《谁找到了薛定谔的猫？》是一本关于物理学家思想论战的扣人心弦的故事；

更是他们敢于探索未知、追寻真理的故事。

作者贝克尔用生动的语言，讲述了这些物理学家的思想和人生，如何像量子般“纠缠”在一起，勾勒出量子物理学波澜壮阔的百年探索史。

本文共计8932字

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如今，新时代的科学家已经为量子理论打开一扇通往实际运用的大门，从激光、核能、晶体管到量子计算机、超导材料、量子加密通信，量子物理学不断推动科学技术的发展，新的科技产业革命也将由此引爆。

你有没有想过，我们生活的这个世界，其实是由一些看不见的微小的粒子组成的？

这些粒子有着令人难以置信的性质，它们可以同时存在于多个地方，可以相互影响，甚至可以穿越时间和空间。

这些粒子的行为，就是量子物理学所研究的对象。

量子物理学是一门揭示微观世界奥秘的科学，但它也带来了很多悖论和争议，不同的物理学家对量子现象有不同的诠释和理解，这些诠释和理解反映了他们的思想和人生。

量子物理学的发展受到了历史、社会、政治等因素的影响，物理学家们不仅要面对科学上的挑战，还要面对外部的压力和困境，他们的故事充满了激情、冲突、牺牲和奉献。

量子物理学的探索从未停止，新的实验和理论不断出现，为量子物理学提供了新的视角和可能性，量子物理学也为科学技术的进步和人类社会的发展提供了强大的动力和潜力。

如果你对量子物理学感兴趣，或者想了解量子物理学的历史和意义，那么我推荐你阅读一本书，它的名字叫做《谁找到了薛定谔的猫？》。

这本书是由美国科学公共图书馆的开源科学内容出版人亚当·贝克尔（Adam Becker）撰写的，讲述了量子物理学的发展历史和争议。

这本书的中文版由中资海派和中科书院出版，杨文捷翻译，于2022年9月出版。

这本书的英文原版名为《What Is Real? : The Unfinished Quest for the Meaning of Quantum Physics》，于2018年出版。

这本书的风格生动有趣，既有严谨的科学分析，又有引人入胜的故事和轶事，是一本很好的科普读物。

这篇文章看完大概需要二十分钟左右，如果你时间有限，也可以直接拿走我的前面思维导图，那里面基本上已经把整本书的精髓提炼出来了。

当然，我更建议你读一下文章内容，会让你更有体感。

接下来，我将结合整本书的结构和框架，把这本书重点内容分成三大部分，并逐一介绍每一部分的精华内容和作者思想，让你在半个小时内搞懂这本书。

首先在第一部分，我会介绍量子的革命。

概述量子物理学的起源和发展，重点介绍爱因斯坦和玻尔之间的争论，以及薛定谔的猫的思想实验，分析量子物理学的基本概念和原理，以及它们与现实世界的关系。

然后在第二部分，介绍量子的政治。

讲述量子物理学家在二战期间和冷战期间所面临的政治压力和道德困境，以及它们对量子物理学和世界历史的影响。

最后在第三部分，量子的未来。展望量子物理学的新发现和新应用，分析量子物理学的应用和前景，以及量子物理学在未来科技革命中的重要作用。

好，我们从第一部分开始。

量子的革命

量子物理学的一些新的理论和诠释，例如多世界诠释、引力量子化、超弦理论等，这些都是量子物理学的研究热点，也是探索宇宙奥秘的关键。

量子物理学是一门揭示微观世界奥秘的科学，但它也带来了很多悖论和争议，不同的物理学家对量子现象有不同的诠释和理解，这些诠释和理解反映了他们的思想和人生。

在这一部分，我们将回顾20世纪初的量子革命，重点介绍爱因斯坦和玻尔之间的争论，以及薛定谔的猫的思想实验，分析量子物理学的基本概念和原理，以及它们与现实世界的关系。

量子革命的开始，可以追溯到1900年，当时德国物理学家普朗克（Max Planck）为了解释黑体辐射的现象，提出了一个大胆的假设，即能量是以一定的最小单位，即量子（quanta），进行交换的。

