这是一次关于量子物理学核心观点的极简分享。
光究竟是粒子，还是波？
薛定谔的猫，怎么能既死又活？
相隔亿万光年的两个电子，为何可以“心有灵犀”？
世界只有在我们睁眼观察时才存在吗？
爱因斯坦，薛定谔，玻尔，泡利，德布罗意……名震寰宇的大师们争论不休，试图用他们天才的头脑解决量子物理问题，却陷入了一个谜团。
这本书提供的正是关于所有这些问题的解释，尽管这些解释无法彻底消除量子物理至今存在的神秘感，但是正如作者所言，每一种解释，都是一种不可或缺的慰藉。
在探索科学的过程中，我们即使终究不能获得完美解答，但是人类智慧的碰撞，却能带给我们莫大的启迪。
编辑推荐
◆市场上有没有一本聚焦量子物理基本问题的书？如果你不是专业研究人员，这样的书真不好找！不是说的太浅，就是说的太深，这是普通人面对量子物理的首要问题。好了！这本书就是来解决这个问题的。
◆约翰·格里宾是一位知名的物理科普大师，也是一位多产的畅销书作家。可想而知，本书内容会让读者信服。他的量子物理科普著作已经被翻译成多种文字，誉满全球。
◆不懂量子物理的大人，正在落伍；不懂量子物理的孩子，无法拥抱未来！眼前放着一本专业而又一看就懂的量子物理书，那就赶快打开这本书吧！
作者简介
约翰·格里宾
英国科学读物专业作家，萨塞克斯大学天文学访问学者。他毕业于剑桥大学，获天体物理学博士学位,现在是苏塞克斯大学的客座天文学研究员。曾先后在《自然》志和《新科学家》周刊任职。他经常为《泰晤士报》《卫报》和《独立报》撰写科学文章。他的著作超过50部，包括《寻找薛定谔的猫：量子物理的奇异世界》《双螺旋探秘：量子物理学与生命》《寻找多重宇宙：平行宇宙的疯狂世界》《科学史话：改变世界的100个实验》等书。
内页插图
精彩书评
一本关于所有量子问题的易懂入门书……严谨而健谈。
——《星期日泰晤士报》
“量子物理学很奇怪。”这是约翰·格里宾在了不起的新书里的第一句话。这本袖珍书彻底分析了量子力学的六个重要的解释。
——《Engineering & Technology》
格里宾的科普著作激励了几代人。本书是他的新作品，是对量子物理学的经典解释的简洁而令人愉快的总结。在他第一次出版经典之作《寻找薛定谔的猫》35年后，我们几乎一只在等他的新书。如果你从来没有对经典的科学理论的含义感到困惑，或者即使你有困惑却很想知道新的研究进展是什么，这本书将比波函数坍缩更快带给你这样的新进展。
——吉姆·艾尔-哈利利
格里宾给了我们一场精确和清晰的盛宴，在这样一个紧凑的空间里有着惊人的信息量。这是一本科普书，我很喜欢……格里宾设法以一种平易近人的方式将有时非常复杂的想法封装起来。这很可能是这位英国科普大师所写的他的代表作，浓缩了他多年来对量子物理学的本质思考。
——布莱恩·克莱格
目录
前 言 这是怎么回事，阿尔菲？
人们需要量子的慰藉
故事一 核心神秘
故事二 交织在一起的网
慰藉一 不算非常出色的哥本哈根解释
慰藉二 不见得非常不可能的导航波解释
慰藉三 包袱过重的多世界解释
慰藉四 不相干的退相干解释
慰藉五 系综无法解释
慰藉六 无视时间的相互作用解释
结 论 完全没有理智条款
精彩书摘
量子世界的古怪是包裹在一个科学实验中的，它的正式名称为“双缝实验”。理查德·费曼因为自己对量子物理学的贡献而荣膺诺贝尔奖，他更愿意称这个实验为“双孔实验”，而且认为这是“一个用任何经典方式都绝对、绝对无法解释的现象，其中包含着量子力学的核心。实际上，其中包括了全部量子力学基本怪异的……唯一谜团。”中学物理学中用这个实验来“证明”波的一种形式。对于任何只记得这种解释的人来说，费曼的话可能非常令人吃惊。
