我们的史话终于到了尽头。量子论在奇妙的气氛中诞生，在乱世中艰难地成长起来，与一些伟大的对手展开过激烈的交战。它建筑起经天纬地的巨构，却也曾在其中迷失方向而茫然徘徊不已。它至今使我们深深困扰，却又担负着我们最虔诚和最宝贵的愿望和梦想。它最终的归宿是什么？超弦？M理论？我们仍不清楚，但我们深信会出现一个量子引力理论，把整个物理学最终统一起来，把宇宙最终极的奥秘骄傲地谱写在人类的历史之中。

在新世纪的开始，物理学终于又一次走到了决定命运的关头。我们似乎又站在一个大时代的前沿，光辉的前景令我们怦然心动，激动又慌乱，几乎不敢去想象那是怎样一个伟大的景象。最终的统一似乎已经触手可及，甚至已经听得到它的脉搏和心跳。历史似乎在冥冥中峰回路转，兜了一个大圈后又回到100多年前，回到经典物理一统天下时那似曾相识的场景。但这次的意义甚至更伟大：当年的牛顿力学和麦克斯韦电磁论虽然彼此相容，但它们毕竟是两个不同形式的理论！从这个意义上说，庞大的经典帝国最多是一个结合得比较紧密的邦联。但这次不同了，那个传说中的万能理论，它能够用同一个方程去描述宇宙间所有的现象，在所有的领域中，它都实现了直接而有效的统治。这是有史以来第一次，我们有可能完成真正意义上的彻底统一，把所有的大权都集于一身，从而开创一个真正磅礴的帝国时代。

人们似乎已经看到了天空中，金色的光辉再一次闪耀起来，神圣的诗篇再一次被吟诵，回响在宇宙的每一个角落。当这个日子到来的时候，物理学将再一次到达它的巅峰，登上宇宙的极顶。极目眺望，众山皆小，一切都在脚下。虽然很清楚历史上这样的神话最终归于破灭，霍金仍然忍不住在《时间简史》里说：“在谨慎乐观的基础上，我仍然相信，我们可能已经接近于探索自然的终极定律的终点。”

但是，统一以后呢？是不是一切都大功告成了？物理学是不是又走到了它的尽头，再没有更多的发现可以作出了？我们的后代是不是将再一次陷入无事可做的境地，除了修正几个常数在小数点后若干位的值而已？或者，在未来的某一天，地平线上又会出现小小的乌云，带来又一场迅猛的狂风暴雨，把我们的知识体系再一次砸烂，并引发新的革命？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，我们只能义无反顾地沿着这条道路继续前进。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。科学在不停地检讨自己，但这种谦卑的审视和自我否定不但没有削弱它的光荣，反而使它获得了永恒的力量，也不断地增强着我们对于它的信心。人类居住在太阳系中的一颗小小行星上，他们的文明不过万年的历史，现代科学创立不过300年，但他们的智慧贯穿整个时空，从最小的量子到最大的宇宙尺度，从大爆炸的那一刻到时间的终点，从最近的白矮星到最远的宇宙视界，没有什么可以阻挡我们探寻的步伐。这一切，都来自于我们对于成功的信念，对于科学的依赖，以及对于神奇的自然那永无休止的好奇。

我衷心地希望各位在这次的量子旅程中获得了一些非凡的体验，也许它带来困惑，但它毕竟指向希望。我必须在这里和各位告别，但量子论的路仍然没有走完，它仍然处在迷宫之中，前途漫漫，还有无数未知的秘密有待发掘，我们仍然必须努力去上下求索。这剩下的旅程，必须由各位独立去完成，因为前面尚没有路，它要靠我们亲手去开辟出来。

也许有一天，你的名字也会成为量子历史的一部分，被镌刻在路边的纪念碑上，再一次召唤后来的过路人对于一段伟大时光的深切怀念。谁又知道呢？

（全文完）

后记

这个有关量子论的系列自去年开始动笔，其间因为各种原因（包括本人不可思议的懒惰），写写停停，到最后完成时用了正好差不多一年时间。最需要感谢的是读者们异乎寻常的热情和支持，不然我很可能半途而废。