这个假设打破了经典物理学的连续性和确定性的原则，开启了量子物理学的新时代 。

1905年，爱因斯坦（Albert Einstein）在他的奇迹年（annus mirabilis）中，发表了四篇具有革命性的论文，其中一篇是关于光电效应的，他在普朗克的基础上，进一步提出了光也是由量子，即光子（photon），组成的，从而解释了光电效应的规律 。

爱因斯坦的这个理论，为他赢得了1921年的诺贝尔物理学奖。

1913年，玻尔（Niels Bohr）提出了他的原子模型，他认为原子由一个带正电的核和围绕其旋转的带负电的电子组成，电子只能在一定的轨道上运动，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会吸收或发射一定量的能量，即一个光子 。

玻尔的原子模型，成功地解释了氢原子的光谱，为他赢得了1922年的诺贝尔物理学奖。

1924年，德布罗意（Louis de Broglie）在他的博士论文中，提出了一种惊人的假设，即物质也具有波动性，即物质波（matter wave），他根据普朗克常数和爱因斯坦的质能方程，推导出了物质波的波长和动量的关系 。

德布罗意的这个假设，为他赢得了1929年的诺贝尔物理学奖。

1925年，海森堡（Werner Heisenberg）提出了量子力学的矩阵形式，他认为物理量在量子态之间的变换，可以用矩阵的乘法来表示，他也发现了量子力学的不确定性原理，即我们不能同时准确地知道一个粒子的位置和动量，因为测量会影响被测量的对象 。

海森堡的这些成就，为他赢得了1932年的诺贝尔物理学奖。

1926年，薛定谔（Erwin Schrödinger）提出了量子力学的波动形式，他认为物质波可以用一个偏微分方程来描述，即薛定谔方程，这个方程可以用来求解原子和分子的能级和波函数 。

薛定谔的这个理论，为他赢得了1933年的诺贝尔物理学奖。

这些物理学家的工作，奠定了量子力学的基本原理和方程，但它们也带来了很多悖论和争议，不同的物理学家对量子现象有不同的诠释和理解，这些诠释和理解反映了他们的思想和人生。

其中最著名的争论，就是爱因斯坦和玻尔之间的争论，他们分别代表了实在论和哥本哈根诠释的两种不同的量子观，他们的争论持续了几十年，影响了量子物理学的发展方向。

爱因斯坦是一个坚定的实在论者，他认为物理学的目的是揭示自然界的客观真理，他不相信量子力学所描述的概率性和不确定性。

他认为量子力学是一种不完备的理论，它没有包含所有的物理变量，他曾经说过：

“上帝不掷骰子”（God does not play dice）。

爱因斯坦试图寻找一种更完善的理论，即统一场论（unified field theory），来统一量子力学和相对论，以及所有的物理现象，但他没有成功。

玻尔是一个坚定的哥本哈根诠释者，他认为物理学的目的是描述我们对自然界的观测，他认为量子力学是一种完备的理论，它已经包含了所有的物理变量，他认为量子力学所描述的概率性和不确定性，是自然界的本质特征，而不是我们的无知或误解。

他曾经说过：

“不要告诉我上帝的想法，告诉我你的观测结果”（Don’t tell me God’s thoughts, tell me your observations）。

玻尔试图建立一种更广泛的哲学，即互补原理（principle of complementarity），来解释量子力学和经典物理学，以及所有的知识领域，之间的关系，但他没有得到普遍的认同。

爱因斯坦和玻尔之间的争论，从1927年的索尔维会议（Solvay Conference）开始，一直持续到1955年爱因斯坦去世，他们之间的通信和对话，被称为“量子论战”（quantum debate），是物理学史上最著名的争论之一。

他们之间的争论，不仅涉及了物理学的问题，还涉及了哲学、宗教、文化、人性等方面的问题，他们之间的争论，也反映了他们的思想和人生，他们之间的争论，也激发了后来的物理学家，对量子物理学进行了更深入的探索和创新。

