为什么 3-2=1 ?
为什么 3-2=1 ?一年级的小朋友如果真这样问,老师恐怕要冒汗了,他只能说,不为什么,它就是等于 1 ,不信的话,你把你今天带的 3 块饼干给同桌 2 块,看看是不是你还剩下 1 块?我要是那个小朋友,一定不再追究下去,那意味着 2 饼干的损失。
在我看了费曼的《量子力学讲座》之后,我也非常乖的听从他老人家的建议,不再追究“为什么”了。
其实我想说的是,我想在这篇 blog 里推荐这一本书——《量子力学讲座-费曼》
之前看了一本虽然名气更大一些,但其实不太好的《量子物理史话》,他虽然妙趣横生,纵观史今,但以我们普通人的理解能力,看完后,你要么觉得物理学家是神经病,要么觉得这个世界是神经病。他讨论了太多至今还不是特别清晰、没有得到实际试验良好证明的问题,以及哲学问题。比如薛定谔的即生又死的猫;双缝衍射中一个能同时通过两个缝的神秘电子;万事万物以一种概率函数的形式存在,在观测它时就塌缩;什么是“意识”,以及“意识”对事物的影响。总之,悬乎乎的,越看越糊涂。
它比《时间简史》或《果壳中的宇宙》也要好,因为看这两本书更像是在看科幻,的确很有意思,但也还是太玄了。
《量子力学讲座》则不同。
1、费曼先告诉我们,“理解”的原则就是——没人能够理解它!我们要做的,只是去观测这个真实世界,找到他的规律,如果这个规律做出的预言恰好能够与实验相符合,那就认为它是正确的,无论它与人脑中的“常识”或“逻辑”或“哲学”,有多莫不符。
这就好像,在创造“负数”这个概念之前,想象我的钱少于 0 块是很困难的事情,在有“分数”之前,想象 1/2 个人是很血淋淋的。在创造“复数”这个概念之前,想象对 -1 开根号是很困难的事情。所以现在你想象,一个光子从 A 到 B 不是直接走过去,而是走遍所有可能路径的概率的一个和,也一定很难。
如果你问:“光子为什么喜欢这么干”?那就和问“3-2 为什么=1”一样可以让物理学家晕倒。因为他不知道。没人知道!但这却和实验相符,并能解释很多观测到的现象。
2、费曼然后告诉我们,这不是悬乎其悬的东西,而是实实在在的,它的公式可以推导,它的值可以计算,你可以画图来形象地表示它,可以做实验来验证它。
再难以理解的理论,实际应用起来时,就好理解的多了。这就好像,“负数”表示钱可以用在我欠债的情况下,“复数”计算有大小有方向的矢量特别方便。所以,其实一个光子的行为可以总结成“一个事件发生的概率”,你最后所做的计算本质上并不比高中和大学时学的概率计算有什么不同,抛一次硬币得到正面的概率50%,抛两次硬币都得到正面的概率是50%*50%=25%,就这么容易。
当然,想“不问为什么”的确很难,就连爱因斯坦都忍不住说“上帝不掷色子!”
3、费曼告诉我们,其实(万有引力和核力除外)一切的一切的现象,都可以由光子和电子的这种概率行为来解释。
相对论在我眼里曾经是伟大的,揭示了事物难以察觉的本质,但看了量子理论后才知道,相对论不过是对牛顿理论的一种特殊情况下的修正,真正对事物本质跨越性的揭示的是量子理论,从耳熟能详的光沿直线传播、折射、衍射、干涉,到先进的激光、全息图(1)、超导现象,到其他化学、生物等学科,99%的现象都能够用量子理论光子和电子相互作用来解释。
4、费曼不仅仅提到了那些板上钉钉了的事情,如同所有讲授者一样,总要留下些悬而未决的东西引发人的思考。剩下的那1%的现象存在于核子和万有引力中。单单是核子,50年前人们就推测其中有400多种粒子,后来又创造了许多“夸克”“色”“味”一类的理论把他们统一成20多种,引力还无论如何也没法统一进来,所有的推测都很乱,完全不像那些很好证实了的理论一样简单优美。但是他说,事实一贯如此阿,想象上个世纪初,热、磁、电、光……,至少现在都被纳入量子理论了。
读后感:非常清晰易懂且幽默,貌似是现场讲座后来被整理的。
(1)很久以前的一篇贴子里,因为看《果壳中的宇宙》而看到的神奇的全息图现象,当时不懂,理解的很可笑,原来用量子理论可以很好的解释。
如此好帖竟然没人顶?!
我拱
很是深奥
看来我以后还是少问些为什么的好
多看些书才是~
总之你看的书都很玄了,不是德文版的吧!
才子就是才子,呵呵
数学公式测试:
看来要想理解量子,必须多看些实验,了解现象的真实本质,这样才能形成对量子力学的感性认识。不然脑子里总是存在量子力学的抗体。