揭秘量子力學(xué)之粒子說(shuō)的量子力學(xué)（不一樣的科普6）
1000個(gè)人就有1000個(gè)哈姆雷特；1000個(gè)量子學(xué)家，就有1000種量子力學(xué)。
明白嗎？
不明白？
不明白就對了！
“我想我可以有把握地說(shuō)，沒(méi)有人懂得量子力學(xué)！” ——費曼。
這下明白了嗎？
費曼為什么會(huì )說(shuō)出這樣的話(huà)呢？
一臺時(shí)鐘我們知道具體的時(shí)間，100臺時(shí)鐘，我們就不知道以哪一臺時(shí)鐘的時(shí)間為準了。一群觀(guān)點(diǎn)針?shù)h相對的學(xué)者的理論都是量子力學(xué)，什么是量子力學(xué)呢？哪一個(gè)理論是“正確”的量子力學(xué)呢？
量子力學(xué)存在無(wú)數個(gè)派系，大致上分為兩個(gè)陣營(yíng)，即粒子說(shuō)的量子力學(xué)和波動(dòng)說(shuō)的量子力學(xué)，事實(shí)上，波動(dòng)說(shuō)和粒子說(shuō)持續了300多年的“戰爭”仍然沒(méi)有結束。上一篇文章，我們介紹了波動(dòng)說(shuō)的量子力學(xué)，這次，我們聊聊粒子說(shuō)的量子力學(xué)。當然，一切還是要從那一朵著(zhù)名的“烏云”——“紫外災變”談起。
我們知道，任何物體都具有輻射、吸收、反射電磁波的性質(zhì)。輻射的電磁波具有不同的波段，即具有一定的譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關(guān)，這就是熱輻射。為了研究不依賴(lài)于物質(zhì)具體物性的熱輻射規律，學(xué)者們定義了一種理想物體——黑體（black body），作為熱輻射研究的標準物體。這種理想的黑體可以吸收所有照射到它表面的電磁輻射，并將這些輻射轉化為熱輻射，其光譜特征僅與該黑體的溫度有關(guān)，與黑體的材質(zhì)無(wú)關(guān)。但是，經(jīng)典物理學(xué)的維恩定律在低頻區域與實(shí)驗數據不相符，在高頻區域，從經(jīng)典物理學(xué)的能量均分定理推導出的瑞利—金斯定律又與實(shí)驗數據不相符，在輻射頻率趨向無(wú)窮大時(shí)，能量也會(huì )變得無(wú)窮大，這結果被稱(chēng)作“紫外災變”。
1900年，普朗克提出黑體由以不同頻率作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振子組成的，其中電磁波的吸收和發(fā)射不是連續的，而是以一種最小的能量單位ε=hν為最基本單位而變化著(zhù)的。這樣的一份能量ε，普朗克把它稱(chēng)為能量子。其中ν是輻射電磁波的頻率，h=6.62559*10^-34Js，即普朗克常數。普朗克認為，“振子”的每一個(gè)可能的狀態(tài)以及各個(gè)可能狀態(tài)之間的能量差必定是hν的整倍數。即不能假定電磁波連續輻射，必須假定輻射（或吸收）的能量不是連續地、而是一份一份地進(jìn)行的，只能取某個(gè)最小數值的整數倍。
普朗克
普朗克
愛(ài)因斯坦認為，光是一種能量子——一種慣性粒子，他稱(chēng)之為光量子，后來(lái)簡(jiǎn)稱(chēng)為光子。按照目前的主流觀(guān)點(diǎn)，量子力學(xué)由此建立。
我們知道，光、電和亞原子都稱(chēng)為量子，而普朗克只是提出輻射——電磁波是能量子，要知道，光只是電磁波譜中一小段頻率波段而已。因此，光不能代表量子，量子還有其他成員，量子力學(xué)的建立不能從普朗克提出能量子開(kāi)始算起。我們來(lái)看看現代量子的故事。
“舊”量子理論
任何宏大的故事都是從一些不起眼的故事開(kāi)始，一些重大的發(fā)現也總是從制造出工具開(kāi)始。1858年，德國發(fā)明家的蓋斯勒利用水銀的重力制成了低壓氣體放電管——蓋斯勒管，這是奇妙旅程的開(kāi)始。
1859年，德國物理學(xué)家普呂克爾利用蓋斯勒管進(jìn)行放電實(shí)驗時(shí)發(fā)現正對著(zhù)陰極的玻璃管壁上產(chǎn)生出一小片綠色的輝光。
1876年，德國物理學(xué)家戈爾茲坦提出，這個(gè)玻璃壁上的輝光是由陰極產(chǎn)生的某種射線(xiàn)所引起的，他把這種射線(xiàn)命名為陰極射線(xiàn)。
1897年，英國物理學(xué)家J·J·湯姆遜將一塊涂有硫化鋅的小玻璃片，放在陰極射線(xiàn)所經(jīng)過(guò)的路途上，看到硫化鋅會(huì )發(fā)閃光。這說(shuō)明硫化鋅能顯示出陰極射線(xiàn)的“徑跡”。他還發(fā)現，一般情況下陰極射線(xiàn)是直線(xiàn)行進(jìn)的，但當在射線(xiàn)管的外面加上電場(chǎng)，或用一塊蹄形磁鐵跨放在射線(xiàn)管的外面，結果發(fā)現陰極射線(xiàn)因此發(fā)生了偏折。他在實(shí)驗中使用的兩個(gè)管子，射線(xiàn)從管中左邊的陰極A發(fā)出，通過(guò)陽(yáng)極B的一條縫進(jìn)入第二個(gè)管子，可以用一個(gè)磁鐵使射線(xiàn)偏轉而進(jìn)入一種“法拉第籠”。收集到的電荷是負的，根據其偏折的方向，J·J·湯姆遜判斷這些“射線(xiàn)”不是以太波，而是帶負電的物質(zhì)粒子。當時(shí)還不知道比原子更小的東西，因此J·J·湯姆遜假定這是一種被電離的原子，即帶負電的“離子”。而“電子”這一名稱(chēng)是由物理學(xué)家斯通尼在1891年提出，原意是一個(gè)電的基本單位的名稱(chēng)。電量子——電子被發(fā)現了！這標志著(zhù)科學(xué)新時(shí)代的來(lái)臨。在這之前，一般都認為原子是“不能分割的”的東西，湯姆遜的實(shí)驗證明原子是可以繼續分割的，它有著(zhù)自己的內部結構（為什么湯姆遜不算是量子力學(xué)的奠基人？）。
美國實(shí)驗物理學(xué)家羅伯特·密立根用在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中運動(dòng)的帶電油滴進(jìn)行實(shí)驗，發(fā)現所有油滴所帶的電量均是某一最小電荷的整數倍，該最小電荷值就是電子電荷。
原子是什么樣子的呢？J.J.湯姆遜想象原子呈球狀，帶正電荷。負電荷的電子則像葡萄干一樣一粒粒地鑲嵌在這個(gè)圓球上，史稱(chēng)葡萄干布丁原子模型。
