不一樣的風(fēng)景
我們在一起，已經(jīng)聊了很多的書，歷史、心理、醫(yī)學(xué)、法律、商業(yè)、經(jīng)濟、教育、個人成長、人物傳記等等，曉書童頻道并沒有啥定位，完全憑我的個人興趣在這個世界瞎逛，看到啥有趣的東西就分享給你。
我們從中學(xué)的時候就分文理科，后來上大學(xué)選擇某個專業(yè)，上班了也從事某一項工作，深深的嵌入到社會分工之中，努力的磨煉某一項技能，然后再與他人協(xié)作，以此獲得完備性來解決實際問題。
這是進入科學(xué)時代之后，知識總量爆炸式增長的結(jié)果，單個人沒法掌握這么多的知識，怎么辦呢？分科治學(xué)。一座座相互獨立的象牙塔平地而起，越建越高。
但世界還是那個世界，并沒有因為人類的分科而被撕裂。我們在一直向著一個方向奔跑的時候，必然遺失其他方向上的可能性，這是沒辦法的。比方說我們一提到達芬奇，首先想到的是他的杰作《蒙娜麗莎》和《最后的晚餐》，當(dāng)然是一位非常成功的藝術(shù)家。
但其實，達芬奇不止有很高的藝術(shù)造詣，擅長繪畫和雕刻，還是一位知識非常淵博的智者，人家是數(shù)學(xué)家、生物學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家以及軍事工程師和建筑師等等。
我想達芬奇如果聽到我們這些后人給他的這么多頭銜他自己也一定很蒙，“這些孩子在搞個啥？”
因為這一切在他看來都是為了解決某些問題而需要掌握的知識技能，結(jié)果我們把他研究的東西按照分科治學(xué)的邏輯，分門別類的裝進了不同的籮筐，才說他老人家是這個家那個家的。
既然真實的世界并非按照學(xué)科分類的方式組 合起來的，那我們只站在某個領(lǐng)域去看待它，難免錯過一些美麗的風(fēng)景，實在是可惜。
所以，我才努力讓自己保持對一切的好奇，通過書本向不同領(lǐng)域的大神請教，希望獲得他們手中的世界切片，試圖借用他們的眼睛，去一睹我前所未見的美景。
上帝擲骰子嗎
這次要向同學(xué)們分享的切片，叫做物理。書名《上帝擲骰子嗎？》作者：曹天元。雖然這個字念“tou”，但我是真不曉得有哪里會把那個東西叫做骰子，讀起來別扭的要死。而且就連作者自己，它提及這本書的時候都叫它上帝擲骰子嗎？
作者曹天元是一位出生在上海的80后，中學(xué)畢業(yè)之后赴美國和香港讀書。他在大學(xué)期間就寫下了這本書，年輕有為，特別厲害。2005年之后就常年占據(jù)科普作品暢銷榜的前列，被譽為中國的《時間簡史》。豆瓣評分9.2，有多達2萬6千人參與評價。
這本書的副標(biāo)題叫做“量子物理史話”。有不少同學(xué)聽見物理相關(guān)的就頭大，感覺中學(xué)時期的噩夢要再度襲來。不用擔(dān)心，我不會和同學(xué)們講公式計算之類的，因為我自己也完全不懂。因為不是學(xué)物理的，個人能力確實有限，言辭表述做不到準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，還請同學(xué)們見諒。如果有朋友要從專業(yè)的角度來挑剔也沒用，我本身就沒有專業(yè)素養(yǎng)。
這本書是為我們介紹了整個量子物理的發(fā)展史，那些我們熟知的大科學(xué)家們悉數(shù)登場，像是普朗克、玻爾、海森堡、薛定諤、愛因斯坦等等。欣賞在這些最聰明的大腦之間所展開的智力交鋒，實在太刺激了。
