上帝掷骰子吗?

曹天元

The god does not play the game which throw the dice(爱因斯坦给波尔的信说明不相信不确定原理)

阿喀琉斯追龟辩(芝诺悖论)

阿喀琉斯是史诗《伊利亚特》里的希腊大英雄。有一天他碰到一只乌龟,乌龟嘲笑他说:“别人都说你厉害,但我看你如果跟我赛跑,还追不上我。”阿喀琉斯大笑说:“这怎么可能。我就算跑得再慢,速度也有你的10倍,哪会追不上你?”乌龟说:“好,那我们假设一下。你离我有100米,你的速度是我的10倍。现在你来追我了,但当你跑到我现在这个位置,也就是跑了100米的时候,我也已经又向前跑了10米。当你再追到这个位置的时候,我又向前跑了1米,你再追1米,我又跑了1/10米……总之,你只能无限地接近我,但你永远也不能追上我。”(空间不一定能够这样无限分割下去。量子效应使得空间和时间的连续性丧失了,芝诺所连续无限次分割的假设并不能够成立。这样一来,芝诺悖论便不攻自破了。量子论告诉我们,“无限分割”的概念是一种数学上的理想,而不可能在现实中实现。一切都是不连续的,连续性的美好蓝图,其实不过是我们的一种想象。)

他另有一个悖论是说,一支在空中飞行的箭,其实是不动的。为什么呢?因为在每一个瞬间,我们拍一张snapshot,那么这支箭在那一刻必定是不动的,所以一支飞行的箭,它等于千千万万个“不动”的组合。问题是,每一个瞬间它都不动,连起来怎么可能变成“动”呢?所以飞行的箭必定是不动的!(每一刻的箭都处在不动与动的矛盾中,而真实的运动恰好是这种矛盾本身恩格斯)

牛顿的体系闪耀着神圣不可侵犯的光辉,从诞生的那刻起便有着一种天上地下唯我独尊的气魄。麦克斯韦的方程组简洁深刻,倾倒众生,被誉为上帝谱写的诗歌。爱因斯坦的相对论虽然是平民出身,但骨子却继承着经典体系的贵族优雅气质,它的光芒稍经发掘后便立即照亮了整个时代。

光的强度决定电子数目,光的频率决定能否打出电子。

如果站在一个比较高的角度来看历史,一切事物都是遵循特定的轨迹的,没有无缘无故的事情,也没有不合常理的发展。

严格的决定论(determinism)。宇宙从出生的那一刹那起,就有一个确定的命运。我们现在无法了解它,只是因为我们所知道的信息太少而已。

如果没有了你,我独自站在这里,又是为了什么。(光的波动说和微粒说)

一方面双缝实验和麦氏理论毫不含糊地揭示出光的波动性,另一方面光电效应,康普顿效应又同样清晰地表明它是粒子。

福尔摩斯“我的方法,就建立在这样一种假设上面:当你把一切不可能的结论都排除之后,那剩下的,不管多么离奇,也必然是事实。”

波尔的互补原理,波恩的概率解释,海森堡的不确定性,三者共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心。

剃刀原理是说,当两种说法都能解释相同的事实时,应该相信假设少的那个。

只关心实验结果的实验派:布拉格和康普顿;哥本哈根派:玻尔、波恩和海森堡;还有哥本哈根派的死敌:德布罗意,薛定谔,以及坐在台下的爱因斯坦。

红移效应是多普勒效应(Doppler Effect)的一个方面。当一个波源离你远去时,你接受到他的波长变长的现象叫红移。相对的当他向你靠近,接受到的波长变短的现象叫蓝移。大自然七色光中波长最长的光是红光,波长较短的光是蓝光(紫光最短),所以叫“红移”和“蓝移”。

巴甫洛夫的狗

用来形容一个人反应不经大脑思考,如意识形态的先入为主、对逻辑思辨的抗拒。巴甫洛夫发现并开辟了一条通往认知学的道路,让研究人员研究动物如何学习时有一个最基本的认识。所有这些都要归功于流口水的狗狗。著名的心理学家巴甫洛夫用狗做了这样一个实验:每次给狗送食物以前打开红灯、响起铃声。这样经过一段时间以后,铃声一响或红灯一亮,狗就开始分泌唾液。

