《上帝掷骰子吗？—量子物理史话》读书分享
作者：张家卫
《上帝掷骰子吗？—量子物理史话》是2006年出版的一本书，作者是曹天元，讲述的是关于量子论的故事。我们都知道，量子论是一个极为奇妙的理论，有点天书的味道。
TWG Tea Club 读书会第126期，推荐的正是这本书。
（一）
"上帝不会掷骰子”是爱因斯坦对量子力学提出反驳时候不止一次说的一句话。
因为爱因斯坦的名望以及上帝的名望，再加上如日中天的量子力学演进，这句话变得更加著名，以至于我们常常会糊涂的问“上帝究竟会不会掷骰子？”
“上帝不会掷骰子！”最早出现在爱因斯坦1926年写给理论物理学家马克斯·波恩（Max Born）的一封信里，波恩是爱因斯坦的好朋友兼研究搭档。
爱因斯坦写道：“量子力学令人印象深刻，但是有一种内在的声音告诉我它并不是真实的。这个理论产生了许多好的结果，可它并没有使我们更接近‘老头子’的奥秘。我毫无保留地相信，‘老头子’是不掷骰子的。”
爱因斯坦嘴里的“老头子”说的就正是“上帝”他老人家。
所以，“上帝不会掷骰子”这句话是对爱因斯坦的这段话的概括，也被认为是爱因斯坦对量子力学近30年反驳行为的一个总的概括。
那么，爱因斯坦的上帝是什么呢？
爱因斯坦斯坚信的是斯宾诺莎的上帝，斯宾诺莎的上帝指的就是大自然的规律，而宇宙中的一切事物，都是严格遵循物理规律的，因果之间是自然法则的必然性。
斯宾诺莎认为：世界上只有上帝是拥有完全自由的，而人虽可以试图去除外在的束缚，却永远无法获得自由意志。如果我们能够将事情看作是必然的，那么我们就愈容易与上帝合为一体。因此，斯宾诺莎提出我们应该“在永恒的相下”看事情。
爱因斯坦坚信自然规律具有确定性，物理过程具有内在联系，客观事物真实存在，并满足物理规律的严格约束，任何表面随机的过程，都存在更根本的物理联系。
爱因斯坦的观点有什么问题吗？难道上帝不是这个样子吗？
上世纪初，即1900年代开始后，玻尔等物理学家就量子力学的发展，提出了一种量子力学诠释的观点，被称作哥本哈根诠释，该诠释的其中一个基本假设，叫做“不确定性原理”。
不确定性原理指出，一个粒子的关联量（比如位置和速度、时间和能量等等）之间，存在本质的不确定，这种不确定是原则性的，我们没有任何办法得知不确定性间的内在机制。
比如速度和位置，我们不可能同时得知两者的精确数值，它们的不确定性满足ΔxΔp≥h/4π，这就和爱因斯坦坚信的信念发生了更本性的矛盾！
于是，在爱因斯坦与玻尔的多次“争论”中，爱因斯坦说了那句著名的——上帝不会掷骰子！
爱因斯坦的本意，就是在反对量子力学哥本哈根诠释中的不确定性原理。
爱因斯坦并不是只在口头上反对，他一方面坚持着自己对统一场论的研究，另一方面着手建立于哥本哈根诠释对立的量子力学诠释，也就是现在被称作的“隐变量诠释”。
隐变量诠释的出发点和哥本哈根诠释完全不同，隐变量坚信不确定原理中，存在更深层的机制，只是我们还没有找到这个机制而已。
不过，在上世纪八十年代，科学家以贝尔实验动摇了隐变量诠释。到了2016年，科学家则以无漏洞贝尔实验，完全否定了隐变量诠释。
看起来，爱因斯坦的隐变量诠释已经输了。物理学界的新解读是：爱因斯坦的上帝，真的是会掷骰子的！
上帝究竟会不会掷骰子？阅读这本书的旅程，尽管很有趣也很诙谐，但是我并不愿意相信玻尔完全赢了，而爱因斯坦彻底输了。
（二）
作者关于“真实”的论述，我觉得极有启发意义，他说：
我们的结论是，讨论哪个是“真实”毫无意义。我们唯一能说的，是在某种观察方式确定的前提下，它呈现出什么样子。
量子世界的这种奇妙结合，就是大名鼎鼎的“波粒二象性”。
我们已经看到，我们测量的对象都是如此微小，以致我们的介入对其产生了致命的干预。我们本身的扰动使得我们的测量中充满了不确定性，从原则上都无法克服。采取不同的手段，往往会得到不同的答案，它们随着不确定性原理摇摇摆摆，你根本不能说有一个客观确定的答案在那里。