J·J·湯姆遜的學(xué)生新西蘭著(zhù)名物理學(xué)家歐內斯特·盧瑟福從1909年起進(jìn)行了著(zhù)名的α粒子散射實(shí)驗，實(shí)驗的目的是想證實(shí)J·J·湯姆遜原子模型的正確性。實(shí)驗用準直的α射線(xiàn)轟擊厚度為微米級別的金箔。根據湯姆遜模型的計算，α粒子穿過(guò)金箔后偏離原來(lái)方向的角度是很小的，因為電子的質(zhì)量不到α粒子的1/7400，α粒子碰到它，就像飛行著(zhù)的子彈碰到一粒塵埃一樣，運動(dòng)方向不會(huì )發(fā)生明顯的改變。實(shí)驗結果表明，絕大多數α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數α粒子發(fā)生了較大的偏轉，并有極少數α粒子的偏轉超過(guò)90°，有的甚至幾乎達到180°而被反彈回來(lái)，這就是α粒子的散射現象。
盧瑟福對實(shí)驗的結果進(jìn)行了分析，認為只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的區域，才有可能出現α粒子的大角度散射。于是，盧瑟福于1911年提出了原子的核式結構模型，這個(gè)原子的新模型的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核（nucleus），原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子則沿著(zhù)特定的軌道在核外空間里繞著(zhù)原子核旋轉。這個(gè)行星模型中心有一個(gè)致密的核心，而電子圍繞這個(gè)中心運轉，就像圍繞太陽(yáng)的行星，這就是著(zhù)名的盧瑟福原子太陽(yáng)系模型。
1913年，丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾發(fā)現每一種元素都有特定波長(cháng)的譜線(xiàn)，這些譜線(xiàn)看似雜亂無(wú)章，其實(shí)都有規律，每一條都代表著(zhù)特定的波長(cháng)，它們之間的差別都是正整數（請注意普朗克提出的能量不是連續變化的而是以不可分的最小單位E的整數倍跳躍變化的）。玻爾認為，如果頻率（波長(cháng)）是能量的度量，原子只釋放特定波長(cháng)的輻射，原子內部只能釋放特定量的能量，那么電子就只能在特定的“勢能位置”。說(shuō)明電子只能按照特定的軌道運行，這些軌道必須符合一定的勢能條件，電子在這些軌道躍遷時(shí)，只能釋放出符合“巴爾末公式”的整倍數能量。
玻爾
玻爾
玻爾的原子理論給出這樣的原子圖像，電子在一些特定的可能軌道上繞原子核作圓周運動(dòng)，離原子核愈遠能量愈高；可能的軌道由電子的角動(dòng)量必須是 h/2π的整倍數決定；當電子在這些可能的軌道上運動(dòng)時(shí)原子不發(fā)射也不吸收能量，只有當電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)原子才發(fā)射或吸收能量，而且發(fā)射或吸收的輻射是單頻的，輻射的頻率和能量之間關(guān)系由 E=hν（普朗克輻射公式）給出。
玻爾給出了四個(gè)著(zhù)名的假定：
1. 行星模型：氫原子核外電子是處在一定的線(xiàn)性軌道上繞核運行的，正如太陽(yáng)系的行星繞太陽(yáng)運行一樣。
2. 定態(tài)假設：氫原子的核外電子在軌道上運行時(shí)具有一定的、不變的能量，不會(huì )釋放能量，這種狀態(tài)被稱(chēng)為定態(tài)。能量最低的定態(tài)叫做基態(tài)；能量高于基態(tài)的定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。
3. 量子化條件：例如，氫原子核外電子的軌道不是連續的，而是分立的，在軌道上運行的電子具有一定的角動(dòng)量（L=mvr，其中m為電子質(zhì)量，v為電子的速度，r為電子線(xiàn)性軌道的半徑）。
4. 躍遷規則：電子吸收光子就會(huì )躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)，反過(guò)來(lái)，激發(fā)態(tài)的電子會(huì )放出光子，返回基態(tài)或能量較低的激發(fā)態(tài)；光子的能量為躍遷前后兩個(gè)能量之差。
［粒子說(shuō)的原子模型的變遷
［粒子說(shuō)的原子模型的變遷
玻爾提出的角動(dòng)量量子化的量子躍遷這兩大量子概念以揭示原子行為中的特殊規則，從根本上擺脫了經(jīng)典的連續性演化圖像，奠定了物質(zhì)結構問(wèn)題中量子論的基礎。
為了緩和與經(jīng)典電磁理論的沖突，玻爾試圖將它的量子體系與麥克斯韋的電磁理論協(xié)調起來(lái)，提出對應原理，讓兩種理論對應參照，力圖向世人證明兩種體系都是正確的。對應原理的主要內容是：在原子范疇內的現象與宏觀(guān)范圍內的現象可以各自遵循本范圍內的規律，但當把微觀(guān)范圍內的規律延伸到經(jīng)典范圍時(shí)，則它所得到的數值結果應該與經(jīng)典規律所得到的相一致。當一個(gè)電子圍繞著(zhù)單一的軌道運轉時(shí)，表現出經(jīng)典力學(xué)的面孔，一旦發(fā)生軌道變化，又立即轉為粒子的圖像。正因如此，玻爾的原子理論被認為是半經(jīng)典半量子的理論，他 與愛(ài)因斯坦和索末菲的理論被劃為舊量子理論。
當時(shí)的物理界認為玻爾的理論是一堆各種互不相干的假設、原理、定理和計算方法的混合物，它的理念框架很大成分上是經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的，量子化條件僅是一種外加的補充，并需要對應原理來(lái)轉化為量子理論的語(yǔ)言，定態(tài)假說(shuō)的引入也缺乏普遍的基礎，它需要數學(xué)概念上的完整一致。而在實(shí)踐中，對簡(jiǎn)單的問(wèn)題如氫原子能級的計算、反常塞曼效應、史特恩-格拉赫效應、電子間的相互作用等也不能提供滿(mǎn)意的結果。