薛定谔是一个既赞同又反对爱因斯坦和玻尔的物理学家，他赞同爱因斯坦的实在论，但他也赞同玻尔的哥本哈根诠释，他认为量子力学是一种完备的理论，但他也认为量子力学是一种不自洽的理论，他试图寻找一种更一般的理论，即波力学（wave mechanics），来描述量子现象，但他也没有成功。

薛定谔最著名的贡献，就是他提出的“薛定谔的猫”思想实验，它是一个用来说明量子力学的奇异性和悖论性的经典例子，它也是这本书的灵感来源和主题。薛定谔的猫的思想实验，是这样的：

假设有一个密封的盒子，里面有一只猫，一个放射性原子，一个计数器，一个毒气瓶和一个锤子。放射性原子有一半的概率在一个小时内衰变，也有一半的概率不衰变。

如果原子衰变了，计数器就会检测到，然后触发锤子打破毒气瓶，释放出毒气，杀死猫。

如果原子没有衰变，计数器就不会检测到，然后锤子就不会打破毒气瓶，猫就会活着。

那么，在一个小时后，我们打开盒子之前，猫的状态是什么呢？

根据量子力学的哥本哈根诠释，原子的衰变是一个量子过程，它是不确定的，只有在观测时才会塌缩到一个确定的结果，即衰变或不衰变。

因此，在观测之前，原子处于一个叠加态，即同时衰变和不衰变。由于原子的状态决定了猫的命运，所以猫也处于一个叠加态，即同时死和活。这就是著名的“死活猫”（Schrödinger’s cat）。

薛定谔提出这个思想实验，是为了批判哥本哈根诠释的荒谬性，他认为这种诠释违背了常识和逻辑，他认为猫不可能同时死和活，他认为猫的状态应该是客观的，而不是依赖于观测的。

他曾经说过：“我不喜欢这样的游戏，我希望有人能找到薛定谔的猫”

薛定谔的猫的思想实验，引起了很多物理学家和哲学家的兴趣和讨论，它也成为了量子物理学的一个经典符号，它也启发了后来的一些量子力学的实验和理论，例如薛定谔的猫态，量子纠缠，多世界诠释等。

这些是量子物理学的基本概念和原理，以及它们与现实世界的关系，它们构成了量子物理学的第一部分，即量子的革命。

量子的政治

量子物理学不仅是一门探索自然界的科学，也是一门影响人类社会的科学。

在这一部分，我们将讲述量子物理学家在二战期间和冷战期间所面临的政治压力和道德困境，以及量子物理学的社会和人文意义。

二战是人类历史上最惨烈的战争之一，它也是量子物理学的一个转折点。

在这场战争中，量子物理学家扮演了重要的角色，他们有的参与了原子弹的制造，有的反对核武器的使用，有的被迫流亡或被监禁，他们的选择和行动都对量子物理学和世界历史产生了深远的影响。

最著名的例子，就是曼哈顿计划（Manhattan Project），这是一个由美国、英国和加拿大联合发起的秘密项目，旨在研制出第一枚原子弹，以对抗纳粹德国和日本的威胁。

这个项目的主要负责人，是美国物理学家奥本海默（J. Robert Oppenheimer），他是一个杰出的量子理论家，也是一个复杂的人物，他对量子物理学和东方哲学都有深入的研究，他也是一个政治上的激进分子，曾经支持过共产主义和反法西斯主义。

在这个项目中，奥本海默聚集了一批世界顶尖的物理学家，其中包括费米（Enrico Fermi）、泰勒（Edward Teller）、贝特（Hans Bethe）、费曼（Richard Feynman）等，他们利用量子物理学的知识，成功地设计和制造了第一枚原子弹，也就是1945年7月在新墨西哥州的阿拉莫戈多（Alamogordo）试验场爆炸的“瘦子”（Little Boy）。

这次试验的结果，让奥本海默和他的同事们感到震惊和恐惧，他们意识到，他们创造了一种能够毁灭整个城市，甚至整个文明的武器，他们对自己的行为和责任感到了深深的矛盾和困惑。

奥本海默在看到原子弹爆炸的光芒时，想起了印度史诗《薄伽梵歌》中的一句话：

“我成了死亡，万物的终结者”。

他后来说过：

“我们知道了这个世界的秘密，但我们不知道我们自己的秘密”