换言之，不存在一个客观的、绝对的世界。唯一存在的，就是我们能够观测到的世界。
测量是新物理学的核心，测量行为创造了整个世界。
回到我们普通人的视界，所谓测量，不就是我们的所看、所听和所想吗，即我们的目光所及。而我们又是如此的渺小如尘埃，在芸芸众生的世界里，上帝的一个喷嚏就可以将我们吹到云霄九万里之外。如同我们盯着地上熙熙攘攘无数的爬行蚂蚁，假如我们不小心的一个喷嚏，也会将他们喷的东倒西歪。
一切的一切，当我们不去观察的时候，都是处在不确定的叠加状态的，因为世间万物也都是由服从不确定性原理的原子组成。比如那只著名的薛定谔的猫，当我们没有观察的时候，那只猫的确是又死又活的。
笛卡儿的“第一原理”：不管我怀疑什么也好，有一点我是不能怀疑的，那就是“我在怀疑”本身，也就是著名的“我思故我在”！
贝克莱（George Berkeley）主教有一句名言：“存在就是被感知”。
王阳明在他的《传习录·下》中也说过一句有名的话：“你未看此花时，此花与汝同归于寂；你来看此花时，则此花颜色一时明白起来……”如果王阳明懂得了量子论，他是不是会文绉绉地说：“你未观测此花时，此花并未实在地存在，按波函数而归于寂；你来观测此花时，则此花波函数发生坍缩，它的颜色一时变成明白的实在……”
测量即是理，测量外无理。爱因斯坦的因果性要死了，眼见为实，随机性成了世界的基石。
这样的声音变成了主流：停止争论吧，上帝真的会掷骰子！
（三）
本来，人们在世界究竟是否“实在”这种问题上通常乐于奉行一种鸵鸟政策，能闭口不谈的就尽量不去讨论。量子论只要管用就可以了嘛，干吗非要刨根问底地去追究它背后的哲学意义到底是什么样的呢？
在任何时候，“你”都填满了整个宇宙，只不过“大部分”的你聚集在某个地方而已。
著名的热力学第二定律说，一个孤立体系的混乱程度总是不断增加的，其量度称为“熵”。换句话说，熵总是在变大，时间的箭头指向熵变大的那个方向！
于是，作者用一种怅然的语气说：
虽然我们有时候还会偶尔怀念经典时代，怀念那些因果关系一丝不苟，宇宙的本质简单易懂的日子，但这也已经更多的是一种怀旧情绪而已。
许多人相信，只有更进一步依赖量子的力量，超弦才会有一个比较光明的未来。
历史是不是这样一种永无止境的轮回？大自然是不是永远也不肯向我们展现它最终的秘密？而我们的探索是不是永远也没有终点？
这一切都没有答案。或许，历史终究是一场轮回，但在每一次的轮回中，我们毕竟都获得了更为伟大的发现。
2005年，一个叫库兹韦尔（Ray Kurzweil）的人便提出了一个很有名的观点：他认为到2029年，电脑的“智能”就将在整体上超越人类，并从此一去不回头，远远地将人类抛在后面。从此，我们就将进入一个完全不同的时代，这个分界线，他便称之为“奇点”。为此，他在著名的打赌网站http://www.longbets.org上押上2万美元，赌在2029年之前，机器就能够通过图灵检验。这场赌局的结果会如何呢？
我不相信2029年的奇点出现，但我相信上帝不一定会掷骰子，比如让人工智能与人类玩猫捉老鼠的游戏。如果上帝果然存在，那么我相信轮回，相信爱因斯坦的因果。至于不确定性，它存在于过程之中，但并不决定结果。
（四）
人类居住在太阳系中的一颗小小行星上，我们的文明不过万年的历史，现代科学的创立不到400年。
如果站在一个比较高的角度来看历史，一切事物都是遵循特定轨迹的，没有无缘无故的事情，也没有不合常理的发展。比如，那些在时代浪尖上弄潮的英雄人物，其实都只是适合了那个时代的基本要求，这才得到了属于他们的无上荣耀。
事实上，历史和将来一切可能发生的事情，都已经实际上发生了，或者将要发生。按照“平行宇宙”（Parallel Universes）的理论，它们在另外一些宇宙里，和我们所在的这个没有任何物理接触。这些宇宙和我们的世界互相平行，没有联系。
