量子论的奠基人之一玻尔曾说:“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论。”这个暑假,怀揣着对量子物理的敬畏与好奇,我阅读了曹天元著的《上帝投骰子吗?量子物理史话》,量子论给我开启了一次奇妙的旅程,在这个光怪陆离的世界里,我所看到的一切似乎都在颠覆我的所有经验。

“告诉我骰子的大小,质量,质地,初速度,高度,角度,空气阻力,桌子的质地,摩擦系数,告诉我一切所需要的情报,那么,只要我拥有足够的运算能力,我可以毫不迟疑地预先告诉你,这个骰子将会掷出几点来。”物理学统治整个宇宙,它的过去和未来,一切都尽在掌握。这已经成了物理学家心中深深的信仰。19世纪初,法国的大科学家拉普拉斯在用牛顿方程计算出了行星轨道后,把它展示给拿破仑看。拿破仑问道:“在你的理论中,上帝在哪儿呢?”拉普拉斯平静地回答:“陛下,我的理论不需要这个假设。”“我不需要上帝这个假设。”拉普拉斯站在拿破仑面前说。这可算科学最光荣最辉煌的时刻之一了,它把无边的自豪和骄傲播撒到每一个科学家的心中。

“数学是先驱的话,哲学更是先驱。如果说哲学是把真理想象出来的话,那么物理就是把真理赤裸裸地展现出来。没有一门学科像物理一样接近真理。”很多物理上的瓶颈都是靠无意间联系到从前已有的数学公式而解决的,哲学更是无中生有的境界了。一想到量子物理学家不仅是数学家,而且还是哲学家,一种膜拜的心情油然而生。

纵观光的“波动说”和“微粒说”的争论全过程,物理学的发展可谓是一波三折。第一次波粒战争,缺少实验证明的前提下,开创了近代经典物理学的牛顿支持的微粒说自然而然获得胜利。直到19世纪杨氏双缝干涉实验简单的证明了光是一种波,而微粒说无法解释干涉条纹的形成以及两道光叠加在一起为什么反而会造成黑暗,这些刚好是波动说可以轻而易举解释的,至此第二次波粒战争波动说占了上风。到19世纪末,赫兹实验证明了麦克斯韦电磁理论的正确性 ,揭示了光是一种电磁波,此时,波粒说已销声匿迹。随着经典物理达到巅峰,一切物理现象似乎都已找到解释,物理学的黄金时代正式来临。然而此时,黄金时代中两朵小小的乌云却悄悄翻起惊天巨浪,迈克尔逊-莫雷实验否定了经典物理学的基础假设——“以太”的存在,导致了相对论革命的爆发;黑体辐射研究中从波粒不同角度出发推导得出的不同结果最终导致了量子论革命的爆发。然而,经过波粒两派的不断验证,最后却惊讶的发现“矩阵力学”和“波动力学”在数学上完全等价,这就意味着,殊途同归,粒子既是粒子也是波,粒子和波两者不可分割,第三次波粒战争以“波粒二象性”戏剧收尾。我想,也许这依旧不是最后的结果,在并不遥远的将来,新理论就会再一次颠覆我们的认知。

人们对于物理的探知没有边境,一望无垠,每一步进展都是创造。如果你也对量子理论感兴趣的话,不妨一读。