从量子到宇宙：颠覆人类认知的科学之旅

以前在学校接触的都是经典物理，完全不知道还有量子物理这回事，感觉非常有必要了解一下这方面的知识。本书内容丰富紧凑，以各种量子现象为主线，循序渐进地介绍了人类探索量子世界的整个过程，涵盖了波粒二象性、叠加态、概率幅、纠缠态、隧道效应、电子云、超流体、量子真空涨落、超弦理论等量子力学中的概念，也介绍了扫描隧道显微镜、量子计算机、量子隐形传态等量子工程技术，同时还把相关的历史趣事穿插其中。另外，书中还介绍了一些与量子物理相关的粒子物理、相对论、宇宙学等内容，其中就包括了目前更前沿的领域，如反物质、暗物质、暗能量，以及引力波等。非常认同书中所言：人类对科学的探索永无止境，相对于138亿岁的宇宙，人类这短短两三百年的科技发展实在太渺小，浩瀚无垠宇宙，太多秘密有待发掘。

之前对于爱因斯坦错过量子力学的认知，通过这本书有了更加全面的认知，不是简单的神学论，也看到其中的交锋，当然作者觉得也是爱因斯坦的忠实粉丝，整本书也替他美化了不少，中间有不少主观通过揣测与隐去部分不利于爱因斯坦形象，引导节奏的地方，也符合了作者文末说到怀疑，包括这本书 除此之外这本书写的挺好，还算细致的铺设了这些内容，值得一读

高鹏以问题为导向简要概述了量子理论的发展脉络：核心概念、各种诠释理论（哥本哈根、隐变量理论、多世界诠释、退相干理论），包括基础现象（波粒二象性、叠加态、概率幅、纠缠态、隧道效应等），工程技术（扫描隧道显微镜、量子计算机、量子隐形传态）、宇宙学（反物质、希格斯粒子、暗物质、平行宇宙、引力波）、前沿理论（量子场论、超弦理论、量子引力）。比《量子力学，怪也不怪》要偏技术一些，也好读和准确一点点。书中同样没有对理解宇宙规律的普遍性以及宇宙何以如此（质能互转万物生）的规范对称性​理论以及希格斯场过多着墨，可以说没能从宏观上来介绍量子理论。小白入门推荐。

【谁能追上一段弯曲的旅行】 By: Angel. XJ (1) 30/10/2018 Einstein已证命题： 时间和空间 都可以开启 只属于我们的一段 弯曲的旅行 你和我都住在 属于自己命运 特定形状的四维时空里 时间和空间 即是平行时空 他们的互动 会是连续不断的吗？ 其实， 这只是人们头脑中的一种想象， 正如， 古希腊哲学家乌龟赛跑的悖论 如果时空真能无限分割，                             乌龟就永远被追不上吗？

这是到目前为止，关于量子力学，我看过的，最通俗易懂的一本科普读物——我以为我懂了，但其实头脑里的疑问，比看之前更多了。造成这种情况的原因，我想是可能是以下几种情况： 第一种：作者的某些表述不够准确完整，有歧义，让我产生了误解； 第二种：作者的表述没有歧义，但我的理解有问题，理解错了； 第三种：作者的表述没有歧义，我也理解正确，但作者的理解和表述是错误的，不符合正确的量子力学理论； 第四种：作者的表述没有歧义，同时也是正确的，我没有理解； 第五种：作者的表述没有歧义并且正确，我的理解也没问题，但量子力学的确存在让人无法理解和解释的地方，科学家也无法解释。 造成我感觉问题更多的原因，可能以上五种情况都有。单单一个双缝实验，看这本书之前，我以为我懂了，结果现在又产生出更多的新问题： 1、双缝实验中，电子枪瞄准哪里？双缝中间？还是某一条缝？出现的结果，和瞄准的位置有关系吗？ 2、单个发射电子时，当电子数量比较少时（比如只有六七个），还没有显示出干涉条纹，怎么证明每个电子“自己和自己干涉”？而且，波函数只是表示电子出现的概率密度（电子不是经典意义上的波），用“自己和自己”干涉这样的说法准确吗？ 3、电子如果不是经典意义上的波，它怎么知道前面是两条缝还是一条缝，从而产生正好符合干涉条纹的概率分布？ 4、对于叠加态，叠加的到底是哪些状态（不要说0和1，或者既死又活，有时候不恰当的比方让人更迷惑）。具体到电子，双缝实验中，电子叠加的是具体什么状态，导致呈现出波的状态？ ………… （以上问题，欢迎大神不吝赐教，多谢） 对于我这种物理小白，看高深的直接劝退，看这类科普的问题更多……本书说了很多，但似乎什么也没说。说了个大概，然后不清不楚的就转到另一个题目了……本书值得肯定的地方是配图比较多……

