量子理论

[英] 约翰·波尔金霍恩
致谢 感谢牛津大学出版社工作人员在书稿付印过程中提供的帮助,并且特别感谢谢利·考克斯在第一稿中给予的许多有帮助的建议。 约翰·波尔金霍恩 于剑桥大学皇后学院 序言 李淼 对于我们的世界,科学家有两套体系来解释。 第一套体系已经存在了300多年,这就是牛顿的力学体系,机械论。事实上,这套体系的核心概念至少存在了2000多年,从亚里士多德开始,认为世界像一个大钟一样一旦上紧了发条,就有条不紊地运行下去,直到永远。这套体系与我们的日常经验吻合,里面的概念都可以用我们眼睛看到的具体事物来实现。 第二套体系存在了不到100年,严格说来是90年,这就是几位最幸运的天才在1925年前后发现的量子力学体系。根据这套体系,我们人眼看到的并不是世界背后最基本的元素,例如一个物体的状态不可以用它的位置和速度来描述。根据海森堡,我们可以谈一个粒子的具体位置,也可以谈它的具体速度,但不能同时谈它的位置和速度。这样,我们熟悉的简单决定论就失效了:当我们知道粒子的位置时,为了预言它下一刻的位置,就必须知道它的速度。不确定性原理告诉我们,这不可能。 不确定性原理完全违背了我们的直觉。但事情不会到此为止,量子论总是给我们带来无穷无尽的麻烦。比如纠缠,这个现象说,相隔遥远的测量结果会互相影响,并且这种影响看起来是瞬时的,这就是量子物体之间神秘的纠缠。但是,你却不能通过这种纠缠实现瞬时通信,更不能实现心灵感应。 还有很多我们无法理解的事情,例如,你无法区别两个电子,它们不同于两个人,可以叫作张三和李四。两个电子确实有两个,但不能被我们标记为甲电子和乙电子。在某个时刻你看到的两个电子,在下一个时刻你已经无法区分谁是谁了。 我们可以将量子世界的特点一直罗列下去,但这不是这篇序言该做的事情。其实,这也不是英国著名物理学家约翰·波尔金霍恩(John Polkinghorne)在这本小书中想做的事情。量子世界虽然不…