德國物理學(xué)家阿諾德·索末菲提出用橢圓軌道代替玻爾原子的圓軌道，把玻爾原子理論擴充到包括橢圓軌道理論和相對論精細結構理論，并考慮了電子的質(zhì)量隨其速度而變化的狹義相對論效應，并且導出光譜的精細結構，以解釋氫原子光譜和重元素 X 射線(xiàn)譜的精細結構以及正常塞曼效應。1916年，愛(ài)因斯坦從玻爾的原子理論出發(fā)用統計的方法分析了物質(zhì)的吸收和發(fā)射輻射的過(guò)程，導出了普朗克輻射定律。
玻爾的理論可以說(shuō)明原子的穩定性和氫原子光譜線(xiàn)規律。但是，無(wú)論是玻爾原子理論還是索末菲橢圓軌道，都存在著(zhù)一大缺陷，即只能夠預測最簡(jiǎn)單的原子光譜，而不能用來(lái)解釋原子其他的一些特性，如順磁性、極性、三維構造等。當然，譜線(xiàn)意味著(zhù)頻率，而頻率意味著(zhù)波動(dòng)，電子是粒子還是波？結果，結果還是不知道。
回首100年來(lái)看，玻爾的電子軌道不同于布里淵、德布羅意和薛定諤那種電子駐波圖像，即并不是經(jīng)典（波動(dòng)說(shuō)的）的波動(dòng)圖像，而是具有波動(dòng)特征的粒子圖像。玻爾的理論的確是一個(gè)半經(jīng)典、半量子的理論，事實(shí)上，玻爾的原子理論是一次將波動(dòng)說(shuō)與粒子說(shuō)統一的一種嘗試。事實(shí)證明，玻爾的理論并非一無(wú)是處，其電子軌道分層和軌道躍遷規則這兩種假設都是正確的思路。
玻爾的量子化條件是在軌道上運行的電子具有一定的角動(dòng)量，L=mvr，其中m為電子質(zhì)量，v為電子的速度，r為電子線(xiàn)性軌道的半徑。問(wèn)題是，電子質(zhì)量可以通過(guò)普朗克輻射公式E=hν求出，在同一個(gè)原子中，不同軌道高度的電子的速度都是相同的，不同的僅是電子的波長(cháng)和振動(dòng)頻率。也就是說(shuō)，不同軌道高度的電子的能量是不同的，但是電子的速度卻是相同的，證明電子的能量與速度無(wú)關(guān)，這意味著(zhù)能量即動(dòng)量這個(gè)邏輯是完全錯誤的。
玻爾假設電子具有量子化的能級和軌道，但是，電子為什么繞原子核旋轉？為什么電子的軌道不是連續的？為什么會(huì )有整數的量子化軌道呢？邏輯依據是什么？如果不知道電子被什么力量以什么機制約束在原子之中，那么慣性粒子可以在原子核的任意軌道高度運動(dòng)，沒(méi)有任何邏輯上的限制，沒(méi)有任何力量可以約束粒子（電子）必須選擇特定軌道。粒子說(shuō)的電子的特殊軌道根本沒(méi)有形成的因果機制、完全是主觀(guān)強制性的假定，這是粒子說(shuō)固有的邏輯缺陷。既然電子具有波粒二象性，那么為什么不考慮一下電子有一個(gè)內在振動(dòng)頻率呢？電子為什么會(huì )有一個(gè)振動(dòng)周期呢？普朗克的能量子一定是一顆粒子嗎？為什么不能是一份份并不連續的電磁波呢？
雖然玻爾的原子模型只是一個(gè)過(guò)客，但這個(gè)原子模型比較直觀(guān)地描述了電子的軌道。事實(shí)上，基于粒子說(shuō)的原子模型都不可能描繪出波粒二象性的具體圖像。
玻爾
玻爾
粒子說(shuō)的量子力學(xué)
輻射的本質(zhì)究竟是粒子還是一種波動(dòng)？或者說(shuō)，普朗克的能量子是一份一份的并不連續的電磁波？還是一顆顆實(shí)實(shí)在在的粒子？堅持粒子說(shuō)的物理學(xué)家們認為麥克斯韋理論的直觀(guān)圖像和機械決定論的概念與量子假說(shuō)的不連續輻射現象有著(zhù)不可調和的矛盾，他們認為只有“慷慨”徹底地拋棄直觀(guān)圖像——軌道，才能理解輻射現象。即只有放棄直觀(guān)的軌道模型，才能理解普朗克常量起重要作用的自然現象。
海森堡在大學(xué)時(shí)就對各種原子模型持懷疑態(tài)度，特別是他認為玻爾的理論建立在一些不可直接觀(guān)察或不可測量的量上，如電子運動(dòng)的速度和軌跡等。因此，他認為玻爾的原子理論不可能在實(shí)驗中得到理想的證實(shí)。海森堡認為，不能期望在實(shí)驗中找到像電子在原子中的位置，也不可能確定電子的速度和軌跡等一些根本無(wú)法觀(guān)察到的原子特征，而只能探測那些可以通過(guò)實(shí)驗來(lái)確定的數值，如固定狀態(tài)的原子的能量、原子輻射的頻率和強度等。因此，在計算某個(gè)數值時(shí)，只需要利用原則上可以觀(guān)察到的數值之間的相互比值，即只有利用數學(xué)的抽象才能理解原子的運作模式。因此，海森堡決定換一種方法，即暫時(shí)不考慮軌道和頻率問(wèn)題，而從電子在原子中的運動(dòng)出發(fā)，先建立起基本的運動(dòng)模型——矩陣。
1927年，海森堡提出，如果要測量一個(gè)量子的精確位置，需要用波長(cháng)最短的光，而波長(cháng)越短，能量越大，必然會(huì )擾動(dòng)被測量的量子的狀態(tài)（位置和動(dòng)量），并以不可預見(jiàn)的方式改變粒子的速度。例如用光照射一個(gè)粒子的方式來(lái)測量一個(gè)粒子的位置和速度，不可能將粒子的位置精確到比光的兩個(gè)波峰之間的距離更小的程度，即無(wú)法精確測量小于電磁波的最短波長(cháng)的物質(zhì)。海森堡認為，測量的本質(zhì)是粒子之碰撞，因此，在精確測量粒子的位置，就無(wú)法精確測量粒子的動(dòng)量，反之亦然。測量這動(dòng)作不可避免的攪擾了被測量粒子的運動(dòng)狀態(tài)，因此產(chǎn)生不確定性，這就是測不準原理。
海森堡的理論基礎是可以觀(guān)察的事物或可以測量到的量，他認為經(jīng)典的運動(dòng)概念并不適用于量子層級。在原子里的電子并不存在明確的運動(dòng)軌道，而是模糊不清的、無(wú)法觀(guān)察到的軌域；其對于時(shí)間的傅里葉變換只涉及從量子躍遷中觀(guān)察到的離散頻率。他認為，我們不是總能準確地確定某一時(shí)間電子在空間上的位置，也不可能在它的軌道上跟蹤它，因而玻爾假定的行星軌道是不是真的存在還不能確定。他用觀(guān)察量原子輻射出來(lái)的光的頻率、強度等來(lái)確認電子在原子中的軌道。因此，位置、速度等力學(xué)量，需要用線(xiàn)性代數中的“矩陣”這種抽象的數學(xué)體系來(lái)表示，而不應該用一般的數來(lái)表示。作為一種數學(xué)體系，矩陣是指復數在矩形中排列成的行列，每個(gè)數字在矩形中的位置由兩個(gè)指標來(lái)表示，一個(gè)相當于數學(xué)位置上的行，另一個(gè)相當于數學(xué)位置上的列的理論。