我最初构想的规模只是一篇4，5万字的极简介绍，不料逐渐收不住笔，最后完成的时候在我的WORD里已经超过200页，25万字，当时真是不敢想象。这不是专业的科普，事实上，我更注重的是历史方面而不是科学方面，不过读者可以在其中获得一个基本的量子论的科学概念。我努力使它成为极通俗的读物，事实上，我仅仅假定读者具有初中的数学水平和一点点高中物理知识（如果你具有以上水平但仍看不懂某些内容，那一定是我写作的问题^_^）。即使是对数理完全不通，我也希望你可以从中得到一点启示。但不可避免地，运用日常化的语言会使一些描述显得牵强附会，不符合物理上的概念。所以再次强调，这不是专业的科普，如果想获得对量子论更好更准确的认识，各位还是参考一些专业书籍。上帝是数学家，唯一能够描述宇宙的语言是数学！我们的史话也非专业的科学史，它仅仅是供各位茶余饭后消遣的读物而已，如果有人竟然凭借这个系列而证明了某些“伟大理论”，那我可受宠若惊，担当不起。其实，我和各位一样是门外汉，只要各位能够和我共同分享一些由量子论带来的激动和惊奇，我便已经心满意足。

这个系列是本人业余时间在网上完成的，一来水平问题，二来毕竟业余时间有限，所以无疑存在为数众多的bugs。虽然我努力使描述符合历史与事实（一般来说，除了一些明显的虚构情节外，本文中的历史场景都是有依据的），但有些地方确实没能查阅更多的资料以进一步核实（比如我曾经想啃完那6本大块头的量子力学发展史，不过最终还是留下一些没看完）。我已经发现了一些错误之处，在将来的修订中会改正过来，也希望各位指出更多的地方。另外，由于写了很长时间，所以没有很好地规划，比如第4章只写了4节，而有些重要的方面却忘了描写，或者没法插进现有的叙事结构中去。比如玻色-爱因斯坦统计，斯特恩-格拉赫实验，量子加密术，等等。现在这个只是初稿，其中有些章节很罗嗦，有些地方枯燥无味，有些比喻莫名其妙，还有一些名词翻译的问题，以及一些东拼西凑的痕迹，修订的时候我会试图解决这些问题，并配上一些插图。

我有意使文字风格靠近同龄人的语境，也就是7，80年代的风格。这是一种取巧的办法，因为这些是网上的主要人口，不过我很高兴它带有一些网络特色。为了追求可读性，在不改变基本事实的前提下，我有的时候做了一点文字上的夸张（比如历史上的玻尔-爱因斯坦之争很可能没有我所描写得那样戏剧化），我为此表示抱歉，也希望这不会损害读者对我的信心。这篇文字主要还是在网上流行（因为有人辛苦转贴，所以它似乎流传很广），有些读者很希望它可以出版，也许修订后有人真的愿意出版它，不过由于本人的效率低下，这一天似乎还遥遥无期，呵呵。

关于本文任何的意见，比如知识错误，信息过时，文字风格，遗漏与补充，哲学观与讨论，都可以发信到[email protected]，我很乐意听取各位的意见，也算是网络文字的一种互动形式。