冯诺伊曼敏锐地指出,我们用于测量目标的那些仪器本身也是由不确定的粒子所组成的,它们自己也拥有自己的波函数。当我们用仪器去“观测”的时候,这只会把仪器本身也卷入到这个模糊叠加态中间去。怎么说呢,假如我们想测量一个电子是通过了左边还是右边的狭缝,我们用一台仪器去测量,并用指针摇摆的方向来报告这一结果。但是,令人哭笑不得的是,因为这台仪器本身也有自己的波函数,如果我们不“观测”这台仪器本身,它的波函数便也陷入一种模糊的叠加态中!诺伊曼的数学模型显示,当仪器测量电子后,电子的波函数坍缩了不假,但左/右的叠加只是被转移到了仪器那里而已。现在是我们的仪器处于指针指向左还是右的叠加状态了!假如我们再用仪器B去测量那台仪器A,好,现在A的波函数又坍缩了,它的状态变成确定,可是B又陷入模糊不定中……总而言之,当我们用仪器去测量仪器,这整个链条的最后一台仪器总是处在不确定状态中,这叫做“无限后退”(infinite regression)。从另一个角度看,假如我们把用于测量的仪器也加入到整个系统中去,这个大系统的波函数从未彻底坍缩过!

  可是,我们相当肯定的是,当我们看到了仪器报告的结果后,这个过程就结束了。我们自己不会处于什么荒诞的叠加态中去。当我们的大脑接受到测量的信息后,game over,波函数不再捣乱了。

  难道说,人类意识(Consciousness)的参予才是波函数坍缩的原因?只有当电子的随机选择结果被“意识到了”,它才真正地变为现实,从波函数中脱胎而出来到这个世界上。而只要它还没有“被意识到”,波函数便总是留在不确定的状态,只不过从一个地方不断地往最后一个测量仪器那里转移罢了。在诺伊曼看来,波函数可以看作希尔伯特空间中的一个矢量,而“坍缩”则是它在某个方向上的投影。然而是什么造成这种投影呢?难道是我们的自由意识?

  换句话说,因为一台仪器无法“意识”到自己的指针是指向左还是指向右的,所以它必须陷入左/右的混合态中。一只猫无法“意识”到自己是活着还是死了,所以它可以陷于死/活的混合态中。但是,你和我可以“意识”到电子究竟是左还是右,我们是生还是死,所以到了我们这里波函数终于彻底坍缩了,世界终于变成现实,以免给我们的意识造成混乱。

    “维格纳的朋友”是他所想象的某个熟人,当薛定谔的猫在箱子里默默地等待命运的判决之时,这位朋友戴着一个防毒面具也同样呆在箱子里观察这只猫。维格纳本人则退到房间外面不去观测箱子里到底发生了什么。现在,对于维格纳来说,他对房间里的情况一无所知,他是不是可以假定箱子里处于一个(活猫+高兴的朋友)AND(死猫+悲伤的朋友)的混合态呢?可是,当他事后询问那位朋友的时候,后者肯定会否认这一种叠加状态。维格纳总结道,当朋友的意识被包含在整个系统中的时候,叠加态就不适用了。即使他本人在门外,箱子里的波函数还是因为朋友的观测而不断地被触动,因此只有活猫或者死猫两个纯态的可能。

维格纳论证说,意识可以作用于外部世界,使波函数坍缩是不足为奇的。因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变,根据牛顿第三定律,作用与反作用原理,意识也应当能够反过来作用于外部世界。

玻尔“任何一种基本量子现象只在其被记录之后才是一种现象”。历史不是确定和实在的——除非它已经被记录下来。这样一来,宇宙本身由一个有意识的观测者创造出来也不是什么不可能的事情。虽然宇宙的行为在道理上讲已经演化了几百亿年,但某种“延迟”使得它直到被一个高级生物所观察才成为确定。我们的观测行为本身参予了宇宙的创造过程!宇宙本身没有一个确定的答案,而其中的生物参予了这个谜题答案的构建本身!这实际上是某种增强版的“人择原理”。人择原理是说,我们存在这个事实本身,决定了宇宙的某些性质为什么是这样的而不是那样的。也就是说,我们讨论所有问题的前提是:事实上已经存在了一些像我们这样的智能生物来讨论这些问题。“我思故我在”类似的原则也适用于人择原理:不管这个宇宙有什么样的性质也好,它必须要使得智能生物可能存在于其中,不然就没有人来问“宇宙为什么是这样的?”这个问题了。随便什么问题也好,你首先得保证有一个“人”来问问题,不然就没有意义了。