矩陣被提出后，玻恩和約爾丹也參與了對矩陣力學(xué)原理的研究。1925年，海森堡、玻恩和約爾丹共同發(fā)表了《關(guān)于運動(dòng)學(xué)和力學(xué)關(guān)系的量子論的重新解釋》的論文，創(chuàng )立了量子力學(xué)中的一種形式體系——矩陣力學(xué)。
玻爾接受了海森堡的不確定性原理，并且將測量提升到?jīng)Q定性的高度，即測量行為“創(chuàng )造”了整個(gè)世界。如果不進(jìn)行觀(guān)察，粒子就處于存在與不存在之間的疊加態(tài)。在不測量電子時(shí)，電子就是波，彌散在空中，如果測量它，例如用雙縫實(shí)驗，那么電子就表現為粒子——當不去觀(guān)測粒子到底通過(guò)了那條狹縫時(shí)，它就會(huì )同時(shí)通過(guò)了兩條狹縫并產(chǎn)生干涉條紋；當去測量粒子具體通過(guò)哪條狹縫時(shí)，粒子就選擇一條狹縫穿過(guò)而不會(huì )產(chǎn)生干涉條紋。玻爾認為，量子既是粒子，也是波，既然波動(dòng)性與粒子性不會(huì )在同一次測量中出現，那么，二者在描述微觀(guān)粒子時(shí)就是互斥的；另一方面，二者不同時(shí)出現就說(shuō)明二者不會(huì )在實(shí)驗中直接沖突。同時(shí)二者在描述微觀(guān)現象和解釋實(shí)驗時(shí)又是缺一不可的。因此波動(dòng)說(shuō)和粒子說(shuō)只能是“互補的”，或者“并協(xié)的”。這就是互補原理。
測量是哥本哈根詮釋的核心。對此，美國物理學(xué)家尼克·赫伯特有一個(gè)類(lèi)比：玻爾說(shuō)過(guò)，孤立的實(shí)物粒子并不存在，它只不過(guò)是一些讓我們只能通過(guò)讓它與系統發(fā)生相互作用（例如測量一個(gè)電子的動(dòng)量）而認識到某種東西的抽象。這正像是一道彩虹。一道彩虹并不是以一種具體的物質(zhì)而存在，它對每一個(gè)觀(guān)測者是在不同的地方出現。沒(méi)有兩個(gè)人曾經(jīng)看過(guò)一道相同的彩虹。但是彩虹確實(shí)是“真實(shí)的”。它能夠被拍攝下來(lái)。同樣，我們可以認為，除非它被觀(guān)測，或者是被拍攝下來(lái)，但它不是真實(shí)存在的。以同樣的方式，按照玻爾的說(shuō)法，量子實(shí)體例如電子是一種表面展示的現象，它在具體的時(shí)間安排中，通過(guò)與量子實(shí)體的相互作用而展現出來(lái)。［約翰·格里賓，《尋找薛定諤的貓》，海南出版社，2009年，第357頁(yè)］
美國物理學(xué)家戴維·梅爾曼認為：如果我們要測量一個(gè)電子的動(dòng)量，我們實(shí)際上要測量的是電子回答動(dòng)量這個(gè)問(wèn)題的能力，電子可能確實(shí)不具備我們在日常生活中所設想的那種動(dòng)量這一性質(zhì)，但是它可能會(huì )具有某種別的性質(zhì)，使它能夠以某種方式來(lái)回答關(guān)于動(dòng)量這個(gè)問(wèn)題。我們得到一個(gè)實(shí)驗結果——答案，并且把它解釋為動(dòng)量的測量。但它只不過(guò)是告訴我們電子回答動(dòng)量測試的能力而已，而不是它們真實(shí)的動(dòng)量。［約翰·格里賓，《尋找薛定諤的貓》，海南出版社，2009年，第357頁(yè)］
事實(shí)上，玻爾走的更遠，他甚至認為根本不存在什么電子，只有電子回答測量的能力。
電子依賴(lài)于測量，物質(zhì)本身——原子也是如此。粒子學(xué)家們認為，不僅僅是由于“原子”的概念從來(lái)只是對它實(shí)行觀(guān)察的實(shí)踐中才能碰到，所以，人們可以堅持認為：物理學(xué)家所必須關(guān)注的一致地關(guān)聯(lián)各種觀(guān)察結果。為了達到這種一致性，不必把原子視為“實(shí)際存在著(zhù)的”一種獨立的東西。換句話(huà)說(shuō)，“原子”只不過(guò)是談?wù)撘唤M關(guān)聯(lián)不同觀(guān)察的數學(xué)關(guān)系的一種方便的方法而已。［保羅·戴維斯，朱利·安布朗《原子中的幽靈》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社。2018年，第27頁(yè)］ 粒子學(xué)家們走的太遠了，已經(jīng)超出了我們的想象。按照這種邏輯，只要不觀(guān)測，月亮就處于存在與不存在之間的狀態(tài)。一旦進(jìn)行觀(guān)測，月亮馬上出現在夜空。
電子的存在依賴(lài)于測量，不存在具體的運動(dòng)軌道，那么電子是一種什么樣的存在呢？波恩提出一種薛定諤波函數的概率化解釋?zhuān)ㄑΧㄖ@堅決反對這種解釋?zhuān)?。在波恩的原子模型里，原子核外某個(gè)點(diǎn)附近的密度表示電子在該處出現的機會(huì )的大小。密度大的地方，表明電子在核外空間區域內出現的機會(huì )多；反之，則表明電子出現的機會(huì )少。由于這個(gè)模型很像在原子核外有一層疏密不等的“云”，所以，人們形象地稱(chēng)之為“電子云”重點(diǎn)是，作為一名觀(guān)察者，你不觀(guān)察一個(gè)原子內的電子時(shí)，它們就如一團“霧”一樣沒(méi)有具體的位置，只有你去觀(guān)測時(shí)電子才是客觀(guān)的存在。
海森堡的矩陣力學(xué)和不確定性原理，玻爾的互補原理、測量決定論和波恩的波函數概率化的解釋構成了哥本哈根學(xué)派的核心——哥本哈根詮釋?，F代意義上的量子力學(xué)正式建立，之前處于爭議狀態(tài)的量子理論被稱(chēng)之早期量子理論。
海森堡、泡利
海森堡、泡利
困惑
還有一個(gè)問(wèn)題，海森堡的矩陣力學(xué)方程才是粒子說(shuō)的數學(xué)基礎，為什么量子力學(xué)使用的卻是波動(dòng)說(shuō)的波動(dòng)力學(xué)方程呢？海森堡的矩陣力學(xué)方程和薛定諤的波動(dòng)力學(xué)方程是什么關(guān)系？誰(shuí)才是量子力學(xué)的“靈魂”？