在奥本海默的建议下，美国总统杜鲁门（Harry S. Truman）决定在日本的广岛（Hiroshima）和长崎（Nagasaki）投下原子弹，以迫使日本投降，结束战争。

这两次原子弹的爆炸，造成了数十万人的死亡和伤残，也引发了全世界的震惊和反思，也标志着核时代的开始。

奥本海默和他的同事们，对这一决定的态度不一，有的支持，有的反对，有的后悔，有的无奈，他们都为自己的行为付出了代价，他们有的被授予了荣誉和奖励，有的被怀疑和审查，有的被遗忘和抛弃，他们的故事，充满了激情、冲突、牺牲和奉献。

冷战是二战后的一个时期，它是美国和苏联之间的一场政治和军事的对抗，它也是量子物理学的一个重要阶段。

在这个时期，量子物理学家扮演了重要的角色，他们有的参与了氢弹的制造，有的参与了量子计算机的研发，有的参与了量子密码学的应用，他们的选择和行动都对量子物理学和世界历史产生了深远的影响。

最著名的例子，就是泰勒（Edward Teller），他是一个出生于匈牙利的美国物理学家，他是一个杰出的量子理论家，也是一个复杂的人物，他对量子物理学和核武器都有深入的研究，他也是一个政治上的保守分子，曾经支持过反共主义和军备竞赛。

在曼哈顿计划中，泰勒是奥本海默的同事和朋友，但他对原子弹不感兴趣，他更关注的是更强大的氢弹，他认为氢弹是美国对抗苏联的必要手段，他也是氢弹的主要设计者，也就是1952年在太平洋的恩尼威托克岛（Eniwetok Atoll）试验场爆炸的“麦克”（Mike）。

这次试验的结果，让泰勒和他的同事们感到震惊和骄傲，他们意识到，他们创造了一种能够毁灭整个国家，甚至整个地球的武器，他们对自己的行为和责任感到了深深的自豪和信心。

泰勒在看到氢弹爆炸的光芒时，想起了《圣经》中的一句话：

“耶和华的荣光如火发出”。

他后来说过：

“我们知道了这个世界的力量，但我们也知道我们自己的力量”

在泰勒的建议下，美国总统艾森豪威尔（Dwight D. Eisenhower）决定在苏联的边境附近部署氢弹，以威慑苏联的侵略，维护世界和平，这就是著名的“大威慑”政策。

这一政策，引发了苏联的反应和恐惧，也引发了全世界的担忧和抗议，也标志着冷战的升级。

泰勒和他的同事们，对这一政策的态度不一，有的支持，有的反对，有的后悔，有的无奈，他们都为自己的行为付出了代价，他们有的被授予了荣誉和奖励，有的被怀疑和审查，有的被遗忘和抛弃，他们的故事，充满了激情、冲突、牺牲和奉献。

除了核武器，量子物理学在冷战期间，也为科学技术的进步和人类社会的发展提供了强大的动力和潜力。

在这个时期，量子物理学家参与了量子计算机的研发，量子计算机是一种利用量子力学的原理，如叠加、纠缠、隧道等，来进行信息处理的计算机，它比传统的计算机更快、更强、更灵活，它可以解决一些传统的计算机无法解决的问题，如大数据分析、人工智能、密码学等。

量子计算机的研发，始于1980年代，当时美国物理学家费曼（Richard Feynman）提出了一个问题，即传统的计算机能否模拟量子现象。

他认为传统的计算机是无法做到的，因为量子现象的复杂性和不确定性，超出了传统的计算机的能力，他建议用量子系统来模拟量子系统，从而提出了量子计算机的概念 。费曼的这个问题，激发了后来的物理学家，如沙尔（Peter Shor）、格罗佛（Lov Grover）、霍华德（Howard E. Brandt）等，对量子计算机的理论和实验的探索和创新。

量子物理学家也参与了量子密码学的应用，量子密码学是一种利用量子力学的原理，如叠加、纠缠、不可克隆等，来进行信息加密和传输的密码学，它比传统的密码学更安全、更可靠、更难破解，它可以保证信息的机密性和完整性，防止信息的窃取和篡改。

