 《三思科学》电子杂志
2002年第8期 总第14期
2002年8月1日
目 录
封面
封面故事
[柯南]台风！台风！
编者的话
[柯南]我们身边的外星人
新闻
[毛磊]病毒烹调术
[柯南]吃种子的鸟
[碧声]最早的人
[碧声]防御系统启动
[刘华杰]超自然信念与脑化学
[春上莱茵早]咕咕叫与眼冒金星
[碧声]简讯：
├ 嘤其鸣矣，求其友声
├ 冰期与厄尔尼诺
├ 在烈日和酷暑下
├ 吃相优雅的蛇
├ 巧克力的起源
├ 激光打开细胞之门
├ 更老的宇宙，更多的铁
├ 疟原虫的悠久历史
├ 把疫苗吃下去
└ 打破第二定律
求知
[九歌]陆生动物群(二)
[黄力民]音乐中的数学
[江华]抗生素：万用灵药？
[李淼]弦论通俗演义(十八)
译述
[道金斯]设计信仰制导的导弹
[卡尔·萨根]数以十亿
《自然》：通过设计的进化?
博物
[刘华杰]房上仙子：瓦松
[佳肴]鱼龙
[九歌]大山雀
[柯南]七月流火
观点
[陶世龙]还是文豪的势力大？
[赵南元]也谈科学与人文
历史
[高山]发现量子(一)、(二)、(三)
[春上莱茵早]春上莱茵
[柯南]温彻斯特硬盘
辨伪
[柯南]别闹了，月亮先生！(后编)
[方舟子]达尔文晚年忏悔了吗？
书评
[江华]我读《死亡的脸》
[高山]《量子》简介
[柯南]新书推荐：生命科学史、我
的大脑敞开了
网络
[柯南]科普网站推荐：人类的进化,
北京昆虫网、计算机历史博
物馆
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《量子》简介
 高山
献给所有对自然充满好奇的读者
量子理论是关于自然界的最基本的理论，它被认为是人类所创造的最优美、最成功的科学艺术品。它优美的数学形式令人赞叹，它精确的预言与实验惊人地符合，而它的成功应用更是遍及了现代社会的每个角落。从激光、核能到计算机、互联网，还有最新的量子计算机，无不留下量子的足迹。可以说，是量子引领人们迈入了现代社会，让人们享受到丰富多彩的现代生活。
然而，令人不可思议的是，人们至今仍未能理解量子理论的含义，并一直为此争论不休，一些科学家甚至认为这个理论根本没有意义。它的神秘更增添了它的美丽。爱因斯坦无疑是 20 世纪最伟大的科学家，但是，尽管他对量子理论的思索比相对论多得多，晚年仍坦然承认，“整整 50 年有意识的思考还没有使我更接近‘光量子是什么’这个问题的答案”。爱开玩笑的科学家费曼同样对此困惑不已，甚至断言“没有人理解量子理论”。今天的情形又是怎样的呢？大多数人根本没听说过量子，而初学者无不感到困惑不解，更多的实用科学家则只管利用它进行计算。然而，越困难、越具有挑战性的问题就越让人类的好奇心无法割舍，人类志在理解自然的本性，并最终理解自己。
那么，量子究竟是什么呢？人们又是如何发现它并为它所困扰的呢？量子理论的含义是什么呢？它又有哪些令人激动的新应用呢？最近，即将由清华大学出版社出版的《量子》一书将帮助你寻找这些问题的答案。《量子》是一本介绍量子思想的科普读物，它不仅以生动的语言叙述了人们发现量子并试图理解它的曲折历程，并且深入浅出地阐释了量子思想的精义，从而向读者完整地展示了自然的最神秘的量子本性。
《量子》由历史之旅和逻辑之旅两部分组成。历史之旅部分叙述了贯穿整个 20 世纪的惊心动魄的量子思想革命，作者生动地纪录了这一革命历程中主要量子事件的精彩瞬间，突出描述了人们为理解量子所作的各种努力，他们的困惑和领悟，他们的痛苦与欢乐。从普朗克“孤注一掷”的能量子发现到爱因斯坦“一生中最具革命性”的光量子思想，从玻尔的具有“思想领域最高音乐神韵”的原子模型到德布罗意“揭开了巨大帷幕一角”的波粒二象性思想，人们在激动、困惑和不安中度过了发现量子并试图理解它的 1/4 个世纪；从洛伦兹的新力学演讲到玻恩的量子力学命名，从海森伯的魔术乘法表到薛定谔的神秘波函数，人们终于建立了一套系统的量子理论。从此，人类迈入了辉煌的量子时代，但是，量子理论的含义是什么呢？所有的人再一次为这个新的迷题所困扰。从玻恩的几率波、海森伯的不确定关系到玻尔的互补性原理，从 EPR 论证到薛定谔猫思想实验，从玻姆的隐变量解释到艾弗雷特的多世界理论，从彭罗斯的引力坍缩猜测到 GRWP 理论，人们又踏上了理解、完善量子理论的探险旅程，这一充满离奇色彩的科学探险持续至今。通过历史之旅，读者将会亲身经历人们发现量子理论，并试图理解它的妙不可言的探险，并与探险者们一起分享科学发现的快乐，一起感受量子的神秘和它所带来的理解的困惑。
