内容简介

以人的尺度走进量子世界，探索数学形式背后的物理现实

「内容简介」

量子物体具有波粒二象性？能够状态叠加、远程纠缠，呈现出不确定性，甚至开启多世界？薛定谔的猫，真的可以既死又活？甚至，量子世界只存在于人的观察之中？……

玻尔、费曼、海森堡、薛定谔、爱因斯坦……这些伟大的物理学家也在犯误？——那他们为什么还伟大？

各种量子“理论”迄今都还很怪，在解释力和自洽性方面都还有欠缺，但这不是量子世界“本身”的问题。人类对量子世界的理解，百年来也确实在不断进步：我们可以乐观地说，虽然还有很长的路，但我们正在一点点逼近“真相”。

透过本书，你会一览量子力学理论发展的百年历程，站在科学巨人和精美理论的肩膀上，对量子世界多一丝了解，并对量子理论的应用如“量子计算机”等的前景抱持更为切实、合理于是也更有希望的期待。

「名人推荐」

多希望这本书是我写的啊。它通俗易懂、令人信服、覆盖全面地剖析了全部科学中最重要的理论，到底在讲什么。

——吉姆·阿尔-哈利利（物理学家，科普作家）

「编辑推荐」

★ 匡正你对量子力学的误解

“薛定谔的猫”是说一只猫可以同时既死又活？不，它其实是在形象地指出量子理论的问题——但事情还没完，这方面的问题，也可以获得打通微观和宏观世界的解释……同样，“不确定性原理”也不是在说我们无法准确测量量子世界中的所有量甚至任何量——因为“所有量”并不同时存在！甚至，量子力学讨论的也不是最初意义上的“量子”……量子物理学家酷爱修辞术，这给大众带来了很多困难甚至误导。阅读本书，你可以了解到耳熟能详的量子表达，到底是何意义。

★ 用尽量形象的办法，确实地讲量子力学

为什么观察发生在哪个“环节”很重要？Hmmmm，你可以想象往热水里加速溶咖啡，还是往速溶咖啡上加开水，结果并不完全相同……真·量子力学，可能有点难、有点“怪”；但如果你想了解各种量子理论如何解释世界，这些量子理论是在怎样的理论和时代背景下提出的，其本身又该如何解释，那么本书会用尽量好懂的方式，直陈这些问题，而不只是为你介绍相关物理学家的生平和逸事。

★ 当物理学和哲学相遇

对量子世界的理解，不等于量子世界本身——充分认识到这一区别，才是迈出了正确的第一步，才能理解“波粒二象性”只是量子理论的内容，却未必（甚至很可能不）是“光”本身的情形。各种量子理论只是为了数学计算便利而设，纯乎是人类认知的产物？抑或它们也在追求接近、符合客观的量子世界本身？这些融合了当代物理和哲学认识论、本体论的交叉讨论，彰显了现代科学思维的融贯性和脑力激荡特色。

作品目录

作者简介

菲利普·鲍尔（Philip Ball），物理学博士，化学学士，自由科普作家、播客人、BBC科学史栏目“科学的故事”出品人。曾任《自然》期刊编辑二十余年。创作领域覆盖科学、文化、艺术及其交叉领域。著有《分子》《如何制造一个人》《预知社会》等。

丁家琦，毕业于北京大学物理学院，现从事科学传播工作，译有《发现宇宙》等。

精彩摘录

有一种观点认为，量子力学完全没有表达任何关于“真实世界”的信息。它们只是虚构出来的有用工具，一种“黑匣子”，我们可以用它非常可靠地进行理工研究。另一种观点认为，数学之外的“真实世界”这一提法本来就没有意义，无须浪费时间思考。或许，我们只是还没有找到合适的数学形式来回答量子力学到底要描述什么样的世界这个间题。又或许，按某些说法，数学告诉我们的是，“所有可能发生的事情都会发生”——不管这句话是什么意思。

——引自章节：01没人能说出量子力学意味着什么001

到20世纪70年代，科学家就可以用激光来进行量子纠缠贝尔检验了。这个实验难度极高，首次尝试的是加州大学伯克利分校的物理学家约翰·克劳泽和斯图尔特·弗里德曼。他们用激光激发钙原子，从中诱发出一对偏振相互关联的纠缠光子，并且用我在上一章描述的“四态”设置来测量两光子偏振间的EPR关联度。克劳泽和弗里德曼发现，纠缠光子的关联度比贝尔定理中隐变量理论所允许的值要高。但他们的结果并不完全清晰，比如首先他们的实验次数就没有多到让统计结果完全有说服力。1982年，阿兰·阿斯佩及其合作者在法国巴黎第十一大学做了一个更具确定性的实验，证明纠缠符合量子力学，而不符合隐变量理论。他们也用了激光和光纤技术来产生并操控纠缠的光子。

——引自章节：10并不存在什么“幽灵般的超距作用”179