量子力学正在将人类世界观的推倒重建。 在之前，我们只相信眼里看到的东西，所谓眼见为实。一个物体如果不被看见，那么它就是唯心的，是不存在的。而现在，一个物体如果不被看见，只是它的状态没有被你发现，比如薛定谔的猫，在没打开箱子之前，你是不知道它是死是活，还是半死不活。你见或者不见，它就在那里，不增不减，不垢不净，不生不灭。 月亮之所以存在，是因为人类看见了它。太阳之所以存在，是因为它照耀了世界。但是月亮也有阴晴圆缺，太阳也会被乌云遮挡，我们没有看见它们，但是它们依然还是它们。 人也是这样，一个人之所以存在，是因为他的内心被看见。看见一个人相，不等于看见他的心。相只是他的外表，心才是真正的他。 我们的孩子，爱人，父母，朋友，领导，客户等等，都需要被我们看见。比如孩子和父母，他们的内心世界尤其需要被我们看见，他们都是独立的个体，有自己的思维模式，只有看见了他们，才能用他们的方式爱他们，用他们的语言讲我们的道理。 爱一个人的最高境界，就是帮助他成为最好的自己。如果不能看见一个人的心，无论你为对方做了什么，无论你多么爱对方，都会变成一种强加，令对方反感，被束缚，想逃离。我们习惯于犯一种错：对别人的内心视而不见，却对别人的外在纠缠不放。 什么是高品质的关系？就是彼此互相照见！ 最好的办法是，自己先袒露真实的心声，哪怕是脆弱的，自卑的，但是依然需要展露自己，给对方机会，让对方去捕捉到那个点，给予深刻的理解和共鸣，这时对方往往也会袒露自己的脆弱或隐藏，这就是彼此照见。就在那一刻，彼此都被对方看见了，幸福感油然而生。 爱情或友情都是彼此照见，兄弟之间叫肝胆相照，惺惺相惜，爱人之间叫红颜知己，灵魂伴侣。士为知己者死，女为悦己者容。 人生在世，能遇见深度看见自己的人，是极度幸福的，因为那种东西才叫“爱”。 而能看见别人的人，更是一种功德，因为你找到了别人存在的价值和意义，这种东西叫“大爱”！

