的初学者，以及有一定物理基础想要深入了解量子力学的读者的书。它的语言通俗易懂，同时又具有一定的深度，能够满足不同层次读者的需求。 如果你对宇宙的本质和科技的未来充满好奇，那么这本书绝对值得一读。它不仅能够培养你的科学思维，让你学会从微观的角度去思考问题，挑战传统的思维方式，还能够提高你的逻辑思维能力和分析问题的能力，让你在面对复杂的问题时能够更加冷静地思考和分析。 总之，《量子宇宙》是一本能够改变你看世界方式的书。它让我们认识到，我们所有的常识和直觉，在量子力学中，都可能是被怪异地违背的，可是，也正是它构建了我们眼前的这一切！

量子宇宙精华笔记 ①世界既不是机械因果，也不是无规则混沌，而是波函数概率，自我相互干涉 ②测不准原理：测量位置确定则动量无限，下一刻可以到达全宇宙，动量确定则可以预测下一刻位置，二者只能确定其一 ③质量m，速度v，时间t，距离r，动量p，波长λ，普朗克常数h之间是有公式运算的 ④泡利不相容原理：相同电子不会占据同一个位置，因为元素稳定，恒星稳定，量子纠缠 ⑤原子链的导带上电子决定导电性，可以制作二极管和晶体管控制逻辑计算 ⑥是否存在平行世界，已经超出实验范围，如果存在，则测量影响结果是幻觉 ⑦时间可以倒流，存在逆时间物质（正电子） ⑧基本粒子：夸克是质量主体，电子决定化学性质，光子传递信息，胶子行强作用力-束缚原子核，W和Z玻色子行弱作用力-控制质子反应速度，希格斯粒子布满宇宙提供质量

《没有人懂的量子力学》 费曼曾经说过，没有人懂量子力学。 对极了，量子力学的野心是解释整个宇宙，你看那群星璀璨，河汉无极，多么宏大壮阔，何等优美有序，而人类只不过是一群被困在太阳系无法脱身的笼中雏鸟，谁敢说已然彻底弄清宇宙的真相？ 那么问题来了，在承认自己不懂的基础上，费曼写了很多书，他为什么这样做？ 《道德经》讲过，太上，不知有之，其次亲之，其次誉之，其次畏之，其次侮之。费曼对量子力学的态度，正是不知有之，必须亲之，这是一种明知不可而为之的疯狂，他的亲密战友概括为：彻底的天才，彻底的小丑。 与费曼相比，本书第一作者布莱恩更接近普通人，这位学术明星小心翼翼的冒犯了决定论与目的论，风度翩翩的修正了大家对牛顿定律、广义相对论、狭义相对论的顽固印象，尺度恰到好处，有分寸。 布莱恩介绍了，量子粒子很独特，它不像已知的任何东西，它静悄悄的做两件事，跃动和分枝。 大自然中的量子粒子主要分两类，转半圈的叫费米子，不转的叫玻色子，有的转，有的不转，符合泡利不相容原理。费米子也好，波色子也好，无论它们处于什么状态，都可以用一个简洁的波函数描述出来。这描述并非绝对性的，而是概率性的。 小结一下：物理学家使用波函数，概率性的描述量子粒子的跃动和分枝。 概率性的东西，有什么实用价值？物理学家已经利用海森伯定理、德布罗意关系、普朗克常数、费曼图、希格斯机制等思维工具，捕捉到量子粒子的一部分行为模式，据此创造了二十世纪最伟大的发明：晶体管。 晶体管啊，大家早就知道了，没意思，说几句有趣的？人类由上夸克、下夸克、电子构成，被来自太阳的电中微子贯穿，而太阳是质子、中子、电子、光子构成的巨大气球。 还有别的吗？不太多了。量子力学是一门不完备的科学，所谓不完备，等价于它还不能解释一切。 总结以上段落的意思：量子力学是一门不完备的科学，它试图解释整个宇宙，方法是使用波函数，概率性的描述量子粒子的跃动和分枝，据此推演。该学科最醒目的创造是晶体管，距离终极目标，还差…… 《量子宇宙》从简入繁，举重若轻，文字流畅，插图精美，是一本可读性较强的科普书籍。 评分：8.2

可能对大多数人来说，这本书很生涩难懂，甚至枯燥。我天生数理化不错。是的。比我的语文要好。 就算不听讲不看书，我还是能考一个不错的分数。语文英语这些需要背的就不行了，要么上课听，那么课后读，不然背.默不出来。 我很喜欢这类书。这本书很像课本，看前有点心理准备。 这本书就像我写的那贴所说，初步证明了佛祖所说的世界的极小部分，而绝大部分永远无法证实。这不是老天爷不怜悯，反而是造物主娲皇为了大家的安全而做的最大好生之德。 由这本书我们可以真实的知道，在世界上其他地方，有很多孜孜不倦的探索世界的科学家 他们是虔诚的有神信仰者，，有的曾经不是，但却随着其伟大的程度的提高，获得的科学成就的增加而成为了造物主坚定的信仰者。这不仅没有影响他们为世界科学，为人类做出贡献 反而增强了他们的信心和成就。 对造物主坚定的信仰和向往，让这些科学家们严谨、敬畏、坚定不移的向造物主的方向一小步一小步，一微毫一微毫的前进。他们没有祖传的修仙大法，也没有能得到高僧的指点，所以他们没有放弃的，不，是永不放弃的朝着另一条他们能前仆后继以最大努力积累达到的方式，向着造物主的方向修了一条小路。他们不停地修 终于看到了点方向。 这方向，我的预言是，在需要记忆的知识上不再需要凡人死记硬背，因为我也不喜欢，以后只需要在大脑中输入知识的存储卡就行，以无线上传的方式上传更新知识库，不过对知识的理解和创新运用则是每个人不同的天资所在了。 在体能方面，因为对知识的理解，而会让极个别的修行人拥有超过普通人的力量，速度，甚至类似初级神通的超能力。 而马上降临的外星来客会让一切都更精彩复杂，瞬息万变。星际战争无可避免。太空城市会有其重要的作用。 为了众生平等，世界在天道的轮回选择里进行淘汰赛。真善美将不再悲泣。 虔诚的信仰自己的造物主吧，信仰佛祖吧，这不仅不会影响对科学的研究进步，反而会因为正信而变得聪慧

与纸质书结合看，不一样的体验，因为随时可以在空白处写随想，电子书还能翻阅书友的精彩点评，仿若与众多书友一起共读、讨论，岂不乐哉！

读完这本书，最大的震撼是发现世界的本质竟如此反直觉——电子可以同时存在于两地，薛定谔的猫既是活的又是死的，而我们习以为常的"确定性"不过是概率的统计结果。这些颠覆常识的量子现象，像魔法般解构了我们对现实的认知，却又在半导体、激光等现代科技中悄然验证着理论的神奇。原来我们眼中稳固的物质世界，本质上是无数量子可能性碰撞出的概率云，这种"一切皆有可能"的宇宙观，既让人敬畏又充满诗意遐想。