我們知道，海森堡的矩陣力學(xué)是一種代數方法，它從所觀(guān)測到的光譜線(xiàn)的分立性入手，強調不連續性。海森堡本意想是尋找玻爾的量子化軌道的內在原理，當他嘗試以粒子說(shuō)的邏輯思路解決的努力失敗之后，海森堡轉向找出這個(gè)量子化軌道的能級差規律，這是拿出矩陣這個(gè)工具的本意。
事實(shí)上，海森堡的矩陣不是一個(gè)新發(fā)明，它就是線(xiàn)性代數里的矩陣，這種工具早在1858年就已經(jīng)由英國數學(xué)家阿瑟·凱萊發(fā)明。不過(guò)當時(shí)不叫矩陣而是稱(chēng)為“行列式”，目的是想以簡(jiǎn)捷地求解某些微分方程組。微分方程差不多是和微積分同時(shí)產(chǎn)生的，蘇格蘭數學(xué)家約翰·耐普爾創(chuàng )立對數的時(shí)候，就討論過(guò)微分方程的近似解。牛頓在建立微積分的同時(shí)，也對簡(jiǎn)單的微分方程用級數來(lái)求解。后來(lái)瑞士數學(xué)家貝努利、歐拉、法國數學(xué)家克雷洛、達朗貝爾、拉格朗日等人又不斷地研究和豐富了微分方程的理論。微分方程的理論逐步完善的時(shí)候，利用它就可以精確地表述事物變化所遵循的基本規律，只要列出相應的微分方程，有了解方程的方法，微分方程也就成了最有生命力的數學(xué)分支。如果一個(gè)微分方程中出現的未知函數只含一個(gè)自變量，這個(gè)方程叫做常微分方程，簡(jiǎn)稱(chēng)微分方程；如果一個(gè)微分方程中出現多元函數的偏導數，或者說(shuō)如果未知函數和幾個(gè)變量有關(guān)，而且方程中出現未知函數對應幾個(gè)變量的導數，那么這種微分方程就是偏微分方程。
麥克斯韋
19世紀中葉，麥克斯韋在奧斯特、安培和法拉第的理論基礎上統一了光、電、磁，構建了建立的一組描述電場(chǎng)、磁場(chǎng)與電荷密度、電流密度之間關(guān)系的偏微分方程——麥克斯韋方程組，成為經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)主要基礎。麥克斯韋方程組由四個(gè)方程組成：描述電荷如何產(chǎn)生電場(chǎng)的高斯定律、論述磁單極子不存在的高斯磁定律、描述電流和時(shí)變電場(chǎng)怎樣產(chǎn)生磁場(chǎng)的麥克斯韋-安培定律、描述時(shí)變磁場(chǎng)如何產(chǎn)生電場(chǎng)的法拉第感應定律。
1888年，德國物理學(xué)家赫茲證實(shí)了電磁波的存在。證明了麥克斯韋的觀(guān)點(diǎn)，光、電、磁都是電磁波。重要的是，赫茲發(fā)現了偏微分方程可以很好的描述電磁波，波動(dòng)力學(xué)由此建立。
弦振動(dòng)是一種機械運動(dòng)，機械運動(dòng)的基本定律是質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的 F=ma，但是弦并不是質(zhì)點(diǎn)，所以質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的定律并不適用在弦振動(dòng)的研究上。然而，如果我們把弦細細地分成若干個(gè)極小極小的小段，每一小段抽象地看作是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這樣我們就可以應用質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的基本定律了。用微分的方法分析可得到弦上一點(diǎn)的位移是這一點(diǎn)所在的位置和時(shí)間為自變量的偏微分方程。偏微分方程又很多種類(lèi)型，一般包括橢圓型偏微分方程、拋物型偏微分方程、雙曲型偏微分方程。弦振動(dòng)方程屬于數學(xué)物理方程中的波動(dòng)方程（請注意！想想弦理論），是雙曲型偏微分方程。
請坐好扶穩，重點(diǎn)來(lái)了。
1926年，薛定諤繼承了麥克斯韋和赫茲的理論，采用偏微分方程來(lái)描述波，創(chuàng )建了薛定諤方程。薛定諤認為，波與弦的振動(dòng)類(lèi)似，所以偏微分方程非常適用于描述波的軌跡，這就是波函數（請注意?。?。自然界所有的粒子，如光（量）子、電（量）子、原子或是亞原子粒子，都能用這個(gè)偏微分方程——薛定諤方程來(lái)描述。
薛定諤
薛定諤
偏微分的原理可以理解為用小段的直線(xiàn)來(lái)描述曲線(xiàn)，每一小段抽象地看作是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如同像素小方格構成復雜曲線(xiàn)的圖像一樣，只是曲線(xiàn)的近似，在長(cháng)和寬的兩個(gè)方向上這些短的直線(xiàn)越短或像素方格越小，形成的“鋸齒”越小，曲線(xiàn)看起來(lái)就更完美。小方格如同像素小方格，這些小方格數量越多圖像看起來(lái)就越清晰?？梢园丫仃嚨姆礁褚暈閹讐K像素方格的排列，也就是可以把矩陣的方格視作大像素方塊的馬賽克，例如4×4、6×6、8×8的像素，只能描述一個(gè)非常模糊的圖像。偏微分方程是描述曲線(xiàn)的近似，矩陣方程是偏微分方程的近似解，也可以說(shuō)是更粗糙、更低級的近似解，雖然矩陣方程也能近似的描述曲線(xiàn)，但它粗糙的近似描繪的曲線(xiàn)是更大的鋸齒，就像被打上馬賽克的圖像。例如，如果偏微分方程展現的是一幅1000×1000像素的蒙娜麗莎數碼相片，那么，矩陣方程的這張蒙娜麗莎數碼相片像素只有4×4、6×6、8×8…雖然兩張數碼相片都是蒙娜麗莎，但是后者人們看到的只是幾十個(gè)色塊的馬賽克。偏微分方程和矩陣方程描述的都是波的圖像，但是，偏微分方程呈現出的是一幅波的精美圖像，而矩陣方程展現的只是打上馬賽克的波的模糊圖像。雖然同是曲線(xiàn)的近似描述，可是精度相差何止十萬(wàn)八千里，所以，雖然理論上偏微分方程和矩陣方程都可以近似地描述曲線(xiàn)，但使用矩陣方程就如同有高速公路不走卻選擇在荒野里跋涉，擁有偏微分方程的精密機床卻棄之不用，卻操起了矩陣這樣的“斧子”。請注意，矩陣方程只是偏微分方程的近似解！因此，雖然馮·諾依曼“證明了”波動(dòng)力學(xué)方程和矩陣方程在數學(xué)上的等價(jià)性，但在實(shí)際操作中，沒(méi)有哪個(gè)人愿意舍棄波動(dòng)力學(xué)方程而去使用矩陣方程。