量子密码学的应用，始于1970年代，当时英国物理学家温纳（Stephen Wiesner）提出了一种基于量子力学的加密方法，即量子货币（quantum money），它是一种利用量子态的不可克隆性，来防止货币的伪造和复制的货币 。

温纳的这个方法，启发了后来的物理学家，如本内特（Charles H. Bennett）、布拉索（Gilles Brassard）、埃克特（Artur Ekert）等，对量子密码学的理论和实验的探索和创新。

这些是量子物理学家在二战期间和冷战期间所面临的政治压力和道德困境，以及量子物理学的社会和人文意义，它们构成了量子物理学的第二部分，即量子的政治。

量子的未来

量子物理学的探索从未停止，新的实验和理论不断出现，为量子物理学提供了新的视角和可能性，量子物理学也为科学技术的进步和人类社会的发展提供了强大的动力和潜力。

在这一部分，我们将展望量子物理学的新发现和新应用，以及它们对科学技术和人类社会的影响和前景。

量子计算机是量子物理学的一个重要应用，它是一种利用量子力学的原理，如叠加、纠缠、隧道等，来进行信息处理的计算机，它比传统的计算机更快、更强、更灵活，它可以解决一些传统的计算机无法解决的问题，如大数据分析、人工智能、密码学等。

量子计算机的研发，始于1980年代，当时美国物理学家费曼（Richard Feynman）提出了一个问题，即传统的计算机能否模拟量子现象，他认为传统的计算机是无法做到的，因为量子现象的复杂性和不确定性，超出了传统的计算机的能力，他建议用量子系统来模拟量子系统，从而提出了量子计算机的概念 。

费曼的这个问题，激发了后来的物理学家，如沙尔（Peter Shor）、格罗佛（Lov Grover）、霍华德（Howard E. Brandt）等，对量子计算机的理论和实验的探索和创新。

量子计算机的一个关键概念，是量子比特（qubit），它是量子计算机的基本单元，它可以用一个二态的量子系统来表示，如一个自旋为1/2的电子，或一个偏振为水平或垂直的光子。

量子比特的特点，是它可以同时处于0和1的叠加态，即|0>和|1>的线性组合，如|ψ>=α|0>+β|1>，其中α和β是复数，且|α|2+|β|2=1。

这意味着，量子比特可以同时存储0和1的信息，而不是只能存储0或1的信息，这就给量子计算机带来了巨大的优势，因为它可以同时处理多个信息，而不是只能处理一个信息。

例如，如果有n个量子比特，它们可以同时表示2^n个不同的状态，而不是只能表示一个状态，这就使得量子计算机的计算能力呈指数级增长，而不是线性级增长。

量子计算机的另一个关键概念，是量子门（quantum gate），它是量子计算机的基本操作，它可以用一个幺正矩阵来表示，如泡利矩阵（Pauli matrices）、哈达玛矩阵（Hadamard matrix）、CNOT矩阵（CNOT matrix）等。

量子门的特点，是它可以对量子比特进行一些特殊的操作，如旋转、交换、反转、叠加、纠缠等。

这些操作，可以改变量子比特的状态，从而实现量子计算机的功能，如加法、减法、乘法、除法、逻辑运算、搜索算法、加密算法等。

例如，如果有两个量子比特，它们的初始状态是|00>，如果对它们分别施加一个哈达玛门，它们的状态就变成了(|0>+|1>)/√2和(|0>+|1>)/√2，如果再对它们施加一个CNOT门，它们的状态就变成了(|00>+|11>)/√2；

这就是一个量子纠缠态（quantum entangled state），它的特点是，两个量子比特的状态是相互关联的，即如果测量其中一个量子比特的状态，就可以知道另一个量子比特的状态，而不管它们之间的距离有多远。

这就是著名的“量子纠缠”（quantum entanglement）现象，它也是量子计算机的一个重要特征，因为它可以实现量子计算机的并行计算和量子通信。

量子计算机的一个重要应用，是量子算法（quantum algorithm），它是一种利用量子力学的原理，如叠加、纠缠、隧道等，来解决一些传统的算法无法高效解决的问题，如素数分解、数据库搜索、机器学习等。

