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量子物理或许离你太远，但量子思维却可以为你所用。《量子大唠嗑》将提供一套量子思维，让你用前言的思维方式武装自己。

专业而杂学，好玩又有趣。作者不仅是一个科学家，还是创始者、业余话剧导演、赛艇运动员、自由投资人。你将有一场开阔而脑洞大开的阅读之旅

他是中国非常懂量子物理的三两个人之一。《量子大唠嗑》中国靠谱的量子物理解读之一。

内容简介

师从超冷原子物理理论之父Keith Burnett，25岁牛津大学博士毕业；美国国家标准局读博士后，师从量子调控实验之父William Phillips（1997年诺贝尔奖获得者）；伯克利研究助理，芝加哥大学访问教授，30岁入选中国科学院百人计划，研究员、正教授博导，作为首席科学家，为中国空间站天宫四号设计了世界第yi个空间冷原子量子实验平台。名门正派打下扎实的物理学的底子；科学家的身份，为功成名就铺了道路。可是，就是在学术生涯势头正劲的时候，就在量子科学成为流行名词的时候，《量子大唠嗑》的作者--35岁的马兆远做了圈子的出走者。

凭着科学的初心，以物理学以实验为核心的体验主义精神，他卷起袖子做了实业，希望去做一场科学研究与产业创新联系的实验。《量子大唠嗑》可以算做实验过程中的一些心得笔记。

科学是认识世界的方法之一，但它是那个比较靠谱的

《量子大唠嗑》的第yi部分说明了一件事，科学不是绝对真理和也不代表绝对权wei。科学仅仅是认识这个世界的相对靠谱的方法，但它因为理性的不完备而充满了开放的活力。马兆远长期从事量子力学研究，在《量子大唠嗑》的第二部分，他把所感的关于量子的情况细致道来，让你清楚地认识到量子，认识到量子物理能应用到的场合以及量子究竟给这个世界带来怎样的改变。

二十一世纪了，你还在用十八世纪的思维看这个世界吗？

用牛顿经典物理学处理人与自然的关系的思维方法对后来三百年的社会产生了深远的影响。这种思维方法被其他研究领域的人认可并借鉴。利用这套思维，亚当·斯密分析总结出了经济规律、达尔文分析总结出了生物演化规律、马克思分析总结出了社会发展规律、佛洛依德分析总结出了人的心理发展规律、德鲁克分析总结出了企业管理规律……

可是这个世界的状况越来越复杂，客观实在、因果关系、科学的理性等等以前建立起来的经典观在时代发展的过程中似乎不那么万无一失，在将量子物理学成果应用于科技实业创业的过程中，马兆远发现除了将量子物理应用于物理科研本身之外，量子物理学还带来了强有力的思维借鉴。这种思维的借鉴是否会在新的时代里产生新的亚当·斯密、达尔文、马克思、佛洛伊德、德鲁克……来应对现今及未来社会遇到的、用以前的牛顿经典物理学思维已经无法解释的新状况？《量子大唠嗑》第三部分探索性地从复杂关联角度，将量子科学引入到人类社会生活领域，引入到社会、经济、组织管理、工业升级换代、人工智能等等情境中，也许能启迪读者找到新的工具。

