上帝真的擲骰子

上帝真的擲骰子

《上帝真的擲骰子》是2009年12月1日由清華大學出版社出版的圖書,作者是高山。

基本信息

內容簡介

人們一直認為宇宙間的萬物都在連續地運動,但連續運動只是真實運動的影子。本書從關於運動的簡單問題出發,經過芝諾的箭、牛頓的慣性、愛因斯坦的光,還有薛丁格的貓,等等,引領你沿著一條邏輯的、可理解的道路走入奇妙的量子世界。在那裡,無論是原子還是小球,或者巨大的星體,都在一刻不停地以一種隨機的、非連續的方式跳躍,用一句著名的隱喻來表達就是:上帝真的擲骰子。這個新發現或許將最終揭開深邃的量子之謎,並引發我們世界觀的一次深遠變革。

作者簡介

高山,1995年畢業於中國科學院電子學研究所。長期從事量子力學基礎、量子超光速通信量子意識等問題的研究。2008年獲得量子力學基礎研究獎學金資助,目前在悉尼大學科學史與科學哲學系攻讀物理學哲學博士學位。

序言

上帝真的擲骰子我們生活在經典世界中。然而,在它下面卻是一個幽靈般的原子世界。每個人都知道物質由原子組成,但是沒有人知道原子什麼樣,它們如何運動。

原子根本不像小球,例如,單個原子可以同時通過兩條縫,而小球卻不行。更為驚人的是,我們實際上也不知道小球如何運動。

它們看起來是連續運動的,但這只是一個假象!即使最偉大的科學家牛頓和愛因斯坦也為這一假象所迷惑。

那么,原子和小球究竟是怎樣運動的呢?

本書將揭示自然的一個最深邃的奧秘,那就是:宇宙中的每個物體,無論它是原子還是小球,甚或巨大的星體,都在不停地以一種隨機的非連續的方式跳躍。用一句著名的隱喻來表達就是:上帝真的擲骰子。

儘管這一奇異的宇宙圖像令人難以置信,它卻是真實的。發現運動不是連續的而是非連續和隨機的,正如發現地球在運動而非絕對靜止一樣,將引發我們世界觀的一次深遠的變革。現在,我們終於可以走出柏拉圖的洞穴,瞥見真實世界的陽光。自然原來如此奇妙!

發現之旅同樣充滿驚奇。童年時代,那綴滿夜空的繁星為何不落對我來說一直是個謎。我有一種強烈的渴望,想知道為什麼。後來我在課本里找到了答案,它改變了我心中的宇宙圖像。大學時代,我為原子世界的神秘所深深吸引。下述事實尤其令我困惑,即原子的行星圖像被證明是完全錯誤的;原子中的電子不可能像地球繞太陽公轉一樣圍繞原子核鏇轉,否則它將瞬間輻射掉能量而掉入核中,而由原子組成的我的身體也將在剎那間瓦解。那么,電子究竟是怎樣運動的呢?它一定存在於原子之中,它一定在那裡以某種方式運動。但更令我困惑的是:教科書里竟沒有給出電子的運動圖像!在1987年8月22日的日記中我寫道:“難道我們沒有辦法把原子過程當作直接在時間、空間中進行的過程來描述!?”那一年我16歲。我不得不自己去尋找答案,從此便踏上了“追蹤”原子幽靈的探險之旅。那旅程是孤獨的,但卻充溢著發現的快樂。

為了探究電子如何在原子中運動,我來到中國科學院電子學研究所繼續我的研究生學習。然而,那裡也沒有人能給我一些提示。我幾乎每天都在思索電子那難以捉摸的運動圖像。如果小球的確連續地運動,那么電子和原子看來也應當以相同的方式運動。畢竟小球是由原子組成的。但是,如果電子在原子中連續地運動,它將很快落入核中,而這一“悲劇”並未發生。這是一個進退維谷的難題。我找到一些可能的解決辦法,但很快就證明是不可行的。

這個運動之謎一直困擾著我,折磨著我。日復一日,我漸漸開始懷疑連續運動的真實性,但我始終堅信微觀粒子一定以某種方式在運動。終於在1993年10月12日的清晨,我經歷了一次頓悟。在那一刻,我感到自己的身體伸展遍布至整個空間,和宇宙成為一個整體。“我”消失了,一幅清晰的圖像顯現出來:一個粒子在隨機地、非連續地跳躍。它不是惰性的而是活躍的;粒子完全是自主地運動。上帝告訴我它在原子世界中擲骰子。我最終在靈感的幫助下擺脫了連續運動思想的最牢固的桎梏,從而窺見了運動的真實圖像。事後看來,這一結果在邏輯上非常自然。由於粒子(如電子)無法連續地運動,它只能非連續地運動。連續運動唯一性的偏見是多么根深蒂固啊!