最后，把这篇文章送给那个女孩，以回赠她曾经送给我的那些可爱笑容。

CAPO 2004.5

主要参考资料：

I. 书（中文名的是中译本，没有出版社的是网上版）：

The Historical Development of Quantum Theory I-VI, Jagdish Mehra&Helmut

Rechenberg, Springer 1982-

最详尽和权威的量子力学发展史，共6大册，有大量的资料

An Introduction to Quantum Theory, Keith Hannabuss, Oxford 1997

不错的量子力学教科书

Quantum Theory, David Bohm, Constable 1951

玻姆经典的量力教科书

The Strange Story of the Quantum, Banesh Hoffmann, Dover 1959

霍夫曼的经典量子科普，虽然年代久远，但对我们的史话借鉴颇多

100 Years of Planck’s Quantum, Ian Duck&E.C.G. Sundarshan, World Scientific 2000

量子百年回顾，收集了量子发展史上的经典论文

Beyond the Quantum, Michael Talbot, Bantam Books 1988

关于量子思想和发展史的评述

The Construction of Modern Science, R.S. Westfall, Cambridge 1977

介绍早期近代科学的发展，可以找到光学和力学的发展史

Never at Rest, R.S. Westfall, Cambridge 1980

牛顿的标准传记，着重参考他发展光学的历史

The Newton Handbook, Gerek Gjertsen, Routledge&Kegan Paul 1986

关于牛顿的细节琐事，可以找到有关他的名言的资料

The Man Who Knew Too Much, Stephen Inwood, MacMilan 2002

最新的胡克传记，参考了胡克的有关事迹

Thomas Young, Natural Philosopher, Alexander Wood, Cambridge 1954

杨的标准传记

Niels Bohr: Gentle Genius of Denmark, Spangenburg&Moser, Facts on File 1995

最新的玻尔传记

Niels Bohr: The Man, His Science & The World They Changed, Ruth Moore, Knopf

1966

老的玻尔标准传记，简洁精悍

Niels Bohr’s Times: in Physics, Philosophy and Polity, Abraham Pais, Oxford 1991

派斯的关于玻尔的书，在一些问题上有补充价值

Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg, David Cassidy, Freeman

1992

海森堡的标准传记，着重参考矩阵力学和不确定原理的创立过程

Niels Bohr: A Centenary Volume, French & Kennedy, Harvard 1985

关于玻尔的有关回忆和资料，哥本哈根研究所的故事

尼尔斯?玻尔哲学文选，戈革译

戈革先生是公认的玻尔专家，强烈推荐，可领略玻尔的博大思想

物理学与哲学, Heisenber, 范岱年译

网上的海森堡的译作，可参考关于哥本哈根解释

Schrodinger: Life and Thought, Walter Moore, Cambridge 1989

薛定谔的标准传记，着重参考波动力学的创立过程

Dirac: A Scientific Biography, Helge Kragh, Cambridge 1990

狄拉克的标准传记

爱因斯坦传，聂运伟

我手里反而没有爱因斯坦的合适资料，这个是网上流行的爱因斯坦传

In Search of Schrodinger’s Cat, John Gribbin, Wildwood House 1984

Gribbin的名著，一本量子力学极简史

Schrodinger’s Kittens and the Search for Reality, John Gribbin,

Weidenfeld&Nicolson 1995

上一本的续作，介绍了一些新的发展

Copenhagen, Michael Frayn, Methuen 1998

《哥本哈根》一剧的剧本

Heisenberg and the Nazi Atomic Bomb Project, Paul Rose, UC Berkeley 1998

Hitler’s Uranium Club, Jeremy Bernstein, AIP 1996

以上两本是关于海森堡和德国原子弹计划的详尽历史分析

The Emperor’s New Mind, Roger Penrose, Oxford 1989

彭罗斯关于计算机人工智能和精神的名著。其中也讨论了量子论，量子引力等问题。

Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics, J.S. Bell, Cambridge 1987