我去看了一部电影《信条》（Tenet），诺兰拍的，对，就是拍《黑暗骑士》、《盗梦空间》和《星际穿越》的那位导演神人。
男主的搭档、朋友尼尔为了去救男主，用了十二年的时光，终还是搭上了性命。影片的最后，男主和尼尔说了一段非常感人的对话，让人感慨万千。
男主说：“如果我们做法不同，能不能改变结局？”
尼尔说：“发生的已经发生了。”
人类无法改变历史，就会很无奈，这兴许就是我们常说的命运吧。一切都是注定的，但影片中传达出来的深意却是这不能成为我们袖手旁观的借口。
换句话说，虽然是命中注定的事情，但我们却不能因此而不去努力尝试改变，尼尔称之为现实。尼尔要去赴死了，男主虽然很不舍，但最后妥协了，他低头沉思了一下，还是放手让尼尔去牺牲。
这个时候他突然又想到了一个问题：“你还没告诉我，是谁让你来救我的？”
“你啊！”尼尔回头轻松的回答道。
原来，男主才是整个故事幕后的大Boss，他在未来建立了信条组织，然后逆转回来，招募训练了尼尔，让尼尔再引导训练年轻的自己，确保完成拯救地球的任务。而注定的结局是，尼尔要为救他而死。
尼尔和男主的友谊也跟着要结束了。
尼尔含笑对男主说：“我们的友谊结束了，但是对你而言，才是友谊的开始，但那是未来的世界。让我们在友谊开始的时间再见吧。”
尼尔又一次意味深长地说：“发生的事，就是发生了。”
人总以为自己可以改变世界，其实你早已经出现了，是以你的潜意识出现的，而不是以意识，今天的世界是注定的。了解历史是为了变得更好，进入到时光机的旋转门，去重塑历史，可改变的不是这个势头和结局，而是这个事件的原因。
不是改变了历史，改变了过去，而是告诉自己为什么会是今天这个结局。
《信条》的故事告诉我们：无论男主是否努力，地球都不会毁灭。一切都是确定的，这就是世界的信条。
《信条》这部电影是2020年上映的。我们看到这里，是不是看到了爱因斯坦的影子，又想起了他那句著名的话“上帝不会掷骰子！”
爱因斯坦早已作古，而玻尔也在1990年因为中风而离开了人间。如果他们活到今天，不知道会对此发表什么样的看法呢？
爱因斯坦会嘲讽的说：玻尔，亲爱的上帝不掷骰子！
玻尔会立刻回怼道：爱因斯坦，别去指挥上帝应该怎么做！
上帝造了光，爱因斯坦指出了什么是光，而康普顿则因为光的波粒二象性发现，成为第一个在真正意义上“看到”了这光的人。（310/1793）
《五》
发生的事情就是已经发生了。
在《信条》里，诺兰想表达的世界观是：未来决定了现在，冥冥之中凡事天注定。
比如，换成我此时此刻的行为来说，我看了《信条》这部电影，并不是因为我找到了这部电影才能看，而是因为我去看了这部电影《信条》，所以我才会找到。
这部电影看起来要比书科幻的多，很有些扯的味道，但是想想爱因斯坦还曾说过的一句话“过去、现在和未来，本来就是幻想一样的东西”，也就不敢再多说什么了，更何况还没怎么太看懂。
牛顿为什么晚年会研究神学，爱因斯坦老了为何也会常常说出一些神创论，诺兰在讲述《信条》的故事为什么要用到诺奖级的物理学家做顾问。究其原因，也许真实的他们也是稀里糊涂，走进了迷宫，他们也不知道“上帝究竟会不会掷骰子！”话先说了，以科学为名义的测量也都干了，信不信就由你了。
我们活在一个暮光世界。
自由意志和命定论，探讨这两者，人究竟有没有自由意志？《信条》的答案是没有，这本书的答案是不确定。
那么我们命定的人生中还有什么意义吗？不确定的人生究竟要怎样去做才会有意义？
对，我们还是要去做，去勇敢的面对和生活，我们是执行者。
无知是我们最大的武器，因为无知所以我们无畏，我们才会勇往直前，才会把当下活出最大的价值。
一块拼图，无论怎样拼，都不能改变结果，但是过程是最大的意义，享受快乐也享受焦灼，这就是人世间的真实生活。
我们的视界不过如此，我们看不到上帝，自然也就无法得知上帝究竟会不会掷骰子？
不过，我知道一点，我们都是上帝故事中的小蚂蚁，我们是自己故事中的主角，无论悲剧还是喜剧。
2022.4.26