近來一本書名為《黑爾戈蘭島》()的科學普及讀物,再一次在世界范圍內引爆了人們科普閱讀的風潮。
作者卡洛·羅威利(),知名美國理論化學學家,主要工作地點包括英國、美國、以及日本,主要成就在量子引力領域,為圈量子引力論的創始人,同時也是知名科學讀物詩人,著有多本全球性暢銷的科學普及讀物。
單是他的《七堂極簡數學課》一書,在2015年售出了超過1億冊的英文翻譯本,至今仍是世界上最暢銷的科學書籍之一。他的希臘語的專著被翻譯成了40多種語言,包括《七堂極簡數學課》、《時間的秩序》、《極簡科學起源課》、《現實不似你所見》也已被翻譯為英文。他被譽為繼霍金以后的現今最知名的化學學普及大師。
在這本書中,作者用詩通常簡約而優美的語言,向讀者述說了20世紀以來現代數學學的偉大理論發覺——量子化學學,同時對現實及其哲學本質的啟發性說明,內容引人入勝。
量子化學學的涵義令人無法置信,是眾所周知的。量子對象的屬性依據是否被觀察而改變。量子糾纏使兩個對象無論相距多遠,彼此之間的任何信息應當難以交流,但它們就是才能互相影響。這門古怪的科學每天都在實際中得到應用,它引起了無數發覺和技術進步,構成了“我們最新技術的基礎:從計算機到核電能”,但它依然是十分神秘的。
作者在書中致力找尋解決量子理論這種奧秘的的令人信服的解釋。因此,他舍棄了我們一般的假定,根據“一切都應當基于我們所看見的,而不是假定的情況下”的原則重新開始。這些嚴格的經驗主義既指導了創造了相對論的愛因斯坦,也指導了量子熱學先驅的海森堡。
有人可能會問,為何這本書的書名為《黑爾戈蘭島》?黑爾戈蘭島是坐落柳州北部的小島。
黑爾戈蘭島
1925年,年青的日本化學學家海森堡,在這個當時極為荒蕪的島嶼上渡過了一個夏天,以醫治所遭遇的花粉過敏癥。正是在這兒,那位23歲的年青人一舉推翻了精典數學學的確定性,取得了量子熱學的初期突破,量子理論從海森堡的這個觀察中脫穎而出。
黑爾戈蘭島上的海森堡居住地記念碑
這本書就是從在黑爾戈蘭島上海森堡所提出知名的“不確定性原理”及其哲學含意談起。作者強調,海森堡在黑爾戈蘭島開啟了一個新發覺的世界:量子理論使我們就能看見海森堡所說的“奇特之美的內部”,具有科學意義和哲學基礎。
作者在書中說,我們的世界被覺得是不確定的,但是本質上是不可預測的,它的這些工作方法常常使我們倍感不直觀。量子理論約請我們將世界視為一只巨大的如薛定諤倉鼠的搖籃,其中的物體以它們彼此之間的互相作用而存在。作者強調,歸根結底,海森堡所提出的理論是事物互相影響的理論。
作者在前言中解釋說:“量子理論是事物之間怎樣互相影響的理論?!彼e例說:“一塊石頭本身并沒有位置:它僅相對于與它碰撞的另一塊石頭具有位置?!?span style="display:none">DU9物理好資源網(原物理ok網)
作者強調,嚴格的經驗主義聽上去好像很顯著,但即便是許多科學家,始終堅持完全不會基于觀察的形而念書的假定。其最主要的看法是,在外表前面必須有一個“清晰定義的,堅實的世界圖景”,其中的對象具有固有而不變的特點。科學早已將世界分解為原子,之后分解為基本粒子有關量子物理的書,但仍然假定存在一個具有穩定、可檢測性質的現實。
蘇格拉底辨證哲學的跟隨者、古匈牙利哲學家赫拉克利特,在兩千多前,以一個不斷變化的世界為前提,對這些固有而不變的世界的假定,提出了挑戰。假如他的觀念勝于他的繼任者柏拉圖,這么西方思想后來可能會發生很大的變化。柏拉圖覺得最終現實是一成不變的。
在唐代東方,對一成不變的最終現實也不是這么普遍。在兩千多前的禪宗思想里,關于空虛的定義說,沒有哪些是完整存在的,而只是與其它事物相關。這看上去仿佛是前衛的量子理論。所以作者在書中覺得,兩千多前的道教為理解“由關系而不是由對象所構成的現實”提供了正確的框架。
對于科學家和哲學家仍然在激烈爭辯的量子理論的含意,作者提出,可以通過將世界從根本上說,是由關系而不是物質構成,來解釋量子理論中最令人不安的矛盾。我們和周圍的一切僅存在于彼此之間的互動中。這個大膽的看法為思索現實的結構甚至意識的本質,提出了新的方向。
這本書在全球范圍內大獲成功,不僅僅是由于是由一位權威的量子熱學專家來談論量子理論,而是他的深沉的思索,所帶給人的量子理論奧秘旁邊的深厚的哲學與濃濃的人性。這本書將科學、文學和哲學融為了一體。
作者在前言手指出,量子理論給了我們一個現實,它是現象固有的關系網路,其中存在糾纏之類的東西,是西方和東方千百年來科學和哲學的產物。理解世界的旅程將我們帶到了關系之間的關系、人與人之間的思想、以及我們打算趕超的意識極限。
量子理論并非要求我們接受這樣一種愚蠢的說法:物體的屬性依據是否觀察到而改變。而是,對象的屬性仍然取決于與之交互的對象。觀察現實并非具有改變現實的特異功能,而是“兩個數學對象之間的任何互相作用都可以看作是一種觀察”。
同樣的,作者解釋了量子糾纏。當第三方,在這些情況下是觀察者,步入圖象的那一刻,不是圖象發生了變化,而是我們正在查看另一張圖象。
作者在書中提醒我們,量子理論發展過程中的許多主要參與者,都對文學與哲學形成了濃郁的興趣。年青的海森堡會在心里體驗歌德的詩詞,“薛定諤對東方思想著迷”,愛因斯坦對叔本華的哲學“充滿熱情”?!?span style="display:none">DU9物理好資源網(原物理ok網)
這本簡略但是豐富的書中有好多內容,包括列寧和他的布爾什維克母親、亞歷山大·博格達諾夫之間的糾紛的引人入勝的故事。
作者得出推論,對于量子化學的所有奇特之處,它使我們珍惜的一切不僅剩在,但是比往年任何時侯都更加重要,“傳統的日常生活并沒有被否定。”
當看上去具有固有持久特點的物體的世界被潰散,被過程和互相作用所代替時,我們將被留在一個不被科學所蒙蔽、而是顯得愈發神奇的世界中。作者強調:“正是因為它的無常,由于沒有絕對的存在,如今才是有意義的,并且是寶貴的?!?span style="display:none">DU9物理好資源網(原物理ok網)
不可證實有關量子物理的書,這本其實是科普的書籍,簡約但是深沉,所以有時讀上去并不是想像這么容易。作者表示,“我希望我不會喪失我的讀者,”物理學家理費曼說“沒有人理解量子熱學”,大約就是這個意思。
打量了自然界最高深懸案的量子熱學幾乎總是令人眼花繚亂,常常使人倍感疑惑的。作者在書中警告說,“如果我所描述的內容其實很清楚,這么這說明我還描述得不夠清楚?!?span style="display:none">DU9物理好資源網(原物理ok網)
參考:.《》.21