天再旦者，卯时日全食之谓也。我们需要这样一场"天再旦"。

作者简介

马兆远何许人也？

17岁保送北大；

25岁牛津大学物理学博士毕业；

美国国家标准局、加州大学伯克利分校博士后；

师从超冷原子物理理论之父Keith Burnett爵士和量子调控实验之父William Phillips(1997年诺贝尔奖获得者)；

30岁入选中国科学院百人计划，成为研究员、正教授博导；

为中国空间站-天宫四号设计了世界第yi个空间冷原子量子实验平台；

就在科学职业势头正劲时，35岁的马兆远做了圈子的出走者，挽起袖子做实业，马兆远把实业作为一场科学技术与产业创新联系的实验。

目录

前言

第yi部分 1

一 三个问题 3

二 信仰从哪里来？ 11

三 经典科学的诞生 21

四 体验的新科学 31

五 一百年前的旧文字 39

六 科学共同体 45

七 科学与技术 61

八 科学和信仰 69

九 捣蛋鬼哥德尔 83

十 神秘论 101

十一 不必科学的中医 123

第二部分 129

一 量子力学的逻辑建立 131

二 双缝干涉实验 143

三 因果论 157

四 猫 165

五 量子纠缠的缘起 175

六 稍稍深入的量子力学 187

七 量子模拟实验 203

八 经典之外的量子力学 223

九 量子力学、哥德尔和杜威

的体验主义 243

第三部分 复杂体系 255

一 量子模拟和人工智能 257

二 科学和技术的创新 269

三 教育的体验 279

四 管理创新团队 287

五 大脑的冥想体验 299

六 营造创新组织 305

七 去工业化的进程 317

八 为设计而教育 329

后记 347

精彩书摘

体验的新科学

牛顿的工作经其后的理论和实验科学的发展，形成了如今我们称为经典物理学的宏伟建筑。一位19 世纪末的科学家，若是相信物理学建立在不可撼动的基础上，将永远屹立不倒，那是可以原谅的。经过一代代的科学家、数学家和哲学家的努力，牛顿的宏大设计在19 世纪末达到了顶feng。看上去经典物理学几乎能够解释物理世界的一切方面：运动物体的动力学中力和运动的相互联系、热力学、光学、电学磁学，以及引力。它的内涵是广大的：从地球上日常经验的事物，直到可见宇宙的zui远处。理论与实验观测十分吻合，理论对实验的解释又如此的无可置疑。所有人都认为，即使还存在一些遗留的问题，但与经典物理的基本成就相比，这些问题似乎是微不足道的——百里之行已经走了九十九里半了。

然而在1900 年之后，微不足道的问题竟然将物理学世界颠倒了过来。而将经典物理学推广到原子的层面时，我们看到那两百年建立起来的信仰被完全颠覆。量子力学的出现不但证明经典物理大厦可以被撼动，简直可以说是建立在完全值得怀疑的基础上。牛顿物理学是机械的、决定论的、客观的，其含义似乎没有可以怀疑的余地。但与此相比，量子物理学的特点是交互的、非决定论的和不确定性的。即使在其被发现后一百年，对物理学家而言其含义仍远不清晰。事到如今，我们应当乐于放弃经典物理为我们建立起来的确定性而接受量子物理带给我们的深刻的困惑。这似乎难以置信，但是要知道尽管简单、直观清晰并且与我们的日常经验相吻合，经典物理在面对量子物理的诘难时却真的失败了。然而，量子描述毕竟是建立在以前经典物理构建的废墟之中。因此，从经典的风景中开始我们关于科学的旅行是适当的。到这里，我们需要讲一下人的认知历史，看看由田园到废墟是怎样的历程。

在牛顿之前，数学本身已经逐渐形成了一套理性的逻辑语言体系，根据我们之后会讲到的哥德尔不完备定理，这样的体系是无法自己证明自己是正确的和完善的。不同的假设可以把我们导向完全不同的理论体系。注意我开始很小心地使用“理论体系”和“知识体系”这样的词汇，因为“知识体系”是在自然世界的体验中验证过的“理论体系”。比如对平行线公理的认可与否，有欧几里德几何，也会衍生出黎曼几何。人类的哲学思考也类似，一套逻辑体系本身，无论有怎样的修饰词汇，怎样的繁复，一定会在体系内部找到既不能证实也不能证伪的问题。因此，这些问题往往成为对手找到的“阿喀琉斯的脚后跟”。事实上，这里我必须插播一点以生命为代价的争论。

玻尔兹曼（Ludwig E. Boltzmann ）与奥斯特瓦尔德（Friedrich W. Ostwald ）之间发生的“原子论”和“唯能论”的争论，在科学史上非常著名。按照普朗克（Max Planck ）的话来说，“这两个死对头都同样机智，应答如流；彼此都很有才气”。当时，双方各有自己的支持者。奥斯特瓦尔德的支持者是以不承认有原子存在的恩斯特·马赫（Ernst Mach ）为代表的当时的主流科学家。而作为少数派，玻尔兹曼常年沉浸在与这些不同见解的斗争中，一定程度上损害了他的生理和心理健康。尽管玻尔兹曼的“原子论”与奥斯特瓦尔德的“唯能论”之间的论战，玻尔兹曼zui终取胜，甚至普朗克承认他对黑体辐射的解释借鉴了玻尔兹曼的原子论，但玻尔兹曼似乎一直是少数派。他的痛苦与日俱增，又没有别的办法解脱，终于在1906 年，他让自己那颗久已疲倦的天才心灵安息下来。对于他的死，普朗克感慨说：“一个新的科学真理不能通过说服对手，让对手心悦诚服而建立。只能等到对手们渐渐死去，新的一代开始熟悉真理时才能贯彻。”对普朗克来说，学术争论没有多少诱惑力，因为他认为争论不能产生任何新东西，没有实验检验的辩论是没有实际意义的。“达摩东来，只求一不受人惑的人”，人是可以接受新知识的，但如果已经有了固执的己见，通过思辨来改变他是没有意义的，接着走就是，找到愿意接受的人，或等到人们愿意接受就好。

