年轻时我们不懂量子力学丨荐书

年轻时我们不懂量子力学

——读《量子力学（少年版）》

李轻舟

　　奥地利诗人里尔克（R.M.Rilke）在《罗丹》（Auguste Rodin, 1903-1907）的上半部中写道：当荣耀加身时，他或许更孤独。因为荣耀不过是汇集在一个新名称周围一切误会的总和罢了（Und der Ruhm, der kam, hat ihn vielleicht noch einsamer gemacht. Denn Ruhm ist schließlich nur der Inbegriff aller Mißverständnisse, die sich um einen neuen Namen sammeln.）。在我看来，这段话与其说在评价罗丹，倒不如说是品味他创造的雕塑。它不单适用于罗丹那样的青史留名者，更适用于他们所构造的“精妙艺术品”——那个被命名为“量子力学”的学问自不例外。

曹则贤老师的《量子力学（少年版）》封面

　　量子力学，连同相对论，被誉为现代物理学（或者说十九世纪末以来的物理学）乃至整个自然科学的基石。即使是对职业的物理学工作者而言，它们也好似“云雾中的双子星”（苏联诗人帕斯捷尔纳克的第一部诗集名），甚至它的创立者普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔、德布罗意......也不同程度地身陷“误会”的云雾，执着于各自心中的彼岸，乐此不疲。耐人寻味的是，这些“云雾”本身竟也构成了一门精深的学问——“量子力学的诠释”。今天，如果有人宣称他“懂”量子力学，绝大部分情况下是表明自己有弄懂量子力学的愿望或者他只是习惯了自己的“不懂”，而正因为如此，这门学问才具有了生生不息的活力和得天独厚的魅力。毫不夸张地说，在过去的一百年以及可预见的未来，量子力学都是物理学中的一位“大众情人”。

相对论和量子力学就像是一枚硬币的两面，狄拉克方程则是两者间的桥梁之一

　　“窈窕淑女，君子好逑”，锐意求知、寻觅“佳人”本应是少年意气，何况量子力学这样的“男孩子物理学”（Boys’ Physics）。现在，中科院物理研究所的曹则贤老师毕十年之功，将《量子力学（少年版）》呈于眼前，试问少年动心否乎？

　　然而亲近“佳人”之路却从来不是坦途，“溯洄从之，道阻且长。溯游从之，宛在水中央”——在今天高等院校物理专业的基础课程体系中，如果从易到难给理论物理的所谓“四大力学”排序，或许有这样一个序列：数学工具层面的量子力学、电动力学、分析力学、统计力学和物理图像层面的量子力学。那个最后的物理图像，对普朗克、爱因斯坦一众巨人来说，或许就是心中彼岸的执念；而对于勉强通过量子力学解算程式试炼的普通人而言，它尚“宛在水中央”，可望而不可及......那么绝大多数还在和受力分析、杠杆平衡以及透镜成像做斗争的少年读者是否可以期望一个平易而亲切的“量子力学”吗？

　　答案当然是否定的！曹则贤老师的《量子力学（少年版）》为大家扯下了那些量产的廉价科普为量子力学编织的温情面纱，它要将你不熟悉的数学毫不客气地推到你面前，断绝你幻想以粗浅经验的综合与自然语言的比附来取悦“佳人”的侥幸。如果你只是叶公好龙，期望从中随意拾取几个足以慑服同龄小伙伴的唬人名词，大可不必费此周章。我相信，曹老师之所以甘愿冒高估读者数理能力的风险，是因为《量子力学（少年版）》所挑选的读者，不是休闲客，而是探险家，他们应乐于接受对自己智力和学识的挑战，以强烈的求知欲克服理智上的懒惰，为自己开辟智识层面的新大陆。他们会在这场非比寻常的跋涉中收获真正的精神财富，如曹老师在序言所云：把一本看不懂的书看完是一个大学者的基本素养。

量子力学的奠基人之一——狄拉克

　　其实，在通向量子力学乃至物理学各个分支的道路上并没有真正可怕到无法弄懂的东西，只有尚需熟悉和理解的事物：所谓“熟悉”是属于可预见的未来。对少年读者来说，初次遭遇诸如偏微分方程、线性代数、泛函空间这样已成体系的数学表述，难免心生畏惧，如果你选择略过，并不影响走马观花。但是，你一旦略过了这些人所罕至的险远之处，也就遗憾地略过了“世之奇伟、瑰怪、非常之观”，舍弃了窥见“佳人”真容的诚意——我们虽然不知道最后的物理图像如何，但我们相信它就藏在这些看似冰冷的数学语言中。初识的畏惧与折磨是《量子力学（少年版）》为未来的熟悉定下的誓约，或许在此后更深入的求知之旅中，你会为与它们的无数次“故人重逢”而感到欣喜和亲切；而“理解”则是一个不厌其烦的过程。这一个世纪以来的量子力学本来就是数百年的物理学乃至上千年的自然哲学不断演化生长之结晶。《量子力学（少年版）》的一个显著特色正是沿着历史和逻辑的双重脉络重构和还原创建者们筚路蓝缕的心路历程，由经典物理（这位“资深美人”与量子力学相比也未必如大众印象中那么“平易近人”）到量子力学（包括早期量子论）自然生发的主干旁及原子物理、固体物理、半导体物理以及相对论性量子力学，蔚为大观。少年读者在这广阔天地中所遭遇的智力挑战往往也是普朗克、爱因斯坦等人开辟鸿蒙时直面的困惑，或许未来你还会有兴趣寻着《量子力学（少年版）》提供的线索去挖掘更精深的文献，一遍又一遍地复盘历史现场，与普朗克、爱因斯坦诸君一道身陷“误会”的云雾，在不厌其烦的过程中深化理解，体验属于他们也属于你自己的乐此不疲。

　　此间少年也好，曾经少年也罢，我不知道你是否可以坚持到《量子力学（少年版）》的最后一页。我只知道，当你合上本书时，你有资格对那些临渊羡鱼者感慨：年轻时我们不懂量子力学。

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编辑：J.C