序 如果原子以非連續的方式運動,那么它們可以輕易地同時通過兩條縫。但是,為什麼小球似乎以相反的方式運動呢?還有,究竟為什麼上帝要擲骰子呢?我又為這些新的謎團所困擾。然而,沒有研究所或大學願意支持對這些“古怪”問題感興趣的研究者。於是,我決定做一名獨立的研究科學家,或者更確切地說,一個以理解宇宙為終極目標的自然哲學家。生活之路的確艱辛,但我從未放棄我的研究,從未停止對宇宙之謎的思考。它們已經成為我生活的主題。好奇心繼而轉變為責任感;我一定要理解上帝的思想,我一定讓所有人都看見真理之光。

隨著時間的推移,非連續運動的圖像在我的頭腦中變得愈加清晰。當我在2001年6月的一個午後散步時,靈感的火花再次照亮我孤獨的探索之路。我突然意識到運動實際上沒有原因,因此它一定是本質上隨機的,即上帝必然擲骰子。例如,小球的常見的慣性運動事實上已經顯示它也在隨機地、非連續地跳躍,正如原子一樣。這是一個重要的新發現。也許通往真理的道路總是迂迴曲折的,而這正是為了讓驚奇隱藏在轉彎處等待堅定的探索者。原來,上帝也在經典世界中擲骰子。它實際上和整個宇宙都在玩骰子。一幅多么和諧的世界圖景啊!

我只是想知道一個天真問題的答案,我只是不停地思考。但那探究完全改變了我的生活。它決定了我的生活方式,並最終將我引向作為終極實在的上帝。正如Trinity在電影《黑客帝國》中所說,“正是問題將你引向這裡……,答案就在那,尼奧,它在尋找你,如果你想讓它這么做它將會找到你。”

真理是簡單的。但如果用平常的語言來解釋,它將變得有點兒複雜,以至於需要寫一本小書。沒有方程,沒有專業術語。這裡只有一幅清晰而令人驚奇的宇宙圖像,它是每個人都可以理解的。尤其是,閱讀本書不需要任何量子物理的知識。事實上,它將引領你沿著一條邏輯道路從熟悉的經典世界步入到不可思議的原子世界。最後,你將對謎一般的量子有更直觀、更深入的理解,甚至會超過它的發現者們。最終的真理將是簡單的、易理解的。

生命是短暫的。每個人都不過是宇宙中的一粒微塵。然而,上帝給了我們精神,我們因此可以知道並理解它的思想。最大的幸福莫過於此。正如偉大的聖人孔子所言,“朝聞道,夕死可也。”我衷心希望這本小書不僅讓你對這個神秘的世界有更多了解,而且也會為你的人生增添色彩。

高 山

2009年10月

目錄

引子

1 箭之謎

飛矢不動

運動只是幻象嗎

時間之沙

運動的“不動”圖像

2 眼見為實嗎

連續運動質疑

神秘的雙縫

現代科學如是說

3 溯本求源

力產生運動嗎

運動沒有原因

4 上帝擲骰子

邏輯之路

兩個證據

數學觀點

兩位先知

5 時分宇宙

粒子是一朵雲

粒子云漣漪

◆上帝真的擲骰子兩種構造

Ψ波及其演化

不可分的宇宙

6 賭博規則

隨機性去了哪裡

在分立時空中擲骰子

上帝的賭博規則

兩個世界的統一

7 原動者

因果性與機遇

上帝為何擲骰子

無為的上帝作者簡介本書英文版評論

媒體推薦

本書英文版評論(部分):

閱讀它是一種享受。

——義大利帕多瓦大學,粒子物理學家,多里戈(Prof.Tommaso Dorigo)

你的書和思想值得一讀。

——美國量子物理學家、科普作家,1982年美國國家圖書獎得主,沃爾夫博士(Dr.Fred Alan Wolf)

這本書是對分立/連續問題的一個絕妙闡釋……每個人都會欣賞它簡潔的寫作風格,尤其是關於上帝擲或不擲骰子的詩意的反覆。

——美國馬爾波羅學院數學教授、科普作家,2005年PEN/Martha Albrand文學獎得主,馬祖爾(Prof.Joseph Mazur)

我是那些被量子之謎所折磨的人之一,偉大的物理學家們所給出的關於微觀世界行為的解釋沒有一個讓我滿意……我正在讀你的書,跟隨你的邏輯,睜開那雙很長時間以來一直緊閉的眼睛……我讀過很多關於萬物之理的書:超弦理論,圈量子引力……他們提出新的理論,構造新的數學工具。這一次不同了,我認為你的新思想是正確的。

——義大利學者,萊利斯博士(Dr.Marco De Lellis)

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們