20 世纪30 年代，人们才认识到普朗克所指的学术争论在逻辑上有多么的可笑：任何一个逻辑体系自身不能做到完备或自洽，而物理学恰恰是从自然界找来新证据，终结这些因不完备或不自洽而引起的争论问题的唯一通道。或者说，逻辑和数学的工具性从这个时候开始明确，物理学成为人类思维过渡到自然的第yi步。它的一侧是人类的理性思维，另一侧是检验这些思维是否正确的自然世界。因此牛顿的工作给了物理这门科学深刻得多的含义。由此人类确立了实证的方法来检验理论是否正确，自然界提供了一个无限大新的假设的库，源源不断地引入哥德尔定理所要求的补充已有理论的“假设”根据。这一点，我们在接下来的内容里还会多次讨论。

这一时期，在奥地利首都维也纳形成了一个学术团体，被后人称为维也纳学派。学派的成员多是当时欧洲大陆优秀的物理学家、数学家和逻辑学家。他们关注当时自然科学的发展成果，如数学基础论、相对论与量子力学，并尝试在此基础上去探讨哲学和科学方法论等问题。受19 世纪以来德国实证主义传统影响，加上在维特根斯坦（Ludwig Wittgenstein）《逻辑哲学论》思想启示下，维也纳学派提出了一系列有别传统的见解。大致来说，他们主张：一，拒绝形而上学，认为经验是知识唯一可靠来源；二，只有运用逻辑分析的方法，才可zui终解决传统哲学问题。维也纳圈子的观点统治了20 世纪中期的科学哲学。维也纳学派主张科学是认知真正知识的渠道，而一个科学陈述要有意义，就必须既符合形式逻辑，又是可验证的。这对于物理学理论发展的意义一目了然。他们的哲学有时被称为逻辑实证主义，其基础是逻辑分析、可验证性准则以及被认可的科学陈述。由此建立的经验实在必须表现为可被我们直接感知的效应、因而可验证的那种实在的元素，但是不要期望能够超yue这个经验水平，一旦超yue了可认知的界限，就会陷入无意义的思辨。

本质上不可验证的思辨，诉诸情感和信仰的辩论，都是不科学的。但是，人们也不拒绝承认被称为形而上学的哲学思辨的价值。人们承认它们是发展生活态度的过程中一个正当的部分，但是科学中没有它们的位置。这种对可验证性的强调以及把形而上学彻底清除出科学范畴变为一种坚定的立场。科学家也许认为科学知识必须符合逻辑是不言而喻的，但是严格应用形式逻辑实际上会导致对于语言和词义的无穷无尽的分析。重复、自相矛盾或无意义的陈述必须从科学研究中被剔除出去。有时候，与其说是哲学家，倒不如说是语言学家的游戏和自相矛盾的数学，zui重要的是应用形式逻辑，使所有形而上学的陈述都被归纳为科学上“无意义”的。逻辑实证主义清除了哲学中几个世纪以来关于心灵、存在实在和上帝的“伪陈述”，而把它们归入艺术，和诗歌、音乐放在了一起。由此，胡适总结了科学的核心要义：科学的核心在于实验主义，它是一个研究问题的方法。这个方法是：细心搜求事实，大胆提出假设，再细心求实证。一切主义，一切学理，都只是参考的材料，启示新思维的材料。有待证明的假设，绝不是天经地义的信条。体验主义注重具体的事实与问题，不承认根本的解决方案。它只承认一点一滴做到的进步，一步步有智慧的指导，一步步有勤苦的实验，才是真的进化。体验主义的实验方法至少注重三件事：

（一）从具体的事实与环境下手；

（二）一切学说理想，一切知识，都只是待证的假设，并非天经地义；

（三）一切学说与理想都须用实验验证过。

实验是真理的唯一试金石。第yi件，注意具体的境地，使我们免去许多无谓的假问题，省去许多无意义的争论。第二件，把一切学理都看作假设，可以解放许多“古人的奴隶”。第三件，实验，可以稍稍限制那上天下地的妄想冥思。

相对比，神秘论是这样的：

（一）信仰绝对真理的存在；

（二）信仰绝对权wei；

（三）所有证明都是为了证明绝对权wei掌握绝对真理。

神秘论还有几个小特点，特别爱用比喻，特别喜欢拉科学站台，特别喜欢万能钥匙，新名词满天飞，特别喜欢“颠覆”，还特别喜欢阴谋论。这里我不得不贴一篇文章。

……

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