1618年，笛卡尔提出，光是时空中的波。 1672年，牛顿提出光由微粒构成。 1801年，托马斯杨的双缝实验表明，光由波构成。 1846年，法拉第推测，光是一种电磁波。 1897年，J J汤姆孙发现电子。 1899年，卢瑟福发现放射性由粒子构成。 1900年，普朗克发明光量子。 1905年，爱因斯坦证明物质由原子构成，证明光由光子构成，发表了狭义相对论。 1908年，卢瑟福发现原子核。 1913年，波尔发现电子能量子化。 1915年，诺特提出诺特定理。 1916年，爱因斯坦发现广义相对论。 1917年，卢瑟福发现质子。 1924年，德布罗意提出波粒二象性。 1926年，薛定谔写下波动方程。 1927年，泡利采纳薛定谔方程，并加入“自旋”，乔治汤姆孙表示，电子可以像波一样衍射，德布罗意提出导波诠释。 1928年，狄拉克提出量子场论。 1930年，泡利提出微子存在。 1932年，卡尔安德森发现正电子。 1933年，费曼提出弱场。 1947年，兀介子与K介子被发现。 1949年，费曼施温格和朝永振一郎创造了成功的量子电动力学(QED)。 1956年，电中微子被发现，吴健雄发现弱场，得出弱超荷。 1961年，维格纳提出意识可以引起波函数坍缩。 1962年，中微子被发现。 1964年，约翰 斯图尔特 贝尔提出验证EPR佯谬方法，盖尔曼概述量子色动力学(QCD)，引入上夸克，下夸克和奇夸克，谢尔顿 格拉肖提出粲夸克。 1968年，温伯格 萨拉姆和格拉肖完成电弱理论。 1973年，小林诚提出顶夸克和底夸克，Z玻色子被发现。 1974年，粲夸克被发现。 1977年，底夸克被发现。 1983年，w+玻色子和w-玻色子被发现。 1993年，佩雷斯 伍斯特和贝内特提出量子隐形。 2008年，大型强子对撞机首次启动。 2012年，大型强子对撞机发现希格斯玻色子。 2018年，迈克尔 范纳创造了量子鼓。 我们的现实生活美丽而复杂，归功于量子场论的三种力:强核力，电磁力与弱核力。没有强核力，原子中心就没有稳定存在的原子核，质子会迅速分散，无法形成物质。胶子和夸克把所有物质组合，不然宇宙中只剩下氢原子。我们体内的碳，氮，氧，磷，硫，钠，氯，钙和铁，包括整个元素周期表中的元素，它们的存在都要归功于量子色动力学。 当我们进入量子世界，所感受到的空间，其实在量子领域时常被以高速运动和能量撕裂成无数的裂缝，倘若存在一个连续分布叠加的量子波函数概率幅，就会产生相干性，相干性的波函数概率幅，会导致瞬间退变为离散分布于某一特定点的狄拉克函数。 在量子力学中，无论是量子还是粒子，都具有一种奇特的特性，我们称之为“波粒二象性”，无论是量子还是粒子，都是以波动的方式来运动，称为“德布罗意波，De Broglie Wave”，又叫“物质波"，是物理学家，Louis Victor de Broglie在1924年提出的。 从20世纪早期开始，量子力学就已经成为我们生活的一部分。量子力学在20世纪20年代中期发展为一种解释微观世界的数学理论。原子构成了我们眼睛所见的一切事物，而量子力学描述了原子的行为以及构成原子的更小粒子的性质。比如，通过描述电子运动所遵循的规则以及电子在原子内部如何排列，量子力学奠定了整个化学，材料科学甚至电子学的基础，不仅如此，大多数技术都以量子力学的数学规则为核心。 如果没有量子力学，对电子如何在材料中穿梭的解释？我们就无法理解半导体的解析，半导体是现代电子学的基础，如果没有对半导体的发现与实验，就无法发明硅晶体管，以及微芯片及现代计算机，没有量子力学对我们知识的提升，就不会有激光，也就没有CD，DVD，蓝光影碟播放器;没有量子力学，就不会有智能手机，卫星导航或是核磁共振成像扫描仪。事实上，如果没有对量子世界中力学原理的掌握，发达国家超过1/3的国内生产总值将无法实现。 人类可以从激光驱动的核聚变中获得近乎无限的电能;分子级别的人造机器会在工程，生化及医药领域帮助人类完成大量的工作;量子对计算机开始提供人工智能;从前只有在科幻作品中出现的远距传物技术，将很有可能成为信息传递的常规方式。 假设我们真的要通过量子领域进行时间穿梭，只有在量子领域去寻找那些出现的时空裂缝和真空点。如果我们能够保证自己没有死亡的前提下，那么我们就可以实现时空穿梭的目标，假如真的这样做，可能会失去所有的宇宙意义，变成虚无，甚至还会扰乱整个宇宙发展的规律，所以这么做也有一定的风险。 发端于20世纪的量子革命将在21世纪持续加速，以不可想象的方式改变我们的生活。

终于看完了，整个阅读过程真是喜恶参半，让人又爱又恨，或者说痛并快乐着，从量子到宇宙，从微观到宏观，全程脑洞全开，一边想象一边感叹，让我无论是对微观的粒子世界还是对宏观到整个宇宙都充满了向往，这是喜，恶在于，作为一本科普读物，还是太过于高深了些，作者引进了太多的公式，没有一定的物理基础和数学基础建议直接跳过😌😌😌，很惭愧，我连很多符号都看不懂，也只有α，β，γ，ρ，λ，μ，φ这些老面孔看得懂了😂😂😂，作者也描述了很多很多的微观粒子，让人眼花缭乱，一般我们认识的粒子无非就是分子，原子，电子，质子，中子甚至夸克等，在这里，还有上型夸克，下型夸克，光子，中微子，胶子，介子，强子，轻子， μ子，τ子，μ子中微子，τ子中微子，引力子，费米子，玻色子，希格斯粒子(上帝粒子)等，里面还有很多概念也是比较难理解的，还好我看过比较多的科学杂志和科普读物，对整个物理学和天文学的发展史都有一定的了解，看下来也不是太吃力，做为科普读物，个人觉得还是汪洁和吴京平的那种深入简出的风格比较吸引人。 说到量子，很多人的第一反应应该就是利用量子的纠缠态实现物体的超空间传输吧，而这一猜想的最早模型是爱因斯坦和他的两位同事提出来的被后人称为EPR详谬的思想实验，旨在否定以玻尔为首的量子概率论和量子不确定性学派，而爱因斯坦坚决认为上帝是不会掷骰子的，爱因斯坦在对量子力学的攻击中，出拳一记比一记重，但结果却都砸在了自己身上，他的每一记重拳都让量子力学得到一次证明自己的机会，不得不说这是爱因斯坦打出的促使量子力学快速发展的乌龙球，时间也证明了爱因斯坦是错的，在这场爱因斯坦与玻尔关于量子的世纪大战中，爱因斯坦确实输了。 在1997年，站在我国量子通信技术最前端的潘建伟同志所在的奥地利塞林格研究团队首次完成了量子隐形传态的原理性实验验证，成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上，成为量子信息实验领域的经典之作，然后在2012年，潘建伟带领由中国科技大学和中国科学院组成的联合研究团队，在青海湖首次成功实现了百公里级的自由空间量子隐形传态(想详细了解的话可以去看纪录片《创新中国》)，当然这些都是通信信息的超空间传输，那么，物体的超空间传输能不能实现呢？毕竟，物体也是由微观粒子组成的，尽管数量大到近乎天文数字，如果把一个物体所有粒子的量子信息传递到另一地的粒子上进行重组，是否能实现超距传输，然而，这种设想已经超越了现阶段物理学家和科学技术的能力范围，要想得到解答，可能要等几百甚至几千年以后吧，而且，由于量子的叠加态，不确定原理，量子态不可克隆原理等等的限制，能不能实现还真难说。 时间、空间，量子、宇宙……人类就像是在浩瀚大海边玩耍的小男孩，每拾到一个漂亮的贝壳都会欣喜不已，但是，浩瀚的大海里还隐藏着多少秘密，小男孩也许需要用一辈子的时间去探索，对未知世界的探索永远都有新的惊喜，这正是科学的魅力所在……

