今天，是奧地利物理學家埃爾溫·薛丁格誕辰131周年，他的薛丁格方程為量子力學奠定了非常重要的基礎。
不過，對非物理愛好者來說，薛丁格最著名的，可能不是理論，而是一個思想實驗——「薛丁格的貓」。
今天的這三本書，就帶你初步了解量子力學。
一、什麼是量子力學？
1. 量子力學的誕生是在20世紀初，普朗克提出了一個大膽假設：能量不是連續不斷的，而是一份一份的。能量的發射和吸收，就像是花錢，每次以幾元、幾分花出去，而且有最小面值1分錢。能量的「最小面值」，就是「量子」。
2. 在量子力學中，有一個很重要的概念，就是「不確定性」。如果不去觀測，粒子的狀態就是不確定的，觀測發生的一瞬間，粒子的狀態才會確定下來。觀測後各種狀態的出現概率是可以預測的，但是無法預測具體是什麼狀態。比如，我們無法預測電子10秒後會跑到哪裡，只能預測有哪些可能出現的位置。
3. 著名的思想實驗「薛丁格的貓」能直觀地讓人理解「不確定性」：盒子裡有一隻貓和少量放射性物質。有50%的概率，放射性物質會衰變釋放毒氣，殺死貓；也有50%的概率，放射性物質不會衰變，貓將存活。在打開盒子觀測之前，無法知道裡面的情況，貓是「既活又死」的狀態。這種不確定的狀態，只在微觀層面，在宏觀世界是不存在的。
4. 可以說，量子力學是「反常識」的，它揭示出世界是不確定的。所以，當時很多物理學家都覺得量子力學理論還不完備，就連愛因斯坦都發出了「上帝不擲骰子」的感慨。後來，隨著量子力學的不斷發展，才慢慢獲得了主流的認可。
更多的量子力學發展故事，歡迎收聽《上帝擲骰子嗎》。
二、量子力學是如何看待世界的？
1. 相對論描述的宏觀宇宙中，時空是可以彎曲、拉伸的實體。時空就像一塊平整的布，各種天體就像布上放的球，會讓布面凹陷，這會影響周圍物體的運動。所以，地球圍繞太陽轉，根本原因是太陽的質量彎曲了時空，改變了地球的運行軌跡。
2. 量子力學所描述的微觀宇宙，和宏觀宇宙最大的不同就是引入了不確定性。空間極度扭曲、十分動蕩，尺度越小，動蕩就越劇烈。
3. 而且，不僅空間是扭曲的，微觀粒子間的作用也很奇特。一個典型的現象就是糾纏效應：隔得很遠的兩個粒子，不需要藉助其他物質，就能實時進行相互影響。好比身在美國的一個人說話，身在中國的另一個人不用通訊工具就能馬上知道。
4. 這兩種對世界的觀點，差別巨大。所以，當今物理學界普遍在尋找一種更基礎的規律，將這兩種觀點統一解釋。於是，物理學家提出了弦理論，因為它限制了微觀宇宙的最小研究尺寸，解決了微觀的動蕩和宏觀世界的矛盾，有了統一宏觀和微觀宇宙理論的可能。
更多對空間的探索認知，歡迎收聽《宇宙的結構》。
三、真的有「平行宇宙」嗎？
1. 科幻小說經常會提到一個概念，叫「平行宇宙」，又叫「多元宇宙」，是指我們所在的宇宙並不是唯一的，還有其他宇宙存在，但互相之間不幹擾。這個概念也以量子力學為基礎。
2. 「平行宇宙」可以很好地解釋「薛丁格的貓」實驗。原本盒子中的貓「既活又死」，打開盒子就衍生出了兩個平行宇宙，一個宇宙中的貓是死的，另一個宇宙的貓是活的。而因為兩個宇宙互不幹擾，我們才能觀測到「生」或「死」唯一的結果。不過，這個理論尚未找到實證支持，還只是設想。
3. 那麼平行宇宙存不存在，對我們有什麼影響？其實，對單獨的個人來說，關係並不大。但對人類這個物種的來說，思考平行宇宙是有積極意義的——作者認為，現有的計算預測出，我們的宇宙總有一天會變得不適合生命生存，那時，移民到其他的平行宇宙可能會是延續物種的好方法。
更多關於平行宇宙的研究和猜想，歡迎收聽《平行宇宙》。
為你推薦「得到」和小米聯合推出的聽書音箱禮盒。
禮盒包括價值365元的「每天聽本書」年卡，和169元的小米小愛音箱mini，現在只要399元。
只需輕聲呼喚，給你一座家庭聽書館。
▽ 戳此拿下