在中学物理课上，这个实验是在一个暗室中进行的，光照射在一个用硬纸板或者白纸做成的简单的屏上，屏上有两个孔，有时候是两条狭长的平行缝。这个屏的对面是第二个屏，上面完全没有孔。来自第一面屏上的两个孔的光射到第二面屏上，在上面形成了明暗花样。我们称光从这两个孔穿过的分散方式为衍射，称这种花样为干涉花样，因为它是分别来自两个孔的两束光造成的结果，它们分散开来，互相干涉。如果我们把光视为波，这样的花样完全符合我们的预期。在有些地方，光波相互加强，在第二面屏上形成亮斑 ；而在其他地方，一列光波的波峰与另一列光波的波谷重合，它们相互抵消，留下了暗斑。如果在平静的池塘中同时投入两块卵石，我们可以看到它们造成的涟漪相互干涉，形成完全相同的干涉花样。这种干涉与众不同的特点之一，是第二面屏上最亮的光斑并不正对第一面屏上的任何一个孔，而是刚好在正对它们的两点之间。如果光是粒子束，则最亮的光斑所在的位置应该是完全黑暗的。也就是说，如果光是粒子束，则我们可以在每个孔后面看到一个亮斑，而在它们之间的地区是完全黑暗的。
前言/序言
这是怎么回事，阿尔菲？人们需要量子的慰藉
量子物理很奇特。至少我们觉得它很奇特，因为原子层次和亚原子层次的粒子世界的运行方式（如理查德·费曼所言，光与无知的行为）是由量子世界的规则决定的，而这些规则我们不熟悉，不是我们称之为“常识”的那些东西。
量子世界的规则似乎在告诉我们，一只猫可以同时是活着的或者死去的，而一个粒子可以同时在两个地方存在。的确，那个粒子同时也是一列波，而且量子世界里的每一种事物都既可以完全以波的术语（terms）解释，也可以完全以粒子的术语解释，全依喜好而定。埃尔温·薛定谔发现了描述波的量子世界的方程，维尔纳·海森堡发现了描述粒子的量子世界的方程，而保罗·狄拉克（Paul Dirac）则证明，对于描述量子世界而言，这两个版本（versions）完全等同。在20世纪20年代末，所有这些都是清楚的。然而让许多物理学家——更不用说普通人——感到万分压抑的是，无论当时还是后来，任何人都无法对量子世界的真实情况给出一个符合常识的解释。对于这种状况的一种反应是不理会这个麻烦，寄希望于它有一天会突然消失。如果你想要做点工作，比如设计一台激光器，解释DNA的结构或者建造一台量子计算机，这些方程（不管你愿意选哪一个）能够派上大用场。实际上，人们告诉一代又一代大学生 ：“闭上嘴，算你的就是。”不要问这些方程有什么意义，得出结果就行了。这就相当于让你把手指塞进耳朵，口中念念有词地说 ：“啦啦啦，我听不见你。”更愿意思索的物理学家用其他方法寻求慰藉。他们变着法儿地拿出了各种补救方法，多少有些拼着命地试图“说明”量子世界中发生的现象。
这些补救方法就是有关量子的慰藉，人们称它们为“解释”。在方程的层次上，这些解释中没有任何一种比别的解释更好，尽管那些解释者和他们的门徒都会告诉你，他们自己偏爱的解释才是不二法门，相信其他解释等于追随异端邪说。而另一方面，从数学来讲，也没有一种解释比任何别的解释差。很有可能，这说明我们漏掉了什么东西。或许有一天，我们会发现一种对于世界的辉煌的解释，它能做出与今天的量子理论同样的预测，而且非常合理。好吧，至少我们可以这样希望。与此同时，我认为，值得以一个不可知论者的方式，对量子物理学的一些主要解释加以综述。与一般常识相比，这些解释都很疯狂，而且其中的一些比其他的更疯狂。但在这个世界上，疯狂不一定错误，更疯狂不一定错得更厉害。我选择了六个例子，主要是为了说明我引用《爱丽丝梦游仙境》中的话合乎道理。我对它们的相对价值有自己的看法，但不想在这里透露，打算留给读者自己选择。或者，你当然也可以把手指塞进耳朵，嘴里说“啦啦啦，我听不见你说啥”。
但是，在给出这些解释之前，我应该先说清楚我们想要解释的是什么。科学的发展常常是走走停停的。但对于量子物理学的问题，以两个故事作为开始，并向查尔斯·路德维希·道奇森（Charles Lutwidge Dodgson）致以敬意，似乎是更为合适的。
约翰·格里宾
2018 年 6 月
