《上帝掷骰子么?量子物理史话》读后感3000字

《上帝掷骰子么?量子物理史话》读后感3000字!

首先我想说说为什么自己会读了这么一本书,因为对于大部分人来说,除了在初高中时代接触过物理并为之苦恼外,之后就再也未触过这门学问了。其实,自从去年2月份家里新添一枚可爱小男丁开始,就触动我对人生、世界的重新思考,在这个过程中,自然而然地引发了我对探索宇宙的兴趣。相信每个人都有这么一段经历,有的人或许还不止一次,只不过我在这个过程中,恰好在给孩子买书时遇到了这本书,因为其书评还不错,就买来随意读读。

这本书的书名虽然带有“量子物理”这种高端字眼,但还好到底是一本史话,通俗理解应该就是讲故事,因此并没有想象中的那么高难度。而且书的行文风格颇有风趣,也爱打比方,比如将电子能级比作公交站,电子跃迁比作乘客坐公交车,时不时还穿插一些“饭后闲话”——一些主线外的相关故事,读起来并不像书名那样压力山大。更有一些“饭后闲话”颇能增长知识,纠正我们的错误认知。比如一篇闲话讲到,牛顿的名言“如果我看得更远的话,那是因为我站在巨人的肩膀上”其实不是牛顿的原创,并且有的历史学家认为他引用这句话是对胡克的揶揄和讽刺——因为胡克身材矮小。还有一篇讲到阿基米德量金冠的故事。这则故事想必大家都知道是怎么回事,但没想到的是,这个故事竟然是编造的,而且文中从物理角度详细分析了故事的逻辑错误,也从历史角度找到了故事源头。

言归正传,除了有趣的话外故事,书中对于量子论的发展描述还是很清晰的,从量子论的起源开始讲起,到后面分6条主线讲解量子论的6个不同解释:哥本哈根解释、多宇宙解释、隐变量解释、系综解释、GRW解释、退相干历史解释。到这里,我不得不说,本文题目叫读后感还是有点夸大了,因为我并没有完全读懂这6个解释的全部内容,只是有个大致的概念,因此改叫读一遍后感还差不太多。

对于这本书,我目前也正在读第二遍,而且觉得很有必要和《道德经》之类的哲学书籍参照阅读。没错,你无须惊讶,这本书有的地方确实和《道德经》相类似。比如《道德经》说“道生一,一生二,二生三,三生万物”,这是个宇宙起源问题。本书也从物理角度谈到了宇宙起源及物质产生,甚至有的物理解释支持“无中生有”——就是凭空可以产生物质。我相信,如果物理发展到可以解释宇宙所有现象的地步,就真的可以和哲学统一起来了。好吧,再次言归正传,鉴于只读了一遍本书,认知有限,我只能挑几个点与大家分享心得。

首先是本书的标题——量子论以及“上帝掷骰子”。看完这本书,可以理解量子论这个术语的意思,其实说简单点,世界是不连续的,就是量子论。时间、空间、微观粒子等等,都是不连续的。其实,映射到生活实践,我们可以看到,钟表的跳动是不连续的,不论你手里的是电子表,机械表,还是石英表,他们表示时间都是不连续的跳动,这就是量子的形式了,也是我理解的时间量子化的体现。

还有就是“上帝掷骰子”这句话,这是爱因斯坦说的。因为量子论有一种解释认为世界是随机的,爱因斯坦不同意,说“老头子”是不掷骰子的,也就是他认为世界不是建立在随机性基础上的,“老头子”是爱因斯坦对上帝的昵称。当然,世界是不是随机的还在争论中,不过目前随机性的认同者更多,而且霍金还在《时间简史》中说,上帝不但掷骰子,而且会把骰子掷到我们看不见的地方。这个看不见的地方就是黑洞。

第二个就是让我明白了什么是薛定谔的猫。这个动物我们以前应该听说过,似乎有个什么流行歌曲还是用这个命名的。其实事情是这样的:哥本哈根解释认为,微观粒子的状态在观测之前,是处于各种可能性的混合叠加中,比如一个放射性原子,处在衰变/不衰变的叠加状态,但这种叠加状态只存在于微观粒子中。

然而,薛定谔设计了一个思维实验,实验中他将猫放到了一个不透明的箱子中,箱子里有一个放射性原子,一个粒子探测器,一个锤子和一个毒气瓶。如果原子发生衰变,则发生一连串连锁反应,毒气瓶会被打破,猫就会被毒死;如果不衰变,猫就活着。因为微观粒子是衰变/不衰变的叠加状态,通过这个装置,猫也变成了死/活的叠加状态。这个实验将量子效应放大到日常世界中去了,如果成立,那我们的世界,在我们不去观测时,都是在不确定的叠加状态,只有观测之后才是确定的。这是薛定谔对哥本哈根解释的一个挑战,这个又死又活的猫,就是薛定谔的猫。至于娱乐圈使用这个术语,大致用来表达女子难以捉摸的心事。在你向女神表白之前,你不知道她是不是喜欢你,这时她对你就是喜欢/不喜欢的叠加状态。只有你表白(即观测)了之后,这个叠加状态才坍缩为“她也喜欢你”或“你是个好人”两个状态之一。

第三就是和计算机相关的东西了。因为本身是计算机专业的,所以遇到这些东西就会关注一下。先说说计算机的大佬冯·诺伊曼,读后感www.simayi.net看这本书之前,我根本不知道他能和量子物理也扯上关系,看了之后才知道,正是这位大神用数学方法枪毙了隐变量理论。然而,他的证明建立在5个假设之上,其中第五个假设在30年之后被人发现是有问题的,并且发现这个错误不需要太高的数学技巧和洞察力。发现这个错误的人——著名的量子力学专家玻姆,复活了隐变量解释。对于第五公设魔咒,简单提一句。历史上不止冯·诺伊曼栽在了第五个假设上,著名的数学鼻祖欧几里得也在第五公设上弄得满身泥土。俄国数学家罗巴切夫斯基正是假设这个第五公设不成立,建立了非欧几何。

再有就是量子计算机了。看量子论的书,不搞明白量子计算机和量子论的关系岂不是白读?量子计算机其实是利用量子的叠加状态进行计算的机器,如果原来一个比特只能表示0或1,那么现在一个量子比特可以同时表示0和1。假如我们读入了一个10位的二进制数,那么传统计算机就是处理这个10位的二进制数,而对于量子计算机,因为每个比特都是0和1的叠加态,其实同时处理的是210个二进制数。因此量子计算机大大提升了计算速度,目前商用的量子计算机比传统计算机运行速度快1亿倍。其实对于我来说,不仅关注量子计算机的运算速度,更关心它对计算机理论是否会造成冲击,换句话说,我们之前学过的计算机知识,会不会因为量子计算机的诞生而变为一堆垃圾。还好不是,这本书里提到,有人证明,量子计算机无法实现超越算法的任务,它无法比普通图灵机做的更多。因此,从事计算机的各位,你们目前还是安全的,你们目前还可以继续学习现有的计算机知识。

总之,这本书还是值得阅读的。另外,在喜马拉雅上,我们也可以收听这本书,由一位可爱mm播讲,这就更方便我们进行重复阅读和深入思考。希望大家都能开卷有益。

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