Book Review: 上帝掷骰子吗？量子物理史话

花了近两周的时间读完了《上帝掷骰子吗？—量子物理史话》，大概每天读那么一章吧。其实这样的速度主要是因为书中有很多语言上的装饰，很多内容可能只需要一两句话就可描述清楚，但作者非得要花上一段来渲染一下场景，这个我不太喜欢。但是既然这是一本通俗读本，科普著作，这样的描写确实很符合这本书的身份的。

本书确实是一本好书，因为它以通俗易懂的方式介绍了量子物理的发展历程，我读书的时候一般比较喜欢角色代入，所以在看此书的时候异常激动，曾多次将自己代入那些量子大将上面，感觉自己就完全经历了这样的一个过程，波澜壮阔，沧海桑田。本书除了较为全面地介绍了量子物理的发展史以外，还以通俗的方式讲述了量子物理的一些重要概念。正如它纠正了我一直以来的一些错误理解，也引发了我很多的思考。

关于多世界理论

之前接触薛定谔的猫仅仅是从高中语文的一篇阅读，当然具体内容就忘了。我一直认为“既生又死”的含义是，只是在我们没有观测的时候不知道那只猫的死活，但是它本身可能已经死了，可能还活着，两种状态只择其一。但是现在才知道，其实根据哥本哈根的解释，在没有观测之前，猫其实是可以由一个态叠加的波函数来表示，这样说来，那只猫其实是两种态，即生和死两种态的叠加，在我们观测的一瞬间，波函数发生了坍缩，等概率地出现猫生，或者猫死的状态。在看书的过程中，其实我对这种解释的也并不是太信服，如书中所说，它引入了观测者的概念，并且它无法解释坍缩这一个过程。

坍缩这个过程它没法解释也没什么好说的，但是引入了观察者的概念，那问题就大了。也就是说，如果我闭上眼睛，那么我周围的事物都在以各自的波函数进行演变，各种状态都叠加在一起了，混乱不已，但是我一睁开眼睛，充当观测者了，这些混乱不已的波函数瞬间就坍缩了，一切的事物都是那么的正常。这是一种比较野蛮的，而且扯入了唯心的解释。

如果从多重世界(MWI)来看呢？世界无时不刻都在“分裂”，我们所处的世界只是无限多种可能之中的一个。而在我们打开盒子之际，世界可能已经分裂了无数多个，有猫生的世界，有猫死的世界。这样的解释结合波函数来看是挺好理解的，因为波函数从没有发生坍缩，而是我们的世界就处于一种态叠加之中，我们所在的当前世界就是多重世界在某一个方向上的投影。这种解释虽然绕过了坍缩的问题，但是却引发了一系列的哲学问题。我们不禁要问，究竟哪一个才是我呢？如果把人放进了那个猫的实验，实际上在盒子里的我们就是观测者了，并处于多重世界中的某一个了。而在这些世界当中，必定有一些世界是我们没有死，而另外有一些则是我们已经死了。如果，在我们已经死了的世界里面讨论我们是毫无意义的，那么就等价于我们所存在的世界必定是我们所生存的世界，这岂不是放到实验中的我们永远不死了吗？这又是跟概率相矛盾的。

说到多重世界不禁令我想说说之前看的一部动漫《steins gate》。这里并不讨论其情节，但是里面有一点我比较认同，那就是即使回到过去了，也不能改变到现在。其中所用到的就是多世界的原理。就是说，你回到的是你当前所在世界的过去，并且在改变过去以后，世界线分裂了，跟这里说的世界分裂其实有点类似，你在改变过去以后已经没有回到现在的概念了，因为你有可能处于改变过去以后分裂出的多条世界线中的一条，你根本就不知道别的世界线上发生了什么事情。也就是说，不同的世界其实是正交的，这跟多世界理论所说的一致。

在多世界理论里面有一个观点是挺吸引我的，那就是上面说到的不同世界的正交性的问题。考虑世界的波函数，它每时每刻都是多个态的叠加，而这个态则是表示在某一个时刻世界的状态。那么如何描述这个世界的状态呢？对于一个普通的刚体，我们或许可以用一个六元组来描素，即三个方向上的坐标以及三个方向上的动量，这样的一个元组我们可以看作是六维空间里面的一个点。对于世界来说，由于世界可以看作是由微粒组成，如果我们对每个微粒都进行这样的描述，这样所得到的一个元组也可以看作是一个非常高维空间中的一个点，其随着时间来运动形成一条曲线。在二维空间中，我们随便画几条线是很容易相交的，但是一旦到了三维空间，这恐怕就没那么容易了，如果是更高维的空间，那么世界线相交的几率就会变得很低。所以我们可以想象用这种方式来描述的话，我们根本就不能察觉到平行世界的存在。

关于理论物理

之前看《生活大爆炸》的时候觉得Sheldon很自负，觉得自己搞理论物理就比别人高尚很多。其实看完这本书以后，我也有同感。因为物理学和哲学都是旨在揭示世界的运行规律(注意，是世界而不是人类社会)，但是个人感觉哲学是净思考，但是物理是有依据的。虽然，可能在理论物理上，往往是先有理论然后有观测结果证实，但是理论从何而来呢？从既有的实验以及严密的数学推导。如果数学的基础没有问题的话，那么数学应该是描述世界客观运动规律的最简洁最客观的方法了，而理论物理则是用这些客观的手段来对世界进行解释，所以个人感觉要比哲学高尚一点，我并没有想挑起什么学科的高低贵贱划分等级，但是搞理论物理的，它们确实是在为解释世界而奋斗。

再有，自从量子物理诞生以来，物理可谓发生了翻天覆地的变化。这说明了一个问题，那就是现代物理有可能只是描述世界，解释世界的一种形式，或许某一天有新的观测无法用现有的物理来解释，那么就又有可能要重建现在的物理大厦了。科学的目的在于发现规律从而利用规律来推动社会的发展，方便人类的生活，其实只要当前的理论能解释当前世界所能观测到的物理现象，那么它无疑已经是成功的了，就像现在的量子物理。但是，顺着当前构建的大厦去思考一些问题的时候，就会毫无疑问地被导向本原的问题。

其实本人觉得本原的问题是没办法解决的。首先本原无法被观测，再有就是本原无法被解释。对于前者来说，如果本原被观测了，那么你如何证明那观测到的就是本原，这就导向了后者，但当你视图对本原进行解释的时候，你依旧不能解释你的解释是正确的。所以有时候我觉得我们有点可怜，就像二维的蜥蜴知道有三维的世界，并且它们还知道从三维的世界中就能看到它们所在世界的全貌，但是很可惜，它们并不能摆脱它们所处的二维世界。

关于今后学习

其实我本身就对数学物理充满兴趣，看完这本书以后不禁让我产生了学习量子物理的冲动，动因仅仅是兴趣，再有就是想感受一下那些艰辛卓绝所建立起来的数学模型究竟有多美。鉴于本人数学物理水平都有限，而且我本身也不是专业那些的，所以估计也只能当作是业余爱好来学，就跟语言一样，有时间了就看看，在漫长的人生中感受一些这些由伟人们呕心沥血出来的成果。

本书中还连带推荐了一些书，今后也打算看看，例如：《上帝掷骰子吗？——混沌之数学》，《皇帝新脑》，《超越时空》，《一个数学家的独白》之类的。