在逻辑之旅部分，作者沿清晰的逻辑道路、用浅显易懂的语言逐步揭示了量子的真实含义，为读者展现出一幅奇异而美丽的量子画卷。简单地说，量子就是物质运动的一种本性——分立性或非连续性。那么，真实的物质运动究竟是怎样的呢？它是连续的吗？从芝诺悖论到双缝实验，作者对连续运动的真实存在提出了质疑。通过对运动原因的深入分析，作者认识到，由于自由的物体可以自动地改变自己的位置，但又没有原因决定它如何改变自己的位置，因此自由物体只能随机地改变自己的位置，从而物体的运动将是本质上非连续的。实际上，玻恩的粒子观念，玻尔的非连续性思想，还有爱因斯坦所坚持的客观运动的实在性，这三者的完美结合不正是物质粒子的非连续运动吗？！由于时空在更小的尺度上是分立的，物体于分立时空中的这种非连续运动将是自然界中真实的物质运动，它被称为量子运动。在此基础上，作者用类比的方法进一步分析了量子运动的演化规律，这些分析不仅揭示了波粒二象性的物理起源，并且显示了量子力学正是描述这种非连续运动的理论，只不过它是一种不完备的描述。
为了让读者更好地理解量子，作者在逻辑之旅的后半部分用生动的语言描绘了量子的不可思议的各种表现，并进一步剖析了人们为量子所困惑的深层原因。同时，作者还通俗地介绍了量子的几个最激动人心的新应用，如量子计算机等。通过逻辑之旅，宇宙中最真实的量子运动第一次清晰地呈现在读者的面前，它是非连续的、跳跃的，完全不同于我们熟悉的宏观连续运动。要知道，这种跳跃发生在宇宙的每个角落，发生在宇宙的任何时刻，它是永恒的！最后，《量子》还叙述了作者于 20 世纪末在历史与逻辑之间探寻量子含义的曲折历程，希望以此激励更多的读者踏上妙不可言的量子探险之路。
纵观全书，《量子》呈献给读者的并不是纷杂的量子历史和枯燥的逻辑分析，它所散发的是量子思想的持久魅力。在这里，科学不再枯燥、难懂，而成为了通往人类最高思想境界，通往心灵终极快乐的桥梁。无疑，20 世纪所获得的新的科学思想，它们的发展历程和真实含义，以及所带来的深远影响是进入 21 世纪的人们最为关切的，而《量子》所讲述和阐释的量子思想必将成为推动 21 世纪科学之轮滚滚向前的原动力。它的目标是让更多的人了解量子、理解量子，应用量子，用这个时代最流行的一个词来表达就是：让量子酷起来！
人们将量子理论的建立称为人类科学和思想领域中的一场革命，因为它会让所有第一次试图接近它的人感到从未有过的心灵震撼。今天，对于每一个仍然对自然充满好奇的现代人来说，不理解量子，就无法理解我们身边的世界。如果你觉得量子难以理解甚至不可理喻，这很自然，因为你生活在经典世界中，你所看到的和经历的都是宏观物体和它们的连续运动，从一开始你所受的物理教育也是牛顿的经典理论。然而，这一切对于量子世界中的粒子和运动都已不再适用，每个人都会有一种脚下的土地突然被抽去的感觉。是的，你正步入一个完全陌生的世界，通常的感觉和经验不再能帮助你，你需要借助理性的光辉来照亮前进的道路。不必担心，跟随我们，保持开放的思维，并乐于去理解，你会逐渐认识这个新的量子世界，并真正窥见它的神秘和美丽。那么，阅读《量子》吧！
《量子》一书即将由清华大学出版社出版。作者高山（1971—），毕业于中国科学院电子学研究所，超光速通信研究专家，量子哲学研究者，中国电子学会电磁波波速专家工作组委员。长期从事量子理论基础、量子超光速通信、量子意识等问题的研究。著有《量子运动与超光速通信》，发表研究论文和科普文章多篇。给作者来信
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