高手量子力學：「精英日課」人氣作家，帶你刺探世界的底層邏輯，升級你對萬物的認知

一條神祕的曲線，引發海嘯般的「量子」研究！

「精英日課」重磅講者、暢銷作家萬維鋼，

帶你刺探世界的底層邏輯，感受「量子力學」帶來的思維升級！

 

　　學習量子力學能給你一個脫離平庸生活、體驗詭祕的視角。

　　現在很多人愛說什麼「創新思維」、「破除成見」、「擁抱不確定性」、「認知升級」，

　　聽起來都是空洞的口號──把你的大腦用量子力學淬鍊一遍，切身感受到新思想帶來的糾結和不安，你的認知才能升級。

　　──萬維鋼

 

　　►孕育現代先進科技的量子力學，為什麼令人深深著迷？

　　人怎麼能穿牆而過？宇宙如何無中生有？二十世紀是古典物理學的終結，也是量子力學的開端。從此我們能看見不可見的事物，提出的假說更是一個比一個離奇！

 

　　量子力學讓我們揭開原子的祕密、發明半導體和電腦晶片，甚至能解釋遠在天邊的白矮星……可神祕的是，物理學家仍然沒找到量子力學的最終答案。這意味著，我們可以「操縱」日常世界，可是我們並不「知道」這個世界是怎麼一回事。

 

　　►喜歡思辨的物理學家，如何問出有意思的問題？

　　量子力學的發展推進，來自一代代物理學家的探問。愛因斯坦、波耳、薛丁格、海森堡、狄拉克、包立、德布羅意、費曼……二十世紀物理學最耀眼的英雄，都是因為在量子力學中建功立業而留下姓名。

 

　　萬維鋼從他們的奇思妙想出發，介紹一百多年來最輝煌的物理學革命史。以淺顯比喻讓你理解各項著名實驗，也從人文觀點探究背後的思想精神。不只讓我們看到物理學家如何一步步刺探未知，更學到他們常用的心法。

 

　　►科學不科學？量子力學改變我們如何「述說」事實

　　薛丁格的貓是否真能「又死又活」？量子糾纏難道有如「心電感應」？用實驗逼迫電子「表態」，居然得到隨機性？電子該不會有「意識」與生命……？

 

　　一個個不可思議的物理觀測，一次次顛覆物理學家的認知。這讓你也不禁懷疑，世上許多「不可能」，其實是「機率極小」的意思！

 

　　►一個量子力學，多重宇宙詮釋！

　　正因量子力學當中有許多令物理學家不自在的事實，才讓世界如此多采多姿。萬維鋼秉持旁徵博引與跨域思考的精神，彙整當前對於量子力學的詮釋與趣聞。無論是科技突破，或是科幻靈感，把玩其中的精妙思想，也是一大樂趣。

 

　　現在有誰不是量子力學的愛好者呢？

　　這是一個被我們之中最聰明的頭腦探索了一百年的祕密。

　　聽說它的冰山一角，你就足以動容；

　　稍微了解，你就會為之痴迷；

　　深入鑽研進去，你可能會陷入絕望，乃至瘋狂。

　　探索仍然在進行之中……而你有權知道真相。

　　──萬維鋼

 

高手推薦

 

　　火星爺爺｜作家、企業講師

　　冬陽｜推理評論人、廣播節目主持人

　　曹玉婷｜臺大醫院北護分院主治醫師

　　愛瑞克｜《內在原力》系列作者、TMBA共同創辦人

　　賴以威｜臺灣師範大學電機系副教授暨教學發展中心主任

　　簡麗賢｜北一女中物理教師

　 

　　透過萬老師的生動描繪，你會發現，那些細究微觀世界運作真相的物理學家，像是一個個福爾摩斯……想了解量子力學，我推薦你從萬老師這本書開始。啟程後你會發現，你搭乘的是貼心、善解的萬老師所駕駛的「尊榮優步」。──火星爺爺／作家、企業講師

 

　　世界不會因為你不了解科學而停下發展的腳步，但你可以因為多理解科學一分而擁有多一絲回應世界的能力……衝著這股危機感，你就該燃起興致翻翻這本《高手量子力學》，接觸它、認識它，先從好奇開始，體會它的神祕樂趣，進而產生探問的興致。──冬陽／推理評論人、廣播節目主持人

 

　　正如本書作者所說，讀完這本書，你至少能分辨哪些與「量子」掛勾的商品，只是不實廣告……我們普通人能站上巨人的肩膀，一窺當代科學極限的邊界，享受一下思考練習的純正趣味，認識一些量子力學在日常生活中的實際應用，那就足夠了！──曹玉婷／臺大醫院北護分院主治醫師