“上帝不會擲骰子”這句話就出自愛因斯坦，當(dāng)年他以此抨擊量子力學(xué)。愛因斯坦與玻爾的爭論，應(yīng)該是最出名的科學(xué)論戰(zhàn)吧？
愛因斯坦認(rèn)為這個世界是遵循因果論的，就算有些現(xiàn)象我們解釋不了，也只是因為我們獲取的信息還不足夠。只要所有的變量都被我們所掌握，那么一切都是可計算可預(yù)測的，而不會是量子論認(rèn)為的那樣，如同擲骰子般完全隨機。因果論也就很符合我們絕大多數(shù)人對于這個世界的認(rèn)識。
可現(xiàn)在我們都知道，愛因斯坦他錯了，上帝真的在擲骰子，量子力學(xué)徹底顛覆了一切。
諸如此類，這本書就是為我們展現(xiàn)了量子力學(xué)發(fā)展過程中一系列的精彩故事。
一說起科學(xué)家，同學(xué)們可能會覺得他們都是不愛名利，道德高尚，為人類科學(xué)事業(yè)無私奉獻的人。其實不然，他們也都有自己的私心和算計，私生活也可能混亂不堪。從這本書中我們也能夠看到這些大科學(xué)家們?nèi)诵灾袕?fù)雜的一面。
正是因為這些科學(xué)家們的獨特，所以量子理論發(fā)展史才如此精彩，這不僅僅是科學(xué)上的碰撞，也是人性之間的對決與較量。
“世界這么大，我想去看看”，宇宙如此大，我們只看見了極為細小的那一部分。作為一個人基本的好奇心，難道你不想看見更多嗎？還記得我們小的時候，對于身邊的一切都充滿了驚異好奇，現(xiàn)在長大了，你的那顆好奇心還在嗎？
相信我，只要你有中學(xué)物理知識，就一定能夠聽懂這本書。如果說這世上只有一本書能讓最多的人搞懂什么是量子理論，那就是這本《上帝擲骰子嗎》。
量子的概念已經(jīng)誕生一個多世紀(jì)了，如今無論是我們的科技還是經(jīng)濟，從電腦到激光，從核能到生物技術(shù)，都受到量子論的深遠影響，甚至說人類整個GDP的三分之一都與量子論有著直接的關(guān)系。但即便如此，它的一些基本思想并不為普通大眾所知曉。
那就讓我們一起回到當(dāng)年，沿著量子論走過的道路展開一次探險，跟隨作者去體驗一下那些偉大科學(xué)家，曾經(jīng)歷過的困惑、激動、恐懼、狂喜與震驚，這次的旅程一定非常的精彩與奇妙。
關(guān)于光本質(zhì)的猜想
故事要從物理史上持續(xù)時間最長，程度最為激烈的論戰(zhàn)說起。這場論戰(zhàn)爭論的焦點是——光。
光我們再熟悉不過了。因為有光我們才得以看見，但是光本身看得見摸不著，沒有重量沒有氣味。
光的本質(zhì)到底是什么？這個似乎沒這么難以回答的問題，對物理學(xué)所造成的深遠影響，超過了所有人的想象。
最開始人們通過觀察發(fā)現(xiàn)光沿直線傳播，會反射會折射，直觀的認(rèn)為光就是由一粒粒非常小的光子組成的，這套說法，我們就稱之為“微粒說”。
后來當(dāng)黑暗中世紀(jì)過去之后，人們了解到聲音是一種波，當(dāng)理解了波動現(xiàn)象之后，覺得光很可能也是一種波，我們稱之為光的“波動說”。
啥才叫做波呢？同學(xué)們想象一下足球場上觀眾掀起的“人浪”，每個人只是站起坐下，就形成了看起來環(huán)繞全場的浪，這個浪就是一種波。水波也是一樣的，單個的水分子上下移動，我們就看到了擴散出去的水波。所以波就是介質(zhì)的震動，必須要有介質(zhì)波才能傳遞，比方說聲波可以在空氣，水或者是固體中前進，但是在真空里就沒法傳播了。還有剛才說的人浪，如果體育場里一個觀眾都沒有，那自然就沒有人浪了。