我们尚未进行观测时(a|通过左缝> + b|通过右缝>)×|未进行观测的我们>×|宇宙的其他部分>

×号表示“并且”(AND),这里无非是说,宇宙的态由电子态,我们的态和其他部分的态共同构成。在我们尚未进行观测时,只有电子态处在叠加中,仅涉及电子时,这两个态仍然可能在另一个世界里造成投影而互相感觉。可是,一旦我们进行了观测,宇宙态就变成:(a|通过左缝>|观测到左的我们> + b|通过右缝>|观测到右的我们>)×|宇宙的其他部分>

现在叠加的是两个更大的系统态:“|通过左缝>|观测到左的我们>”和“|通过右缝>|观测到右的我们>”,它们可以简并成|我们发现电子在左>和|我们发现电子在右>,分别存在于“知左”和“知右”世界。(左世界”和“右世界”只是单纯地描述了电子的行为,并不包括任何别的东西在内!当我们通过仪器而观测到电子究竟是通过了左还是右之后,对于这一事件的描述就不再是“左世界”等可以胜任的了。事实上,为了描述“我们发现了电子在左”这个态,我们必须动用一个更大的“世界”,叫做“我们感知到电子在左”世界,或者简称“知左”世界。这个世界包括了电子、仪器和我们本身在内,对它的描述就要用到比单个电子多得多的变量(光我们本身就有n个粒子组成)。“知左”世界的维度,要比“左”世界高出太多)观测者的“分裂”,也就在这一刻因为退相干而发生了。因为维数庞大,“知左”和“知右”世界几乎不互相干涉,因此在这个层次上,我们感觉不到量子态的叠加。

把科学和形而上学的分界线画在“可证伪性”这里。也就是说,一个科学的论断必须是可能被证明错误的。比如我说:“世界上不存在白色的乌鸦。”这就是一个符合“科学方法”的论断,因为只要你真的找到一只白色的乌鸦,就可以证明我的错误,从而推翻我这个理论。但是,如前面我们举过的那个例子,假如我声称“我的车库里有一条看不见的飞龙。”,这就不是一个科学的论断,因为你无论如何也不能证明我是错的。要是我们把这些不能证明错误的论断都接受为科学,那“科学”里滑稽的事情可就多了:除了飞龙以外,还会有三个头的狗、八条腿的驴,讲中文的猴子……无奇不有了。无论如何,你无法证明“不存在”三个头的狗,是吧?对于科学理论来说,“证实”几乎也是不可能的。比如我们说“宇宙的规律是F=ma”,这里说的是一种普遍性,而你如何去证实它呢?除非你观察遍了自古至今,宇宙每一个角落的现象,发现无一例外,你才可以“证实”这一点。即使这样,你也无法保证在将来,这条规律仍然起着作用。事实上,几乎没有什么科学理论是可以被“证实”的,只要它能够被证明为“错”但还未被证明“错”,我们就暂时接受它为可靠的理论。自休谟以来人们已经承认,单靠有限的个例(哪怕再多)也不能构成证实的基础。按照归纳主义,我们从过去的现象中归纳出一种规律,而当这个现象一再重复,则它每次都又成为对这个规律的再一次“证实”。比如每次太阳又升起来的时候,“太阳每天从东方升起”这个命题的确定性就被再次稍稍证实。我们每看到一只黑乌鸦,则“乌鸦都是黑的”这个命题的正确性就再次稍稍上升,直到我们遇到一只不黑的乌鸦为止。

量子自杀

目前流行的加密算法不少,很多都是依赖于“大数不可分解性”。如果我们用一个大数来保护我们的秘密,只有当这个大数被成功分解时才会泄密,我们应当是可以感觉非常安全的。因为从上面的分析可以看出,想使用“暴力”方法,也就是穷举法来破解这样的密码几乎是不可能的。虽然我们的处理器速度每隔18个月就翻倍,但也远远追不上安全性的增长:只要给我们的大数增加一两位数,就可以保好几十年的平安。