 

　　萬維鋼最令我佩服的地方，就是可以把很複雜的事物簡單化……為讀者講解這段精彩的科學史，並在書中承諾「不使用中學生水準以上的數學」，因此，這本書很適合給未曾接觸過量子力學的人，作為第一本的啟蒙、入門書。──愛瑞克／《內在原力》系列作者、TMBA共同創辦人

 

　　二十一世紀的科幻電影和戲劇都想藉由量子力學思索趣味橫生的劇本……萬維鋼老師深入淺出引導讀者理解量子力學的概念，述說物理學革命史，以及「量子化」帶來的應用……量子科技的「Q世代」未來令人期待。──簡麗賢／北一女中物理教師

 

<序>

總序

 

寫給天下通才

 

　　感謝你拿起這本書，我希望你是個「通才」。我對你有個特別大的設想。

 

　　我設想，如果你不滿足於僅僅靠某一項專業技能謀生，不想做個「工具人」；如果你想做一個能掌控自己命運、自由的人，一個博弈者，一個決策者；如果你想要對世界負點責任，要做一個給自己和別人拿主意的「士」，我希望能幫助你。

 

　　如何成為這樣的人？一般的建議是讀古代經典。古代經典的本質是寫給貴族的書，像中國的「六藝」、古羅馬的「七藝」，說的都是自由技藝，都是塑造完整的人，不像現在標準化的教育都是為了訓練「有用的人才」。經典是應該讀，但那遠遠不夠。

 

　　今天的世界比經典時代要複雜得多，今天學者們的思想比古代經典要先進得多。現在我們有很成熟的資訊和決策分析方法，古人連機率都不懂。賽局理論都已經如此發達了，你不能還捧著一本《孫子兵法》就認為可以橫掃一切權謀。我主張你讀新書，學新思想。經典最厲害的時代，是它們還是新書的時代。

 

　　就我所知而言，我認為你至少應該擁有這些見識——對我們這個世界的基本認識，包含科學家對宇宙和大自然的最新理解；對「人」的基本認識，能科學化地使用大腦，控制情緒；知道社會如何運行，以及個人與個人、利益集團與利益集團之間如何互動。你要能理解複雜事物，而不僅僅是執行演算法和走流程；要有一定的抽象思維，以及邏輯運算能力；必須掌握多個思維模型，遇到新舊難題都有辦法；一套高段的價值觀……

 

　　這代表——你需要成為一個「通才」。普通人才不需要了解這些，埋頭把自己的工作做好就行，但你不想當普通人才。君子不器，勞心者治人，君子之道鮮矣。你得把頭腦變複雜，你得什麼都懂才好。你不能指望讀一、兩本書就變成通才，你得讀很多書，做很多事，有很多領悟才行。

 

　　我能幫助你的，是這一本本的小書。我是一個科學作家，在「得到」App寫一個叫「精英日課」的專欄。這個專欄專門追蹤新思想。有時候我看到有意思的新書、有意思的思想，就寫幾期內容；有時候我做大量調查研究，寫成一個專題。這些書脫胎於專欄，內容經過了十萬名以上讀者的淬鍊，書中還有讀者與我的問答互動。

 

　　通才，並不是對什麼東西都略知一二的人，不是只知道各門派趣聞軼事的人，而是能綜合運用各門派武功心法的人。這些書並不是某項學科知識的「簡易讀本」，我的目的不是讓你簡單知道，而是讓你領會其中的門道。當然，你作為非專業人士，不大可能去求解愛因斯坦（Albert Einstein）的重力場方程式，但是你至少能領略到相對論純正的美，而不是卡通化、兒童化的東西。

 

　　這些書不是長篇小說，但我仍希望你能因為體會到其中某個思想，或與某位英雄人物共鳴，而產生驚心動魄的感覺。

 

　　我們幸運地生活在科技和思想高度發達的現代世界，能輕易接觸到第一流的智慧，我們擁有比古人好得多的學習條件。這一代人應該出很多了不起的人物才對，如果你是其中一員，那是我最大的榮幸。

 

萬維鋼

二○二○年五月七日

 

推薦文

 

解讀量子力學的堂奧，體悟細細閱讀的樂趣

簡麗賢／北一女中物理教師

 

　　在月明如素、夜深人靜的農村老家，閱讀萬維鋼老師的新作《高手量子力學》，頗有在習習涼風中閱讀大自然奧祕的況味，腦海裡浮現杜甫「細推物理須行樂，何用浮榮絆此生」的詩句。杜甫所處時代背景，顛沛流離，而他卻能感悟、推敲、細究大自然事物盛衰變化，應該及時行樂，何必受浮名束縛。