也許在粒子學(xué)家們眼里，一個(gè)個(gè)矩陣方格更接近一粒?！皩?shí)實(shí)在在”粒子的想象。但是，如何解釋這些矩陣的波長(cháng)和頻率呢？矩陣力學(xué)的邏輯讓人再次想起牛頓關(guān)于光的反射和透射的“一陣反射、一陣透射”的描述，粒子說(shuō)始終無(wú)法邏輯自洽的描述光、電和亞原子粒子的波動(dòng)現象。粒子說(shuō)的解釋總是用抽象來(lái)描述客觀(guān)現象，問(wèn)題是這種脫離客觀(guān)邏輯的思想使科學(xué)偏離了客觀(guān)的軌道。面對矩陣力學(xué)，人們的注意力總被這個(gè)算式不對稱(chēng)所吸引，3×8=24，8×3卻不等于24，這個(gè)不等式與不確定性原理結合后，人們的邏輯就漸漸進(jìn)入到深水區。事實(shí)上，因為計算方法異常困難復雜，矩陣力學(xué)方程被認為不適合解析比氫原子更復雜的原子（即使面對簡(jiǎn)單的氫原子，使用矩陣力學(xué)方程也復雜到令人生畏）。當人們?yōu)檫@個(gè)奇異的矩陣喝彩時(shí)，是否應該思考一下為什么不使用更符合粒子說(shuō)的矩陣力學(xué)方程而使用競爭對手波動(dòng)說(shuō)的波動(dòng)力學(xué)方程呢？
好了，終于到了總結的時(shí)候。
麥克斯韋、赫茲和薛定諤的偏微分方程一脈相承，都是波動(dòng)力學(xué)方程；都是使用偏微分方程的小段直線(xiàn)來(lái)描述連續的曲線(xiàn)；描述的都是量子（三人都認為光量子是電磁波而不是粒子）。如果薛定諤是量子力學(xué)的奠基人，為什么麥克斯韋和赫茲卻不是量子力學(xué)的奠基人呢？經(jīng)典光學(xué)和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)都是解析量子的理論，為什么這兩個(gè)理論就不是量子力學(xué)呢？牛頓認為光量子是粒子，為什么他不是量子力學(xué)的奠基人呢？
薛定諤原子模型
薛定諤原子模型
薛定諤原子模型
薛定諤原子模型
電子云模型
電子云模型
薛定諤的電子是連續的波，而玻爾、海森堡和波恩的電子是概率化的粒子，波和粒子是水火不容的兩種事物，波動(dòng)說(shuō)和粒子說(shuō)是水火不容的兩種思想體系。
有人會(huì )說(shuō)，量子力學(xué)的互補原理就是量子具有波粒二象性，即量子既具有粒子性，又具有波動(dòng)性。
我們知道，真相只有一個(gè)，真理只有一個(gè)，雙縫干涉實(shí)驗中即使一個(gè)光子也會(huì )產(chǎn)生干涉條紋，證明光是一種波，這是唯一正確的答案。
雙縫干涉實(shí)驗
如果認為光具有波粒二象性，那么，直接用光也具有波動(dòng)性就解決了雙縫難題。但是，量子學(xué)家們卻堅持使用粒子說(shuō)來(lái)解釋這個(gè)簡(jiǎn)單的雙縫干涉實(shí)驗。問(wèn)題是，一個(gè)粒子如何同時(shí)穿過(guò)兩條狹縫并產(chǎn)生干涉條紋呢？結果，粒子學(xué)家們提出了一大堆相互矛盾的解釋?zhuān)?/p>
哥本哈根詮釋（在20世紀60年代以前，哥本哈根解釋是量子力學(xué)最正統的解釋?zhuān)?。當不去觀(guān)測粒子到底通過(guò)了那條狹縫時(shí)，它就會(huì )同時(shí)通過(guò)了兩條狹縫并產(chǎn)生干涉條紋；當去測量粒子具體通過(guò)哪條狹縫時(shí)，粒子就選擇一條狹縫穿過(guò)而不會(huì )產(chǎn)生干涉條紋。測量是哥本哈根詮釋的核心，測量行為“創(chuàng )造”了整個(gè)世界。例如，只要不觀(guān)測，月亮就處于存在與不存在的狀態(tài)。有趣的是，人擇原理必然推導出神擇原理，因為宇宙需要一個(gè)無(wú)處不在的有智能的觀(guān)測者以讓宇宙的每個(gè)角落同時(shí)保持存在。
延遲實(shí)驗解釋。人擇原理的增強版。所謂的“延遲”指的是粒子通過(guò)雙縫后再來(lái)選擇粒子究竟是通過(guò)了一條縫或是同時(shí)通過(guò)了兩條縫，即用結果決定原因。
路徑求和解釋。為了擺脫觀(guān)測者，費曼的解釋是粒子從A地運動(dòng)到B地，它并不具有經(jīng)典理論中所描述的那樣有一個(gè)確定的軌道，而是一種所有可能運動(dòng)路徑軌跡的疊加。
多世界解釋（即大名鼎鼎的平行宇宙理論）。為了擺脫觀(guān)測者，埃弗雷特的解決辦法是，粒子穿過(guò)雙縫的一瞬間，宇宙就在瞬間分裂為兩個(gè)一模一樣的宇宙，在一個(gè)宇宙一個(gè)粒子從左邊縫隙穿過(guò)，另一個(gè)宇宙里一個(gè)粒子從右邊縫隙穿過(guò)來(lái)繞過(guò)雙縫難題。請注意，從雙縫分裂后的平行宇宙永遠分離并且不再相關(guān)聯(lián)，另一個(gè)粒子如何回到同一個(gè)宇宙并產(chǎn)生干涉條紋呢？
多維度解釋。讓兩個(gè)粒子分別穿越不同的空間維度來(lái)替代平行宇宙理論分裂后無(wú)法再合并的兩個(gè)宇宙。即讓一個(gè)粒子變成“鬼”粒子穿過(guò)抽象的n維空間來(lái)繞過(guò)雙縫難題。
多歷史解釋。為了擺脫觀(guān)測者和無(wú)窮多的“垃圾宇宙”，又提出一個(gè)粒子穿越兩條狹縫存在無(wú)窮多的歷史軌跡，只有一個(gè)粒子軌跡的歷史被保留下來(lái)被我們看見(jiàn)，其他的歷史軌跡被中和了。
請注意，所有這些解釋都把光看作是慣性粒子——光子，并沒(méi)有使用雙縫干涉實(shí)驗唯一正確的答案——光是波，即波動(dòng)說(shuō)的解釋。事實(shí)上，量子力學(xué)的量子只有粒子性而沒(méi)有波動(dòng)性，這些基于粒子說(shuō)的解釋都糾結于一個(gè)粒子怎樣同時(shí)穿越兩條狹縫。問(wèn)題是，兩條狹縫的解釋都不能自洽，那么，更多狹縫時(shí)怎么辦呢？例如偏光眼鏡有數十萬(wàn)條狹縫，如何解釋一粒光子同時(shí)穿越了十萬(wàn)條狹縫同時(shí)到達了我們的眼睛呢？最重要的問(wèn)題是，“丑媳婦總是要見(jiàn)公婆的”，無(wú)論怎樣讓量子“掩耳盜鈴”地繞過(guò)雙縫選擇難題，但是，所有解釋雙縫干涉實(shí)驗的理論都必須自洽的解釋量子穿過(guò)兩條狹縫后怎樣相互干涉并產(chǎn)生干涉條紋這個(gè)終極問(wèn)題，要知道一個(gè)光子也會(huì )產(chǎn)生干涉條紋！可惜，沒(méi)有一個(gè)粒子說(shuō)的解釋或理論能夠自洽的解釋這個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。