理想状态下,速度接近光速,时间将会减缓,当等于光速的刹那间四维的时空将会变成3维空间,时间将不复存在,也就是时间停止,当速度超过光速的时候并不是回到过去,而是当你速度减慢时能够看到刚刚超过光速时所发生的事.(比如一个东西向我们运动,我们时时刻刻能看到它的样子。如果它在运动的时候超过了光速,我们永远看不到它此时此刻的样子,只能看到它以前的样子。 物体比光还快,那么它发出的光还赶不上它自己,我们只能看到它过去发出的光看到它的过去的样子,但是看不到它的现在。 如果是把我们的眼睛放在物体上,就好比,其他物体以前的光发射到的地方,我们比光快就能追上这光,就看到了其他物体的过去了。比如你从地球出发,比光还快地向前运动,那你就能超越地球现在发出的光,看到以前发出的光,这就是看到了地球的过去了。)百度

在玻姆理论里,我们必须把电子想象成这样一种东西:它本质上是一个经典的粒子,但以它为中心发散出一种势场,这种势弥漫在整个宇宙中,使它每时每刻都对周围的环境了如指掌。当一个电子向一个双缝进发时,它的量子势会在它到达之前便感应到双缝的存在,从而指导它按照标准的干涉模式行动。如果我们试图关闭一条狭缝,无处不在的量子势便会感应到这一变化,从而引导电子改变它的行为模式。特别地,如果你试图去测量一个电子的具体位置的话,你的测量仪器将首先与它的量子势发生作用,这将使电子本身发生微妙的变化,这种变化是不可预测的,因为主宰它们的是一些“隐变量”,你无法直接探测到它们。玻姆用的数学手法十分高超,但这样一个隐变量理论始终似乎显得有些多余。

量子效应表面上的随机性完全是由一些我们不可知的变量所造成的,换句话说,量子论是一个不完全的理论,它没有考虑到一些不可见的变量,所以才显得不可预测。假如把那些额外的变量考虑进去,整个系统是确定和可预测的,符合严格因果关系的。这样的理论称为“隐变量理论”。

定域性指的是,在某段时间里,所有的因果关系都必须维持在一个特定的区域内,而不能超越时空来瞬间地作用和传播。简单来说,就是指不能有超距作用的因果关系,任何信息都必须以光速这个上限而发送,这也就是相对论的精神!

把量子论看作一种纯统计的理论,它无法对单个系统作出任何预测,它所推导出的一切结果,都是一个统计上的概念!也就是说,在量子论看来,我们的世界中不存在什么“单个”(individual)的事件,每一个预测,都只能是平均式的,针对“整个集合”的,这也就是“系综解释”

GRW的主要假定是,任何系统,不管是微观还是宏观的,都不可能在严格的意义上孤立,也就是和外界毫不相干。它们总是和环境发生着种种交流,为一些随机(stochastic)的过程所影响,这些随机的物理过程——不管它们实质上到底是什么——会随机地造成某些微观系统,比如一个电子的位置,从一个弥漫的叠加状态变为在空间中比较精确的定域(实际上就是哥本哈根口中的“坍缩”),尽管对于单个粒子来说,这种过程发生的可能性是如此之低——按照他们原本的估计,平均要等上10^16秒,也就是近10亿年才会发生一次。所以从整体上看,微观系统基本上处于叠加状态是不假的,但这种定域过程的确偶尔发生,我们把这称为一个“自发的定域过程”(spontaneous localization)。GRW有时候也称为“自发定域理论”。

熵总是在变大,时间的箭头指向熵变大的那个方向!