光作為一種波，傳播又需要介質(zhì)怎么辦呢？于是波動說就假設(shè)了一種看不見摸不著的叫做以太的介質(zhì)。
微粒說和波動說作為對光的兩種解釋，同時站上了歷史舞臺。這不就是兩個普普通通的科學(xué)假設(shè)嗎？但誰也想不到，二者展開了長達幾個世紀(jì)的爭斗，這兩朵小火花將引爆一場熊熊大火。
第一次波粒戰(zhàn)爭
本來微粒說與波動說相安無事，心平氣和的站在一起供大家檢閱?？墒窃?7世紀(jì)末到18世紀(jì)初的時候，歷史上第一次波粒戰(zhàn)爭爆發(fā)了，其導(dǎo)火索就是大名鼎鼎的艾薩克·牛頓。
1672年，29歲年輕氣盛的牛頓，因為制造了一臺杰出的望遠鏡而當(dāng)選英國皇家學(xué)會會員。
初來乍到的牛頓給學(xué)會遞交了一篇文論，內(nèi)容是關(guān)于他自己所做的色散實驗。色散實驗是他做的最有名的實驗之一了，這應(yīng)該屬于小學(xué)自然課的知識。就是讓一束白光通過三棱鏡，散射出一條顏色從紅到紫的彩色寬帶。牛頓看到白光是由七色光混合而成，他認(rèn)為光的復(fù)合與分解就是不同顏色的顆粒的混合與分開。
這篇論文就到了羅伯特·胡克的手里，胡克是誰？他比牛頓大8歲，也是非常杰出的科學(xué)家。7年前，胡克出版了《顯微術(shù)》一書，這本劃時代的著作為他贏得了世界性的學(xué)術(shù)聲譽，在書中他明確的支持光的波動說。而胡克已經(jīng)抱得大名的時候，牛頓才剛剛從劍橋大學(xué)畢業(yè)，也許還在蘋果樹下思考他的萬有引力呢。
這時，作為光學(xué)和儀器方面獨一無二的權(quán)威，胡可顯然沒有把牛頓這個毛頭小子放在眼里，對他論文中的觀點進行了激烈的抨擊。
牛頓有生以來都沒有受到這樣的批評，哪里受得了這個，勃然大怒?；苏膫€月的時間，寫了一篇長文炮轟胡克，其中言辭刻薄。就這樣，胡克大言不慚在先，牛頓惡語相譏在后，兩個人都格外的敏感且心胸狹窄，最終成為了一生的仇人。
在此之前，牛頓的觀點其實還在微粒與波動之間搖擺，他并沒有完全的否定波動說。即便是在胡克最初的批評之后，牛頓還是做出了一些妥協(xié)，給波動說提出了一些重要的改進意見。但是隨著他們倆的關(guān)系進一步惡化，牛頓開始一邊倒的支持微粒說。
這究竟是科學(xué)精神還是純粹的報復(fù)就說不清楚了，反正至少牛頓的小氣和斤斤計較的性格是出了名的。
后來，一位數(shù)學(xué)方面展現(xiàn)出過人天賦的天才科學(xué)家惠更斯接續(xù)胡克的思想，運用數(shù)學(xué)成功的證明和推導(dǎo)出了光的反射與折射定律。隨著1690年，惠更斯著作《光論》的出版，標(biāo)志著波動說在這一個階段到達了興盛的頂點。
但是啊，波動說的得勢注定要成為曇花一現(xiàn)的泡沫，就因為在他們的對面站著一個光芒四射的偉大人物——艾薩克·牛頓。
這位科學(xué)巨匠無論出于什么原因，他都已經(jīng)決定要給予波動說毫不留情的打擊。牛頓對胡可恨之入骨，胡可在1703年去世，這就為牛頓順理成章當(dāng)選皇家學(xué)會主席鋪平了道路，他今后將用鐵腕手段統(tǒng)治這里長達24年。
就在胡克死后的第二年，牛頓的皇皇巨著《光學(xué)》出版。此后整整100年，這本書都被奉為不可動搖的金科玉律。牛頓在書中詳盡闡述了光的色彩疊合與分散，從粒子的角度解釋了光的種種現(xiàn)象，并且還把微粒說與自己的力學(xué)體系結(jié)合起來，使得這個理論呈現(xiàn)出了無與倫比的力量。