《尋找薛定諤的貓》的作者約翰·格里賓總結道：許多量子學(xué)家設計一些實(shí)驗并不是為了解釋疑惑，而是想告訴眾人量子力學(xué)的本質(zhì)就是奇異性的。他們認為量子理論最顯著(zhù)的特征之一就是存在著(zhù)許多關(guān)于這種存在“究竟意味著(zhù)什么的”的不同解釋。就其哲學(xué)基礎而言，這些解釋之間大多是相互矛盾的。量子理論看起來(lái)對許多相互之間相互排斥的解釋都是允許的。就像在實(shí)驗中光子同時(shí)通過(guò)雙孔（雙縫）一樣，在某種意義上，所有的解釋都是正確的，有一些物理學(xué)家并不試圖說(shuō)明哪一些解釋是正確的，而是建議我們從各種不同的解釋中多少了解了解一下量子世界，將所有的觀(guān)點(diǎn)都考慮進(jìn)去，將其看成各種可能的疊加。事實(shí)上你可能會(huì )發(fā)現有少數物理學(xué)家（這些人根本就不愿意去思考這些事情）頑固地堅持一種觀(guān)念，那就是他們所喜歡的那種解釋才是正確的，而其他的解釋“顯然”都是錯誤的?！保邸秾ふ已Χㄖ@的貓》354頁(yè)]
這些無(wú)法解決的問(wèn)題并沒(méi)有動(dòng)搖量子學(xué)家們對粒子說(shuō)的堅定信念，他們堅信萬(wàn)物都是由不同的粒子構成（和普朗克認為的萬(wàn)物皆是波正相反），甚至認為宇宙的基本作用力（引力、電磁力、強核力和弱核力）也都是由稱(chēng)為傳播子的粒子——玻色子構成，以此構建了一個(gè)包羅萬(wàn)象的粒子標準模型。但是，這個(gè)粒子說(shuō)的量子力學(xué)連最基本的電磁波（無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、微波等）都無(wú)法解釋?zhuān)贿^(guò)這并不影響人們認為這是一個(gè)正確的理論。
量子是什么？是振動(dòng)的波？還是實(shí)實(shí)在在的慣性粒子？很遺憾，我們還沒(méi)有找到正確的答案。目前，沒(méi)有任何理論能夠自洽的解釋宇宙的運作原理，這意味著(zhù)目前所有的理論都不完備。也就是說(shuō)，目前所有的理論都不正確。如果我們堅持認為某些理論是完全正確的理論，那么，科學(xué)的發(fā)展就會(huì )陷入停滯。
目前，量子世界各種理論層出不窮，混亂不堪。我們知道，經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)和波動(dòng)說(shuō)的量子力學(xué)都是決定論的理論，而粒子說(shuō)的量子力學(xué)是非決定論的理論。麻煩的是，同樣持粒子說(shuō)觀(guān)點(diǎn)的愛(ài)因斯坦又支持決定論，而反對量子力學(xué)的不確定性原理，這是一場(chǎng)三方混戰。
還有一個(gè)奇怪的現象，父親J·.J·湯姆遜因為發(fā)現電子的粒子性而獲得若貝爾獎，兒子G·P·湯姆遜又因為證明電子具有衍射這種典型的波動(dòng)特性而獲若貝爾獎，父子倆竟然因為發(fā)現同一種物質(zhì)具有截然相反的特性而獲獎，這是人類(lèi)處于迷茫狀態(tài)的一個(gè)典型例子。事實(shí)上，波動(dòng)說(shuō)和粒子說(shuō)的許多領(lǐng)軍人物都獲得了諾貝爾物理獎。我們可以開(kāi)玩笑地說(shuō)，奇數年給波動(dòng)說(shuō)學(xué)者頒獎，偶數年給粒子說(shuō)學(xué)者頒獎。這當然是一種玩笑，因為光、電和亞原子粒子的確具有波粒二象性，但是，波粒二象性不是最終的答案，找出量子為什么具有波粒二象性才是科學(xué)的目的。遺憾的是，并沒(méi)有幾個(gè)人去追究光、電和亞原子粒子為什么具有波粒二象性。也許，當我們了解到量子為什么具有波粒二象性時(shí)，就能夠解開(kāi)宇宙運作的奧秘。
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反思
在經(jīng)典物理學(xué)時(shí)代，物理學(xué)是從自然現象中發(fā)現規律，總結出因果邏輯關(guān)系，構建理論，這些理論構成我們的科學(xué)常識。
而相對論、量子力學(xué)和弦理論卻不約而同的提出：理論決定我們能發(fā)現什么。
問(wèn)題是，理論又從哪里來(lái)？
現在，人們先提出假說(shuō)，構建（數學(xué)）理論模型，然后再尋找證據證明。然后，在這個(gè)理論的基礎上構建更多的理論。發(fā)現與客觀(guān)事實(shí)不符，再推出新的假設來(lái)彌補邏輯漏洞。最后，人們往往忘記了最初為了解決什么問(wèn)題。
基于客觀(guān)自然構建理論和脫離客觀(guān)自然構建理論是兩種截然不同的科學(xué)范式，這是科學(xué)研究思維方式的巨大差異。殘酷是現實(shí)是，脫離客觀(guān)事實(shí)的物理理論都存在無(wú)法消除的奇異性，問(wèn)題是，我們身處的客觀(guān)世界并非是奇異性的。因此，我們必須回答一個(gè)問(wèn)題，物理理論是為解釋客觀(guān)世界呢？還是為了證明一個(gè)理論的正確而創(chuàng )造一個(gè)適用這個(gè)理論的世界呢？
如果科學(xué)范式錯了，同樣的證據往往能得出完全相反的結論；如果范式錯了，信息、數據、史料越多，距離真知反而越來(lái)越遠。
理論從哪里來(lái)？也許，當物理理論回歸客觀(guān)常識時(shí)，理論物理學(xué)才能繼續進(jìn)步。
黑格爾認為：哲學(xué)總是在自我批判和自我否定中發(fā)展的，全部哲學(xué)史是一個(gè)廝殺的戰場(chǎng)，堆滿(mǎn)了死人的骨骼。整部人類(lèi)哲學(xué)史充滿(mǎn)著(zhù)哲學(xué)家們互相批判、互相推翻、互相取代的斗爭?？茖W(xué)發(fā)展史同樣如此，人們對自然的認識并非一成不變，從古希臘諸子百家到哥白尼、伽利略、笛卡爾、牛頓、胡克、惠更斯、麥克斯韋、普朗克、愛(ài)因斯坦、薛定諤、玻爾、費曼等等，探索者們的觀(guān)點(diǎn)雖有繼承和發(fā)展，但也有批判和否定，科學(xué)同樣是在自我批判和自我否定中發(fā)展。我們總是用更精確的答案替代舊的答案。什么是真理呢？我們不要急于下結論，萬(wàn)一你的答案是錯誤的呢？科普不是告訴人們一個(gè)明確的答案，科普的意義在于喚起人們的思考，培養邏輯思維能力。只有直面問(wèn)題，才有可能去解決問(wèn)題！只有經(jīng)過(guò)懷疑和批判考驗的理論才能稱(chēng)之為科學(xué)理（反之只是一個(gè)假說(shuō)）！只有經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗的的理論才是真理！