退相干历史DH(多历史)

在量子力学中,我们具体可以采用所谓的“路径积分”(path integral)的办法,构造出一个“退相干函数”来计算所有的这些历史。我们史话的前面已经略微提起过路径积分,它是鼎鼎有名的美国物理学家费因曼在 1942年发表的一种量子计算方法,费因曼本人后来也为此与人共同分享了1965年的诺贝尔物理奖。路径积分是一种对于整个时间和空间求和的办法,当粒子从A地运动到B地,我们把它的轨迹表达为所有可能的空间和所有可能的时间的叠加!我们只关心它的初始状态和最终状态,而忽略它的中间状态,对于这些我们不关心的状态,我们就把它在每一种可能的路径上遍历求和,精妙的是,最后这些路径往往会自相抵消掉。

在量子足球场上发生的是同样的事情:我们只关心比赛的胜负结果,而不关心更加细微的事情例如具体的比分。当我们忽略具体比分的时候,事实上就对于每一种可能的比分(历史)进行了遍历求和。当所有的精粒历史被加遍了以后,它们之间的干涉往往会完全抵消,或者至少,几乎完全抵消。这个时候,经典概率就又回到桌面上来,两个粗粒历史的概率又变得可加了,量子论终于又可以管用了!我们也许分不清一场比赛究竟是1:0还是2:0,但我们无疑可以分清一场比赛究竟是赢了还是平了!因为这两种历史之间不再相干!

关键在于,我们必须构建起足够“粗粒”的历史。这就像我传给你两张数字照片,分别是珍妮弗·洛佩兹和珍妮弗·安妮斯顿的特写,然后问你,你觉得两人谁更漂亮。假如你把这些照片放到最大最大,你看见的很可能只是一些颜色各异的色块,两张照片对你来说似乎也没什么大的分别。只有把分辨率调得足够低或者你退开足够远的距离,把这些色块都模糊化,你才能看见整个构图,从而有效地区分这两张照片的不同,进而作出比较。总之,只有当足够“粗粒”的时候,两张照片才能被区分开来,而我们的“历史”也是如此!如果两个历史的“颗粒太细”,以至于它们之间互相干涉,我们就无法把它们区分开来,比如我们无法区分“电子通过了左缝”和“电子通过了右缝”两种历史,它们同时发生着!但如果历史的粒子够“粗”,则我们便能够有效地分开两种历史,它们之间退相干了!

当我们观测了电子的行为,并得到最终结果后,我们实际上就构建了一种“粗粒历史”。我们可以把它归结成两种:“我们观测到粒子在左”以及“我们观测到粒子在右”。为什么说它们是粗粒历史呢?因为我们忽略的东西实在太多了。我们现在只关心我们观测到电子在哪个位置,而不关心我们站在实验室的哪个角落,今天吃了拉面还是汉堡还是寿司,更不关心当我们进行观测的时候,空气中有多少灰尘沾在我们身上,窗户里射进了多少光子与我们发生了相互作用……从理论上讲,每一种不同的情况都应该对应于一种特定的历史,比如“吃了拉面的我们观察到电子在左”和“吃了汉堡的我们观察到电子在左”其实是两种不同的历史。“观察到电子在左并同时被1亿个光子打中”与“观察到电子在左并同时被1亿零1个光子打中”也是两种不同的历史,但我们并不关心这些,而只是把它们简并到“我们观察到电子在左”这个类别里去,因此我们实际上构建了一个非常粗粒的历史。

现在,当我们计算“我们观测到电子在左”和“我们观测到电子在右”两个历史之间的干涉时,实际上就对太多的事情做了遍历求和。我们遍历了“吃了汉堡的你”,“吃了寿司的你”,“吃了拉面的你”……的不同命运。我们遍历了在这期间打到你身上的每一个光子,我们遍历了你和宇宙尽头的每一个电子所发生的相互作用……如果说“我们观测电子的位置”是一个系统,组成这个系统的有n个粒子,在这其中,有m个粒子的状态实际上决定了我们到底观测到电子在左还是在右。那么,除去这m个粒子之外,每一个粒子的命运都在计算中被加遍了。在时间上来说,除了实际观测的那一刻,每一个时刻——不管过去还是未来——所有粒子的状态也都被加遍了。在所有这些计算都完成了之后,在每一个方向上的干涉也就几乎相等了,它们将从结果中被抵消掉。最后,“我们观测到电子在左”和“我们观测到电子在右”两个粗粒历史退相干了,它们之间不再互相联系,而我们只能感觉到其中的某一种!