贝尔的论文集

The Ghost in the Atom, P.Davis&J.Brown, Cambridge 1986

BBC在阿斯派克特实验后对于量子专家们的访谈记录

The Metaphysics of Quantum Theory, Henry Krips, Oxford 1987

量子论的形而上学讨论，有包括Stapp在内的主要不同见解者的介绍

The Philosophy of Quantum Mechanics, Richard Healey, Cambridge 1989

关于量子哲学的讨论

The Intepretation of Quantum Mechanics, Roland Omnès, Princeton 1994

Omnès的量子教科书，有各种量子解释的全面介绍和讨论，主要有退相干历史的说明

The Fabric of Reality, David Deutsch, Allen Lane 1997

德义奇的通俗著作，可找到量子计算机和多宇宙的详尽介绍

The Quark and the Jaguar, Murray Gell-Mann, Freeman 1994

盖尔曼的通俗作品，可以找到退相干历史的通俗解释

时间简史（A Brief History of Time）, S.Hawking，许明贤、吴忠超译

大家都熟悉的名作。可参考关于打赌的某些片断，以及一些量子引力问题

Black Holes and Time Warps, Kip Thorne, W.W.Norton 1994

主要讲黑洞问题，但可找到霍金打赌的一些片断

时间之箭（The Arrow of Time）, P.Coveney&R. Highfield

这个是的网上中译本，主要讲时间之矢的问题，有量子论的一般介绍

Superstrings, A Theory of Everything? P.Davis&J.Brown, Cambridge 1988

BBC对于超弦专家们的访谈记录

The Elegant Universe, Brian Greene, W.W. Norton 1999

畅销的介绍弦论的新科普书

20世纪物理学史, 魏凤文&申先甲, 江西教育出版社1994

不错的20世纪物理史简介，参考量子场论的发展

物理学思想史，杨仲耆&申先甲，湖南教育出版社1993

一本物理学通史

波普尔文集

网上有相当全的波普尔文集，可以参考他对于量子论的看法

II. 文章

D. Cassidy, Phys. Today July 2000, p28

有关海森堡1941年在哥本哈根同玻尔的会面

Max Tegmark, Fortschr. Phys. 46 p855

Tegmark宣传MWI的文章

Aspect et al, Phys. Rev. Lett. 49 p91

阿斯派克特的实验报告

A. Aspect, Nature 398 p189

阿斯派克特亲自写的关于贝尔不等式实验的简史

Anton Zeilinger, Nature 408 p639

Tegmark&Wheeler, Scientific American Feb 2001, p68

以上两篇是量子论百年的回顾和展望

Yurke&Stoler, Phys. Rev. Lett. 68, p1251

Jennewein et al, Phys. Rev. Lett. 88, 017903

Aerts et al, Found. Phys. 30, p1387

Rowe et al, Nature 409, p791

Z.Zhao et al, Phys. Rev. Lett. 90 207901

Hasegawa et al, oai:arXiv.org:quant-ph/0311121

Pittman&Franson, Physical Review 90 240401

一些关于贝尔不等式和量子通讯实验的报告

J.W.Pan et al, Nature 403 p515

潘建伟等人关于GHZ测试的报告

Ghirardi, Rimini&Weber, Phys. Rev. D34, 470

GRW模型

Wojciech H. Zurek, Rev. Mod. Phys. 75 p715

Wojciech H. Zurek, Phys. Today 44 p36

Zurek关于退相干理论的全面介绍

R.B. Griffiths, Phys. Lett. A 265 p12

退相干历史的介绍

Ghirardi, Phys.Lett. A265 p153

Bassi&Ghirardi, J.Statist.Phys. 98 p457

Bassi&Ghirardi, Phys.Lett. A257 p247

Ghirardi等人对于DH解释的质疑

Jim Giles, Nature 420, p354

科学家打赌的文章

III. 网页

许多参考过的网页不记得地址了，不过我一般尽量引用比较可靠的资料。以下是一些经常光顾的网页地址，可能有遗漏。

http://www.nbi.dk

玻尔研究所的官方网站

http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page

维基百科

http://arxiv.org/

康奈尔大学的电子论文数据库

各大科学杂志的主页，比如http://www.nature.com，http://www.sciencemeg.org，http://www.aip.org/pt，http://www.sciam.com等等