尤瓦爾·赫拉利指出：“尊重知識、聽(tīng)取學(xué)者意見(jiàn)很好，但發(fā)展到崇拜任何人的程度都很危險，包括崇拜學(xué)者。一個(gè)人一旦被推崇為先知或權威，他（她）自己都可能信以為真，進(jìn)而變得驕傲自大，甚至陷入瘋狂。對追隨者而言，一旦他們信奉某人為權威，便會(huì )自我設限，停止努力，只期待著(zhù)偶像來(lái)告訴他們全部問(wèn)題的答案和解決方法。即使答案是錯誤的、方法是糟糕的，他們也會(huì )通盤(pán)接受?！?/p>
先賢們幾千年積攢下來(lái)的思想成果滋養了我們的智慧，他們點(diǎn)亮了一個(gè)又一個(gè)燈塔，指引著(zhù)人類(lèi)的發(fā)展方向。沒(méi)有人的觀(guān)點(diǎn)全部正確，也沒(méi)有人的觀(guān)點(diǎn)一無(wú)是處。有些觀(guān)點(diǎn)后來(lái)被事實(shí)證明是一個(gè)個(gè)錯誤，那也是他們在錯誤的地方樹(shù)立起了一個(gè)個(gè)指引正確航道的航標燈。
我們面對（科學(xué)先賢們）不朽的理性群碑，也就是面對永恒的科學(xué)靈魂。在這些靈魂面前，我們不是要頂禮膜拜，而是要認真研習解讀，讀出歷史的價(jià)值，讀出時(shí)代的精神，把握科學(xué)的靈魂，我們要不斷地吸取深蘊其中的科學(xué)精神，科學(xué)思想和科學(xué)方法，并使之成為推動(dòng)我們前進(jìn)的偉大精神力量。［牛頓，《自然哲學(xué)之數學(xué)原理》，弁言第5~6頁(yè)］科學(xué)的精神是什么？那就是敢于質(zhì)疑權威的勇氣和對一切事物保持好奇的眼光。智慧從懷疑開(kāi)始，真正的科學(xué)精神是理性、懷疑、批判和實(shí)證。終極理論不會(huì )是一個(gè)全新的理論，它就藏在現有的理論之中，當我們以客觀(guān)邏輯為工具，就能在錯綜復雜的觀(guān)點(diǎn)中找出宇宙真實(shí)的脈絡(luò )。
《一只大象—體系與體系的對話(huà)》參考及引用
1.[美]約翰·格里賓（John Gribbin）：《尋找薛定諤的貓》，海南出版社，2009年2月第2版，ISBN978-7-80645-813-6
2.[奧]E·薛定諤（Erwin Schr?dinger）：《薛定諤講演錄》，北京大學(xué)出版社，2007年10月第1版。2013年10月第10次印刷
3.[美]利昂·萊德曼（Leon Lederman），迪克·泰雷西（Dick Teresi）：《上帝粒子》，上?？萍冀逃霭嫔?，2003年12月第1版
4.[美]愛(ài)因斯坦（Albert．Einstein）：《狹義與廣義相對論淺說(shuō)》，北京大學(xué)出版社，2006年1月第1版
5.[[美]B·格林（Brian R Greene）：《宇宙的琴弦》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2007年4月第3版，ISBN978-7-5357-3270-5
6.[中]趙凱華、鐘錫華：《光學(xué)》（上冊），北京大學(xué)出版社，1984年1月第1版，2011年10月第20次印刷，ISBN978-7-301-3/O.025
7.[英]牛頓（Sir Isaac Newton）：《自然哲學(xué)之數學(xué)原理》，北京大學(xué)出版社，2006年1月第1版，2014年4月第15次印刷
8.[英]彼得·柯文尼（Peter Coveney），羅杰·海菲爾德（Roger Highfield）：《時(shí)間之箭》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2008年3月第2版第15次印刷
9.[美]S·溫伯格（Steven Weinberg）：《終極理論之夢(mèng)》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2007年3月第2版第3次印刷
10. [美]倫納德·薩斯坎德（Leonard Susskind）：《黑洞戰爭》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2010年11月第1版第1次印刷
11. [英]史蒂芬·霍金（Stephen William Hawking）：《時(shí)間簡(jiǎn)史》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2014年6月第1版第28次印刷
12.[美]基普·S·索恩（Kip Stephen Thorne）：《黑洞與時(shí)間彎曲》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2010年第2版第10次印刷
13.[美]卡洛林·皮特森（Carolyn Collins Petersen），約翰·布蘭特（John C.Brandt）：《從哈勃看宇宙》，海南出版社，2004年1月第1版，ISBN 7-5443-0710-7/P.3
14.[意]伽利略（（Galileo Galilei））：《兩大世界體系的對話(huà)》，北京大學(xué)出版社，2006年4月第1版，2013年2月第5次印刷
15.曹天元，《上帝擲骰子嗎？：量子物理史話(huà)》，北京聯(lián)合出版公司出版。2013年9月第一版，2014年12月第七次印刷。ISBN-978-5502-1745-4
16. ［英］保羅·戴維斯（Paul Davies），朱利·安布朗（J.R.Brown），《原子中的幽靈》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社。2018年1月第1版。ISBN978-5357-9533-5
17.［布魯斯·羅森布魯姆，弗雷德·庫特納，《量子之謎》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2016年］
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