从奥本海默看物理学家与时代的共塑——暨《量子简史》新书分享会举行
2023-09-18
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9月15日晚上7点,在位于北京中关村的樊登书店内,围绕着新星出版社旗下幻象文库新书《量子简史》,一场有关于物理学的极致碰撞与讨论即将展开。本场活动由新星出版社主办,北京广播电视台主持人李雷主持,特别邀请到了清华大学科技史系教授刘兵、中国科学院自然科学史研究所研究员方在庆以及《量子简史》译者刘晨出席活动。


《量子简史》由麻省理工学院的科学史和物理学教授大卫·凯泽创作,通过介绍物理学家仍在不断探索中的各种标志性事件,让读者从根本上理解空间、时间和物质。全书一共四个章节,分为量子、计算、物质、宇宙几个部分,每个部分内的文章相对独立,但各篇放在一起又能产生更多的体验。读者可以转换成物理学家的视角,开启不断探索空间、时间和物质的旅程,随着作者的笔触进入那个饱受社会和政治带来的各种不确定命运的时代。

从《奥本海默》到《量子简史》的时代纠缠

现场以《奥本海默》电影为切入点谈到了影片与《量子简史》这本书的联系。在《奥本海默》这部电影中,造核弹与爆炸的瞬间都不是最突出的主题,那些被涉及的物理学家与历史事件才是。从海森堡、爱因斯坦再到费曼,三线叙事下阴谋紧紧相逼,一个时代下的政治、物理、科学与人性在这部电影中交错在一起。


面对“为什么最终是奥本海默被选中作为曼哈顿计划的负责人?如果是其他人会有什么不同吗?”这个问题,方在庆结合《量子简史》一书给出了答案:“最开始奥本海默并不是最佳人选。但当时需要一个人又懂理论又要懂技术,还要懂工程,而奥本海默恰恰集中了这些才能,这是其他诺贝尔奖获得者并不具备的。”刘兵也进行了补充,他认为尽管最终是奥本海默被选中成为负责人,但并不代表其他人就不重要,通过电影和这本书的各种细节可以知道,当时科学的成功,是那个时代许多人一起努力的结果。

最后刘晨对这个问题做了总结性回答:“奥本海默与当时的时代是共同塑造的关系。他改变了时代,也被时代所塑造。”

换一个角度理解世界

在各种量子的奇怪理论中,最经典的一个例子就是薛定谔的猫。因为根据量子理论,在任何人打开盒子检查猫之前,猫既没有活着,也没有死,而是处在一个奇怪的、典型的生与死的叠加态。尽管我们在日常生活中常常面对“非此即彼”的抉择,但大自然在量子理论的描述中其实可以是“既此亦彼”的。因为在量子的世界里存在着各种不确定性。

在讨论到此处时,李雷抛出了“如何理解量子力学的不确定性”这样一个专业问题。刘兵的回答是:“这个问题需要从两个层面来说:一个是它和宏观的物理学定义追求的确定性就是有差异的,比如拿台球举例,牛顿力学可以算出台球打到的具体位置,但量子力学只能算出它出现在一个地方的概率。还有一种不确定性就是量子力学本身的规定,比如海森堡的测不准原理,我们不可能在微观小到一定程度后同时确定一个粒子的位置和动量,其中必然一个越清楚一个越模糊。因此量子力学本身的理论就给出了一种人们认知世界的不确定性。”随后刘兵又将概念延伸到了科学认知上,他表示我们往往会受到一个观念影响认为科学就是确定的,但就算是经典力学,确定性也只是一种理想状态。所以保持对科学的不确定性对大众来说也是很重要的。


刘兵

“那么我们又该如何理解量子力学,它和我们的日常生活有什么联结吗?”面对李雷的另一个问题,刘兵则表示普通人不需要太纠结于那些复杂的理论和计算,以科普为主,知道基本的概念就可以。他说:“这个世界到了微观世界是与宏观非常不一样的,对我们来说会发生很多不可思议的事情。”现场他就以崂山道士的故事为例,提到崂山道士能够安然无恙穿过墙壁而墙面不被破坏,这在微观世界是可能实现的,也就是所谓的“隧道效应”。因此简单了解量子相关的科普内容,打开我们的眼界,不仅仅是局限于日常的习惯与感知,这就是量子面对公众的意义之一。

用图书启发兴趣,用专业的态度对待科学

“如果让我来定位这本书,他更像是侧史。”对于《量子简史》这本书的定位,现场的几位嘉宾各抒己见。刘晨用“侧史”两个字来定义。他说:“一般来写物理学史或者科技学史,比如《上帝掷骰子吗》《量子史话》,都属于正式史,因为它是按照时间顺序或者整个科技发展顺序去写的,这个是正规的写法。而这本书更像是从侧面去看的。”

刘兵则认为书名中的“简史”两个字对于这本书来说可谓“有得有失”。他表示一方面因为现在的简史热,带了这两个字更容易被大众注意,提供被阅读的可能性;但另一方面来说,这个名字也容易给读者一些误导,会以为这是一本完整讲述量子历史发展的书。实际上这本书的定位更像是有关量子的随笔文章和书评。这是一本为大众提供的用来启发兴趣的读物,但如果想要完全了解量子力学肯定是远远不够的。

方在庆

方在庆也特别提醒广大读者,尽管这本书人人都可以阅读和了解,但并不代表读完就能彻底弄明白所有理论,更不要试图套用书中内容去验证科学中的每一件事情,更深层次的理解还是要去看专业的书籍。

与通常理解的科普书籍不同,《量子简史》充满了伴随科学发现而产生的戏剧性的历史桥段,你甚至可以从中了解到东方神秘主义对现代物理学的影响。如果要选一种方式开启对量子的兴趣,不如从一本有趣的书籍开始,慢慢去了解。

如《量子简史》书中所说:“如果我们必须质疑我们感官感知的有效性,如果我们必须放弃对‘现实’的直观理解,如果我们必须接受对物质世界新的描述方式,那么让我们至少用本书中迷人的人类故事来理解。”


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