這完全就是一次摧枯拉朽般的打擊，這個時候的牛頓，早就不是那個可以被人隨便質(zhì)疑的年輕人了。那可是已經(jīng)出版了《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的牛頓，已經(jīng)發(fā)明了微積分的牛頓。當(dāng)時他已經(jīng)是國會議員，造幣局局長，皇家學(xué)會主席，已經(jīng)是科學(xué)史上神話一般的人物。全世界都對他的力學(xué)體系頂禮膜拜，仿佛是得到了上帝的啟示一般，他的才華與權(quán)威根本不容置疑。
結(jié)果可以想見，第一次波粒戰(zhàn)爭就這樣以波動說的慘敗而告終，微粒說牢牢的占據(jù)著物理界的主流。而波動說呢？也并沒有完全被消滅，惠更斯等人所做的開創(chuàng)性工作，依然具有頑強的生命力，波動說默默的潛伏著，以待他日東山再起。牛頓與胡克
關(guān)于牛頓跟胡克的八卦，我們多說兩句。
這兩人也算是一對歡喜冤家。他們都在力學(xué)、光學(xué)等方面有著偉大的貢獻，兩個人相互仇視，但也有相互啟發(fā)。
除了對光本質(zhì)的爭論之外，他們的另一個爭執(zhí)是萬有引力的平方反比定律究竟是誰發(fā)明的，這也是科學(xué)史上著名的公案。
話說，胡克痛批牛頓來到皇家學(xué)會的第一篇論文，這件事情過去7年之后，兩個人還沒弄得這么僵，彼此還互通書信討論萬有引力的問題。結(jié)果在這過程中牛頓大失水準(zhǔn)，胡克還糾正了他的不少錯誤?？珊擞职雅ｎD的這些錯誤捅到了皇家學(xué)會那里，這下牛頓認(rèn)定胡克是存心讓他出丑，于是兩個人波粒的舊怨未愈，引力的新仇又起，成了終生的死敵。
兩人的通信確實給牛頓帶來了關(guān)鍵性的啟發(fā)，但是之后牛頓是打死都不承認(rèn)。后來《自然原理》一書出版，胡克要求牛頓在書中承認(rèn)他胡克對于平方反比定律的優(yōu)先權(quán)。這讓牛頓暴跳如雷。直接刪掉了書中有關(guān)胡克的引用，剩下沒法刪的，用詞也從非常尊敬的胡克先生，變成了胡克兩個字。
胡克當(dāng)然是一位偉大的科學(xué)家，他幫助波義爾發(fā)現(xiàn)了波義爾定律，用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了植物細胞，還有我們之前提到的偉大著作《顯微術(shù)》。同時人家還是杰出的建筑師與規(guī)劃師，親自主持了1666年倫敦大火之后的城市重建工作，今天倫敦許多的名勝古跡，都出自胡克之手。他還有諸多發(fā)明，像是顯微鏡、發(fā)條擺鐘在當(dāng)時無與倫比。在力學(xué)和光學(xué)方面也是僅次于牛頓的偉大科學(xué)家，可是他似乎永遠都處在牛頓的陰影里。
胡克晚年很凄慘，雙目失明，憤世嫉俗，幾乎被所有人拋棄，從1688年之后他就沒有再從皇家學(xué)會領(lǐng)過工資。他死后就連一張畫像都沒有留下，據(jù)說是牛頓利用自己的權(quán)利毀掉了胡克的遺物，作為最后的報復(fù)。
但是胡克作為一位偉大的科學(xué)家，他所做出的貢獻應(yīng)當(dāng)被世人所知曉。
我們故事的主線光的波動說與微粒說之爭，今天算是開了個頭，后面的故事更加精彩，我們下期節(jié)目再接著聊。
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