年輕時我們不懂量子力學

年輕時我們不懂量子力學

——讀《量子力學（少年版）》

李輕舟

奧地利詩人里爾克（R.M.Rilke）在《羅丹》（Auguste Rodin, 1903-1907）的上半部中寫道：當榮耀加身時，他或許更孤獨。因為榮耀不過是彙集在一個新名稱周圍一切誤會的總和罷了（Und der Ruhm, der kam, hat ihn vielleicht noch einsamer gemacht. Denn Ruhm ist schlie?lich nur der Inbegriff aller Mi?verst?ndnisse, die sich um einen neuen Namen sammeln.）。在我看來，這段話與其說在評價羅丹，倒不如說是品味他創造的雕塑。它不單適用於羅丹那樣的青史留名者，更適用於他們所構造的「精妙藝術品」——那個被命名為「量子力學」的學問自不例外。

曹則賢老師的《量子力學（少年版）》封面

量子力學，連同相對論，被譽為現代物理學（或者說十九世紀末以來的物理學）乃至整個自然科學的基石。即使是對職業的物理學工作者而言，它們也好似「雲霧中的雙子星」（蘇聯詩人帕斯捷爾納克的第一部詩集名），甚至它的創立者普朗克、愛因斯坦、玻爾、海森堡、薛定諤、德布羅意......也不同程度地身陷「誤會」的雲霧，執著於各自心中的彼岸，樂此不疲。耐人尋味的是，這些「雲霧」本身竟也構成了一門精深的學問——「量子力學的詮釋」。今天，如果有人宣稱他「懂」量子力學，絕大部分情況下是表明自己有弄懂量子力學的願望或者他只是習慣了自己的「不懂」，而正因為如此，這門學問才具有了生生不息的活力和得天獨厚的魅力。毫不誇張地說，在過去的一百年以及可預見的未來，量子力學都是物理學中的一位「大眾情人」。

相對論和量子力學就像是一枚硬幣的兩面，狄拉克方程則是兩者間的橋樑之一

「窈窕淑女，君子好逑」，銳意求知、尋覓「佳人」本應是少年意氣，何況量子力學這樣的「男孩子物理學」（Boys』 Physics）。現在，中科院物理研究所的曹則賢老師畢十年之功，將《量子力學（少年版）》呈於眼前，試問少年動心否乎？

然而親近「佳人」之路卻從來不是坦途，「溯洄從之，道阻且長。溯游從之，宛在水中央」——在今天高等院校物理專業的基礎課程體系中，如果從易到難給理論物理的所謂「四大力學」排序，或許有這樣一個序列：數學工具層面的量子力學、電動力學、分析力學、統計力學和物理圖像層面的量子力學。那個最後的物理圖像，對普朗克、愛因斯坦一眾巨人來說，或許就是心中彼岸的執念；而對於勉強通過量子力學解算程式試煉的普通人而言，它尚「宛在水中央」，可望而不可及......那麼絕大多數還在和受力分析、槓桿平衡以及透鏡成像做鬥爭的少年讀者是否可以期望一個平易而親切的「量子力學」嗎？

答案當然是否定的！曹則賢老師的《量子力學（少年版）》為大家扯下了那些量產的廉價科普為量子力學編織的溫情面紗，它要將你不熟悉的數學毫不客氣地推到你面前，斷絕你幻想以粗淺經驗的綜合與自然語言的比附來取悅「佳人」的僥倖。如果你只是葉公好龍，期望從中隨意拾取幾個足以懾服同齡小夥伴的唬人名詞，大可不必費此周章。我相信，曹老師之所以甘願冒高估讀者數理能力的風險，是因為《量子力學（少年版）》所挑選的讀者，不是休閑客，而是探險家，他們應樂於接受對自己智力和學識的挑戰，以強烈的求知慾克服理智上的懶惰，為自己開闢智識層面的新大陸。他們會在這場非比尋常的跋涉中收穫真正的精神財富，如曹老師在序言所云：把一本看不懂的書看完是一個大學者的基本素養。

量子力學的奠基人之一——狄拉克

其實，在通向量子力學乃至物理學各個分支的道路上並沒有真正可怕到無法弄懂的東西，只有尚需熟悉和理解的事物：所謂「熟悉」是屬於可預見的未來。對少年讀者來說，初次遭遇諸如偏微分方程、線性代數、泛函空間這樣已成體系的數學表述，難免心生畏懼，如果你選擇略過，並不影響走馬觀花。但是，你一旦略過了這些人所罕至的險遠之處，也就遺憾地略過了「世之奇偉、瑰怪、非常之觀」，捨棄了窺見「佳人」真容的誠意——我們雖然不知道最後的物理圖像如何，但我們相信它就藏在這些看似冰冷的數學語言中。初識的畏懼與折磨是《量子力學（少年版）》為未來的熟悉定下的誓約，或許在此後更深入的求知之旅中，你會為與它們的無數次「故人重逢」而感到欣喜和親切；而「理解」則是一個不厭其煩的過程。這一個世紀以來的量子力學本來就是數百年的物理學乃至上千年的自然哲學不斷演化生長之結晶。《量子力學（少年版）》的一個顯著特色正是沿著歷史和邏輯的雙重脈絡重構和還原創建者們篳路藍縷的心路歷程，由經典物理（這位「資深美人」與量子力學相比也未必如大眾印象中那麼「平易近人」）到量子力學（包括早期量子論）自然生髮的主幹旁及原子物理、固體物理、半導體物理以及相對論性量子力學，蔚為大觀。少年讀者在這廣闊天地中所遭遇的智力挑戰往往也是普朗克、愛因斯坦等人開闢鴻蒙時直面的困惑，或許未來你還會有興趣尋著《量子力學（少年版）》提供的線索去挖掘更精深的文獻，一遍又一遍地復盤歷史現場，與普朗克、愛因斯坦諸君一道身陷「誤會」的雲霧，在不厭其煩的過程中深化理解，體驗屬於他們也屬於你自己的樂此不疲。

此間少年也好，曾經少年也罷，我不知道你是否可以堅持到《量子力學（少年版）》的最後一頁。我只知道，當你合上本書時，你有資格對那些臨淵羨魚者感慨：年輕時我們不懂量子力學。

圖片由公眾號編輯添加，來源於網路

編輯：J.C

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