http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/index.html

圣安德鲁大学的科学家传记网页

http://www.nobel.se/

诺贝尔奖电子博物馆

http://www.fortunecity.com/emachines/e11/86/qphil.html

量子哲学与物理实在

http://www.quantumphil.org/

有关量子纠缠和量子哲学的网站

http://home.earthlink.net/~johnfblanton/physics/epr.htm

EPR与物理实在

http://www-physics.lbl.gov/~stapp/stappfiles.html

斯塔普的网页，有各种关于量子论和量子意识的文章

http://www.hep.upenn.edu/~max/everett/

埃弗莱特的网上传记

http://www.hedweb.com/everett/everett.htm

多世界解释FAQ

http://superstringtheory.com/

号称官方的超弦网站

附录：量子力学发展大事记

1690年，惠更斯出版《光论》，波动说被正式提出

1704年，牛顿出版《光学》，微粒说成为主导

1807年，杨整理了光方面的工作，提出了双缝干涉实验，波动说再一次登上舞台

1819年，菲涅尔证明光是一种横波

1856－1865，麦克斯韦建立电磁力学，光被解释为电磁波的一种

1885年，巴尔末提出了氢原子光谱的经验公式

1887年，赫兹证实了麦克斯韦电磁理论，但他同时也发现了光电效应现象

1893年，黑体辐射的维恩公式被提出

1896年，贝克勒耳发现了放射性

1896年，发现了光谱的塞曼效应

1897年，J.J.汤姆逊发现了电子

1900年，普朗克提出了量子概念，以解决黑体问题

1905年，爱因斯坦提出了光量子的概念，解释了光电效应

1910年，α粒子散射实验

1911年，超导现象被发现

1913年，玻尔原子模型被提出

1915年，索末菲修改了玻尔模型，引入相对论，解释了塞曼效应和斯塔克效应

1918年，玻尔的对应原理成型

1922年，斯特恩-格拉赫实验

1923年，康普顿完成了X射线散射实验，光的粒子性被证实

1923年，德布罗意提出物质波的概念

1924年，玻色-爱因斯坦统计被提出

1925年，泡利提出不相容原理

1925年，戴维逊和革末证实了电子的波动性

1925年，海森堡创立了矩阵力学，量子力学被建立

1925年，狄拉克提出q数

1925年，乌仑贝克和古德施密特发现了电子自旋

1926年，薛定谔创立了波动力学

1926年，波动力学和矩阵力学被证明等价

1926年，费米-狄拉克统计

1927年，G.P.汤姆逊证实了电子的波动性

1927年，海森堡提出不确定性原理

1927年，波恩作出了波函数的概率解释

1927年，科莫会议和第五届索尔维会议召开，互补原理成型

1928年，狄拉克提出了相对论化的电子波动方程，量子电动力学走出第一步

1930年，第6届索尔维会议召开，爱因斯坦提出光箱实验

1932年，反电子被发现

1932年，查德威克发现中子

1935年，爱因斯坦提出EPR思维实验

1935年，薛定谔提出猫佯谬

1935年，汤川秀树预言了介子

1938年，超流现象被发现

1942年，费米建成第一个可控核反应堆

1942年，费因曼提出路径积分方法

1945年，第一颗原子弹爆炸

1947年，第一个晶体管

1948年，重正化理论成熟，量子电动力学被彻底建立

1952年，玻姆提出导波隐变量理论

1954年，杨-米尔斯规范场，后来发展出量子色动力学

1956年，李政道和杨振宁提出弱作用下宇称不守恒，不久被吴健雄用实验证实

1957年，埃弗莱特提出多世界解释

1960年，激光技术被发明

1963年，盖尔曼等提出夸克模型

1964年，贝尔提出贝尔不等式

1964年，CP对称性破缺被发现

1968年，维尼基亚诺模型建立，导致了弦论的出现

1970年，退相干理论被建立

1973年，弱电统一理论被建立

1973年，核磁共振技术被发明

1974年，大统一理论被提出

1975年，τ子被发现

1979年，惠勒提出延迟实验

1982年，阿斯派克特实验，定域隐变量理论被排除

1983年，Z0中间玻色子被发现，弱电统一理论被证实

1984年，第一次超弦革命

1984年，格里芬斯提出退相干历史解释，后被哈特尔等人发扬

1986年，GRW模型被提出

1993年，量子传输理论开始起步

1995年，顶夸克被发现

1995年，玻色-爱因斯坦凝聚在实验室被做出

1995年，第二次超弦革命开始

整理：LWZ 2004年7月

说明：本书各章节内容陆续搜集于互联网，这里仅仅作了排版方面的整理。这部大作条理清晰文笔生动，深入浅出引人入胜，对于我们了解量子论来龙去脉颇具裨益。本人向作者CAPO致敬，不仅钦佩其厚积勃发的出众才华，更敬重其淡泊名利的学者风范，在当今充斥着浮躁虚荣市侩化风气的学界中我们又多看到了一丝难得的清新和希望。最后说明，转载此书并非表明本人就是量子论和相对论的坚定支持者。