2022年8月2日星期二

7月30日在父亲家为他准备中央广播电视总台新闻中心的采访稿，父亲以最简练的笔触，最认真的态度，将自己的职业生涯做了总结，字还是写得那样小，纠成一团难以辨识，我坐在父亲的宝座上，用自己的笔记本电脑进行输入，他则坐在一边，对我不能解读的字细看并告知。经过一个多小时的努力，终于完成。

为方便他的审稿和阅读，我要打印出来，在等待打印机启动的时间里，我看到他电脑桌上的一本书：《七堂极简物理课》，作者【意】卡洛·罗韦利，文静 陶慧慧译。很薄的一本小册子，所随手翻翻，父亲是阅读过的，他认为的关键之处都铅笔勾画的曲线，而被曲线标示的内容，我觉得一点不深奥，不懂物理学的我也能看懂，简直就是在读一本哲学小册子。

这本书明显不是我为父亲采购的，问他，说是几年前请704所办公室的人代买的。再问：能否借我看看？回复，可以的。你看了以后要还给我，因为我经常要查查相关理论的。这虽然是一本物理课的书，但我能看懂，更想跟随着父亲的思维来阅读此书，所以决定将此书中父亲划线的部分都给予摘录，从而有此文。

实录此书的封页：

《时间简史》之后，从未有过如此成功的科学读物，以无法抗拒的优美，引领你了解我们所栖居世界的真相。意大利现象级畅销书，被翻译为34种语言。

第一课  最美的理论

爱因斯坦在1905年向当时最负盛名的科学期刊《物理学年鉴》投寄了三篇文章，这三篇文章中的任何一篇都足以让他获得诺贝尔奖。第一篇指出了原子的存在，第二篇则奠定了量子力学的基础，而在第三篇中他提出了第一个相对论，也就是我们今天所说的“狭义相对论”。这个理论说明了对每个人来说，时间的流逝速度可以不一样——如果一对双胞胎中的一个人以高速运动，那么两人的年龄将不再相同。

爱因斯坦很快成为著名科学家，但仍然有些事让他心绪不宁——也就是自由落体的认知产生了矛盾。于是对伟大的物理学之父牛顿那著名的“万有引力”学说提出了质疑：我们能否修正一下这个理论，让它不再与新生的相对论水火不容？他疯狂研究，反复尝试，不断犯错，陷入混沌。1915年11月，他发表了一篇论文，给出了完整的解答——这是一个全新的引力理论，他称之为“广义相对论”，这是他的杰作。

我仿佛看到了爱因斯坦想象中弯曲的时空。自从得知地球是圆的，像疯狂的陀螺一样旋转之后……爱因斯坦的理论为我们描绘了一个绚丽多彩而又令人惊奇的世界，在这个世界里有发生爆炸的宇宙，有坍塌成无底深洞的空间，有在某个行星附近放慢速度的时间，还有像大海扬波一般无边无际延展的星际空间……无论是欣赏艺术，还是领悟科学，我们最终得到的将是美的享受和看待世界的全新视角。

第二课  量子

20世纪物理学的两大支柱，一个是我第一课讲的广义相对论，另一个就是我这里要讲的量子力学，它们之间有着天壤之别。“量子理论”在实验上获得了无与伦比的成功，其应用也改变了我们的日常生活。

德国物理学家马克斯·普朗克计算了一个“热匣子”内处于平衡态的电磁场。假设电磁场的能量都分布在一个个的“量子”上，能量是一包一包或一块一块的。用这个方法计算出的结果与测量得到的数据完全吻合。

爱因斯坦指出光是由成包的光粒子构成的，称之为“光子”。

如果我们假设光的能量在空间中的分布是不连续的，我们就能更好地理解有关黑体辐射、荧光、紫外线产生的阴极射线，以及其他有关光的发射和转化的现象。点光源发射出的一束光线的能量，并不会在越来越广的空间中连续分布，而是由有限数目的“能量量子”组成，它们在空间中点状分布，作为能量发射和吸收的最小单元，能量量子不可再分。

后来爱因斯塔就是凭借这项研究获得了诺贝尔奖。如果说普朗克是量子理论之父的话，那么爱因斯坦就是让这一理论茁壮成长的养育者。

丹麦人尼尔斯·波尔引领了这一理论的发展，他了解到原子内电子的能量更光能一样，只能是特定值，而更重要的是，电子只有在特定的能量之下才能从一个原子轨道“跳跃”到另一个原子轨道上，并同时释放或吸收一个光子，这是著名的“量子跃迁”。

1925年，量子理论的方程终于出现了，取代了整个牛顿力学。你们记得元素周期表吧？为什么偏偏是这些元素被列在表上呢？为什么元素周期表的结构是这样的呢？为什么这些元素和周期会有这样的特征呢？答案就是，每一种元素都是量子力学最主要方程的一个解。整个化学学科都基于这一个方程。

率先为这个新理论列出方程的是一个非常年轻的德国天才—维尔纳·海森堡。

海森堡想象电子并非一直存在，只在有人看到它们时，或者更确切地说，只有和其他东西相互作用时它们才会存在。当它们与其他东西相撞时，就会以一个可计算的概率在某个地方出现。从一个轨道到另一个轨道的“量子跃迁”是它们现身的唯一方式：一个电子就是相互作用下的一连串跳跃。如果没有受到打扰，电子就没有固定的栖身之所，它甚至不会存在于一个所谓的“地方”。

在量子力学中，没有一样东西拥有确定的位置，除非它撞上了别的东西。为了描述电子从一种相互作用到另一种相互作用的飞跃，就要借助一个抽象的公式，它只存在于抽象的数学空间，而不是存在于真实空间。

这些从一处到另一处的飞跃大多是随机的，不可预测。只能计算它出现在这里或那里的“概率”。这个概率问题直捣物理的核心。

“想象一个充满光的盒子，我们允许一个光子瞬间逃逸。。。”爱因斯坦坚持认为确有独立于相互作用之外的客观存在。而波尔也坚称新理论确定的这种全新又深刻的存在方式是有效的。爱因斯坦承认，量子理论是人类认识世界进程中的一个巨大进步。

一个世纪过去了，我们还停在原点。量子力学的方程以及用它们得出的结果每天都被应用于物理、工程、化学、生物乃至更广阔的领域中。没有量子力学就不会出现晶体管。然而这些方程任然十分神秘，因为它们并不描述在一个物理系统内发生了什么，而只说明一个物理系统是如何影响另外一个物理系统的。是否意味着一个系统的真实存在是无法描述的呢？是否意味着我们要接受“所谓的真实只不过是相互作用造成的”？