入之愈深,其进愈难,而其见愈奇

狄更斯:这是最坏的时代,但也是最好的时代。

原来所有粒子都是弥漫在空间中的某种场,这些场有着不同的能量形态,而当能量最低时,这就是我们通常说的“真空”。因此真空其实只不过是粒子的一种不同形态(基态)而已,任何粒子都可以从中被创造出来,也可以互相湮灭。狄拉克的方程预言了所谓的“反物质”的存在,任何受过足够科普熏陶的读者对此都应该耳熟能详:比如一个正常的氢原子由带正电的质子和带负电的电子组成,但在一个 “反氢原子”中,质子却带着负电,而电子带着正电!当一个原子和一个“反原子”相遇,它们就轰隆一声放出大量的能量辐射,然后双方同时消失得无影无踪,其关系就符合20世纪最有名的那个物理方程:E=mc^2!

在浩瀚的星空之中,我们必须借助量子论才能把握恒星的命运会何去何从:当它们的燃料耗尽之后,它们会不可避免地向内坍缩,这时支撑起它们最后骨架的就是源自泡利不相容原理的一种简并压力。当电子简并压力足够抵挡坍缩时,恒星就演化为白矮星。要是电子被征服,而要靠中子出来抵抗时,恒星就变为中子星。最后,如果一切防线都被突破,那么它就不可避免地坍缩成一个黑洞。但即使黑洞也不是完全“黑”的,如果充分考虑量子不确定因素的影响,黑洞其实也会产生辐射而逐渐消失,这就是以其鼎鼎大名的发现者史蒂芬· 霍金而命名的“霍金蒸发”过程。

在相对论里,引力被描述为由于时空弯曲而造成的几何效应,而正如我们所看到的,量子场论把基本的力看成是交换粒子的作用,比如电磁力是交换光子,强相互作用力是交换胶子……等等。那么,引力莫非也是交换某种粒子的结果?

超弦理论(原26维):第一次革命过后,我们得到了这样一个图像:任何粒子其实都不是传统意义上的点,而是开放或者闭合(头尾相接而成环)的弦。当它们以不同的方式振动时,就分别对应于自然界中的不同粒子(电子、光子……包括引力子!)。我们仍然生活在一个10维的空间里,但是有6个维度是紧紧蜷缩起来的,所以我们平时觉察不到它。想象一根水管,如果你从很远的地方看它,它细得就像一条线,只有1维的结构。但当真把它放大来看,你会发现它是有横截面的!这第2个维度被卷曲了起来,以致于粗看之下分辨不出。在超弦的图像里,我们的世界也是如此,有6个维度出于某种原因收缩得非常紧,以致粗看上去宇宙仅仅是4维的(3维空间加1 维时间)。但如果把时空放大到所谓“普朗克空间”的尺度上(大约10^-33厘米),这时候我们会发现,原本当作是时空中一个“点”的东西,其实竟然是一个6维的“小球”!这6个卷曲的维度不停地扰动,从而造成了全部的量子不确定性!

糕的是,当第一次革命过去后,人们虽然大浪淘沙,筛除掉了大量的可能的对称,却仍有5种超弦理论被保留了下来,每一种理论都采用10维时空,也都能自圆其说。这5种理论究竟哪一种才是正确的?

威顿后来证明了,不同耦合常数的弦论在本质上其实是相同的!我们只能用微扰法处理弱耦合的理论,也就是说,耦合常数很小,在这样的情况下 5种弦论看起来相当不同。但是,假如我们逐渐放大耦合常数,它们应当是一个大理论的5个不同的变种!特别是,当耦合常数被放大时,出现了一个新的维度—— 第11维!这就像一张纸只有2维,但你把许多纸叠在一起,就出现了一个新的维度——高度!换句话说,存在着一个更为基本的理论,现有的5种超弦理论都是它在不同情况的极限,它们是互相包容的!这就像那个著名的寓言——盲人摸象。有人摸到鼻子,有人摸到耳朵,有人摸到尾巴,虽然这些人的感觉非常不同,但他们摸到的却是同一头象——只不过每个人都摸到了一部分而已!这个统一的理论被称为“M理论”,M理论是“第二次超弦革命”的一部分。


断断续续读了太久,而且大都是在课上看的,每次打开能吸引着看下去,但不知道为什么还会持续这么长时间。一本不错的科普书,稍稍了解了量子力学,之前在最右上有一个很出名的ID叫薛定谔的猫,虽然搜过解释但总觉得不理解,怎么会又死又活,看到这本书才知道为什么有这种说法。

总觉得读书看完忘看完忘有什么意义呢,不过正如知乎所说,“人之所以异于禽兽者几希?”能阅读!阅读的理由如此之多,我倒想反问:“为什么不阅读?”