量子算法的一个代表，是沙尔算法（Shor’s algorithm），它是一个利用量子傅里叶变换（quantum Fourier transform）来实现素数分解的算法，它可以在多项式时间内，将一个大整数分解成它的素数因子，而传统的算法需要指数时间，这就使得量子算法比传统的算法更快，更强，更灵活。

沙尔算法的一个重要应用，是量子密码学（quantum cryptography），它是一种利用量子力学的原理，如叠加、纠缠、不可克隆等，来进行信息加密和传输的密码学。

它比传统的密码学更安全、更可靠、更难破解，它可以保证信息的机密性和完整性，防止信息的窃取和篡改。

量子密码学的一个代表，是BB84协议（BB84 protocol），它是一个利用偏振光子来实现量子密钥分发（quantum key distribution）的协议，它可以让通信双方在不安全的信道上，安全地交换一个随机的密钥，然后用这个密钥来加密和解密信息，如果有第三方试图窃听或干扰，通信双方就可以立即发现，并且放弃这个密钥，从而保证通信的安全。

这些是量子物理学的新发现和新应用，以及它们对科学技术和人类社会的影响和前景，它们构成了量子物理学的第三部分，即量子的未来。

最后的话

最后，我们再回顾下都聊了什么。

这本书是由美国科学公共图书馆的开源科学内容出版人，亚当·贝克尔（Adam Becker）撰写的，讲述了量子物理学的发展历史和争议。

这本书的主要内容可以分为三个部分，分别是量子的革命、量子的政治和量子的未来。

在这三个部分中，你了解到了量子物理学的基本概念和原理，以及它们与现实世界的关系；

你了解到了量子物理学家的故事和思想，以及他们所面临的挑战和困境；

你了解到了量子物理学的新发现和新应用，以及它们对科学技术和人类社会的影响和前景。

这本书的优点是，它用生动有趣的语言，既有严谨的科学分析，又有引人入胜的故事和轶事。

它不仅介绍了量子物理学的知识，也展示了量子物理学的人文，它不仅回顾了量子物理学的历史，也展望了量子物理学的未来；

它不仅解答了量子物理学的问题，也提出了量子物理学的问题，它是一本很好的科普读物，也是一本很好的思想读物。

这本书的缺点是，它有时候过于详细和复杂，有些内容可能需要一定的物理学和数学的背景知识，才能完全理解；

有些内容可能需要多次阅读和思考，才能完全领悟；

有些内容可能需要一定的批判性思维和创造性思维，才能完全接受；

这本书不是一本简单的入门书，也不是一本简单的娱乐书，它是一本需要时间和精力的书，也是一本需要勇气和智慧的书。

量子物理学是一门揭示微观世界奥秘的科学，但它也带来了很多悖论和争议，不同的物理学家对量子现象有不同的诠释和理解，这些诠释和理解反映了他们的思想和人生。

量子物理学的探索从未停止，新的实验和理论不断出现，为量子物理学提供了新的视角和可能性，量子物理学也为科学技术的进步和人类社会的发展提供了强大的动力和潜力。

量子物理学的重要性和影响力，不言而喻，它不仅改变了我们对自然界的认识，也改变了我们对自己的认识；

它不仅给我们带来了新的技术和应用，也给我们带来了新的问题和挑战；

它不仅让我们感受到了自然界的奇妙和美丽，也让我们感受到了自然界的复杂和神秘；

它不仅让我们欣赏到了物理学家的智慧和才华，也让我们欣赏到了物理学家的人性和情感。

量子物理学的探索从未停止，它是一种永恒的追求，它是一种永恒的精神，它是一种永恒的乐趣，它是一种永恒的艺术。

也希望通过阅读这篇文章，让你对量子物理学有一个初步的了解和兴趣。

我也希望你能通过阅读这本书，对量子物理学有一个深入的认识和欣赏。

我更希望你能通过自己的学习和思考，对量子物理学有一个自己的看法和期待。

我相信，你一定能找到你自己的薛定谔的猫。

谢谢你看到这里！