严复有云“译事三难信、雅、达”，同样作为一本科普书也应该遵循同样的原则，也许是由于受到霍金的影响（一本书多一个公式就少一半读者）的影响，现在很多科普类书籍的内容都已经脱离科学价值了，为了让非专业读者能读下去，又侦探破案、又编故事的，而且很多比喻完全是乱打嘛，这类书号称是希望让你爱上“科学”，但本质上还是因为作者自身就是个半吊子，水平有限，仅仅因为自身爱好写写书赚赚钱而已。俗话说“取法其上，得乎其中，取法其中，得乎其下”。论正确性，它不如教科书和专业学者写的，论有趣性，他不如科幻小说，我不知道这类书的价值是什么，既没科学价值，又有误导性，所以我建议书友别读。 这本书作为量子力学的入门读物算是不错的了，作者科班出身，而且没什么废话，整个量子力学的发展历史、相关概念、实验、原理等都面面俱到的介绍一遍，而且表达的也很准确，基本做到信、雅、达这三点了，个人还是比较推荐的！ 像这样朴朴实实、中规中矩的写一本科普书就挺好，闲着没事加什么破案情结、汤姆杰瑞、中餐厅点菜啥的其实没啥必要，小学生都明白的“画蛇添足”的道理怎么长大就忘了呢？怎么怕书写的不够厚要不上价咋地？

从量子到宇宙，世界充满了无数的可能。        这本书讲了从微观的量子到宏观的宇宙之中的一系列物理现象。而让我印象最深的是量子论的不确定性原理。 粒子在时空中的位置永远不能被准确地测量，因为量子不确定性的概率不会产生任何确定的结果。        一颗粒子在没被观测到时是处于叠加态的，也就是充满着各种可能的状态，而只有进行了观察或测量，粒子的“可能”状态之一才成为“实际”的状态，并且所有其他可能状态的概率就会突变为零。真是太不可思议了！        这个现象一出，由此产生了各种各样的量子力学解释，有人甚至提出平行宇宙来解释此现象 。        平行宇宙的说法的感觉很荒谬，为了解释一颗粒子的状态就得把世界分裂为无数个，每个世界都存在一个相同的你，但是有着不同的人身轨迹。         这个说法的确很诱人，为科幻小说提供了不错的素材。毕竟谁都有各种遗憾，希望在另一个世界的我能够避免这遗憾。        即使这种平行宇宙真的存在，在那个世界里的我也只是那个世界的我，而不是存在于这个世界的我，与我真的有很大的关系吗？我们只能回归现实，坦然面对所有遗憾。        好在量子论告诉我们这世界充满无数可能，它是概率性的而不是决定性的。        我们就像那颗粒子一样，随时都是处于叠加状态，别人眼中的我和我自己眼中的我都只是其中一种状态而已，跟粒子一样，我们往往被这些眼光固定在了一种状态而磨灭了其他可能。        我们的人生拥有着各种可能，何必被别人甚至自己所限制呢？       勇敢地去尝试各种可能吧，不要害怕失败，大不了就再次进入叠加状态而已。