When I was a child, I ate a lot of food. Most of it is long gone and fogotten, but certainly some of it became my very bones and flesh. Think of reading as the same thing for the mind


附录:量子力学发展大事记

1690年,惠更斯出版《光论》,波动说被正式提出

1704年,牛顿出版《光学》,微粒说成为主导

1807年,杨整理了光方面的工作,提出了双缝干涉实验,波动说再一次登上舞台

1819年,菲涅尔证明光是一种横波

1856-1865,麦克斯韦建立电磁力学,光被解释为电磁波的一种

1885年,巴尔末提出了氢原子光谱的经验公式

1887年,赫兹证实了麦克斯韦电磁理论,但他同时也发现了光电效应现象

1893年,黑体辐射的维恩公式被提出

1896年,贝克勒耳发现了放射性

1896年,发现了光谱的塞曼效应

1897年,J.J.汤姆逊发现了电子

1900年,普朗克提出了量子概念,以解决黑体问题

1905年,爱因斯坦提出了光量子的概念,解释了光电效应

1910年,α粒子散射实验

1911年,超导现象被发现

1913年,玻尔原子模型被提出

1915年,索末菲修改了玻尔模型,引入相对论,解释了塞曼效应和斯塔克效应

1918年,玻尔的对应原理成型

1922年,斯特恩-格拉赫实验

1923年,康普顿完成了X射线散射实验,光的粒子性被证实

1923年,德布罗意提出物质波的概念

1924年,玻色-爱因斯坦统计被提出

1925年,泡利提出不相容原理

1925年,戴维逊和革末证实了电子的波动性

1925年,海森堡创立了矩阵力学,量子力学被建立

1925年,狄拉克提出q数

1925年,乌仑贝克和古德施密特发现了电子自旋

1926年,薛定谔创立了波动力学

1926年,波动力学和矩阵力学被证明等价

1926年,费米-狄拉克统计

1927年,G.P.汤姆逊证实了电子的波动性

1927年,海森堡提出不确定性原理

1927年,波恩作出了波函数的概率解释

1927年,科莫会议和第五届索尔维会议召开,互补原理成型

1928年,狄拉克提出了相对论化的电子波动方程,量子电动力学走出第一步

1930年,第6届索尔维会议召开,爱因斯坦提出光箱实验

1932年,反电子被发现

1932年,查德威克发现中子

1935年,爱因斯坦提出EPR思维实验

1935年,薛定谔提出猫佯谬

1935年,汤川秀树预言了介子

1938年,超流现象被发现

1942年,费米建成第一个可控核反应堆

1942年,费因曼提出路径积分方法

1945年,第一颗原子弹爆炸

1947年,第一个晶体管

1948年,重正化理论成熟,量子电动力学被彻底建立

1952年,玻姆提出导波隐变量理论

1954年,杨-米尔斯规范场,后来发展出量子色动力学

1956年,李政道和杨振宁提出弱作用下宇称不守恒,不久被吴健雄用实验证实

1957年,埃弗莱特提出多世界解释

1960年,激光技术被发明

1963年,盖尔曼等提出夸克模型

1964年,贝尔提出贝尔不等式

1964年,CP对称性破缺被发现

1968年,维尼基亚诺模型建立,导致了弦论的出现

1970年,退相干理论被建立

1973年,弱电统一理论被建立

1973年,核磁共振技术被发明

1974年,大统一理论被提出

1975年,τ子被发现

1979年,惠勒提出延迟实验

1982年,阿斯派克特实验,定域隐变量理论被排除

1983年,Z0中间玻色子被发现,弱电统一理论被证实

1984年,第一次超弦革命

1984年,格里芬斯提出退相干历史解释,后被哈特尔等人发扬

1986年,GRW模型被提出

1993年,量子传输理论开始起步

1995年,顶夸克被发现

1995年,玻色-爱因斯坦凝聚在实验室被做出

1995年,第二次超弦革命开始

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