 

　　大自然是一部量子力學的書籍，腳踏厚實的大地，遠觀浩瀚的天空。閱讀廣袤無垠的天地，細察上下四方和古往今來的宇宙。人類對宇宙所知有限，見微知著不容易，理解量子力學亦然。因此，突破古典物理的思維、孕育現代科技的量子力學讓人著迷，盼能藉其一窺堂奧。

 

　　《高手量子力學》內容豐富，如物理學家普朗克（Max Planck）以「能量量子化」的創新觀念解釋黑體輻射紫外災變；愛因斯坦（Albert Einstein）延伸普朗克的論點而提出「光量子」，解釋光電效應現象；德布羅意（Louis de Broglie）提出新穎思維的物質波理論；奧地利物理學家薛丁格（Erwin Schrödinger）的貓；海森堡（Werner Heisenberg）論述不確定性的觀點……還有鬼魅似的超距作用、量子通訊、量子計算，以及量子穿隧等，這些近代物理觀點，只有閱讀和思考，才能逐步理解科學的演進，體悟閱讀的樂趣。

 

　　《高手量子力學》傳遞讀者科學概念，例如普朗克突破古典物理學理論解釋黑體輻射的困境，物理學家從嶄新的論點切入，以能量不連續的概念取代古典物理能量為連續值的想法，闡述能量量子化的論點，解釋黑體輻射的疑義。普朗克的量子論於一九○○年十二月十四日發表，是古典物理與近代物理學的分界日，引導二十世紀的物理邁向新領域，量子力學誕生。之後，一代代的物理學家相繼接棒，掀起量子力學的神祕面紗。

 

　　量子力學揭開原子的祕密，愈往微觀世界探究，更能發現大自然是一部量子力學的書籍。難怪二十一世紀的科幻電影和戲劇都想藉由量子力學思索趣味橫生的劇本，例如量子通訊、量子糾纏、量子穿隧。不可思議的「穿牆術」可能源自「量子穿隧」的科幻想像，讀者或許從電影《蟻人與黃蜂女：量子狂熱》（Ant-Man and the Wasp: Quantumania）窺出端倪。

 

　　萬維鋼老師深入淺出引導讀者理解量子力學的概念，述說物理學革命史，以及「量子化」帶來的應用。他旁徵博引量子研究的奇思妙想，引入量子通訊和量子電腦等，這些量子科技正帶著量子力學的思維向前行，量子科技的「Q世代」未來令人期待。

 

　　引用杜甫的詩句：「繁枝容易紛紛落，嫩蕊商量細細開。」閱讀《高手量子力學》，不宜「繁枝容易紛紛落」的速讀，應是「嫩蕊商量細細開」的思索，才能自然生發，體悟閱讀量子力學的趣味。

 

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翻轉想像的量子力學

火星爺爺／作家、企業講師

 

　　萬老師於「菁英日課」的量子力學課程，我反覆聽了五遍，太精彩。

 

　　透過萬老師的生動描繪，你會發現，那些細究微觀世界運作真相的物理學家，像是一個個福爾摩斯。發現真相過程情節的跌宕起伏、驚心動魄，大勝所有偵探小說。而各家物理宗師的論戰之精彩，也是華山論劍所遠不能及。

 

　　量子力學能夠讓你明白為什麼這個宇宙是這樣運作？其結論之顛覆，能最大幅度拓寬、翻轉你的認知想像（甚至連愛因斯坦都覺得「上帝不會擲骰子」），你值得被這樣的知識震撼一次。

 

　　我聽了五季的精英日課，在廣袤的知識大陸，萬老師是我心中第一名的中文領航員。想了解量子力學，我推薦你從萬老師這本書開始。啟程後你會發現，你搭乘的是貼心、善解的萬老師，駕駛的「尊榮優步」。

 

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透過一本書，看一眼未來世界！

冬陽／推理評論人、廣播節目主持人

 

　　認識科學，長遠來說是個好投資。我指的不是煩惱科系、工作這類學生時期的抉擇，而是一輩子受用的持續學習。世界不會因為你不了解科學而停下發展的腳步，但你可以因為多理解科學一分而擁有多一絲回應世界的能力。

 

　　我承認量子世界並不好懂，它太違反在巨觀世界養成的常理直覺，可是當其詭祕的面紗被層層揭開時（雖然科學界還無法理解全貌），帶來的影響也許要將不理解它的人們拋在追趕不及的遠遠後頭。

 

　　這不是危言聳聽，想一想自己十年或二十年前用什麼方式接收資訊，選取的商業理財標的為何，甚至連娛樂形式題材的變化就能察覺到有多驚人，人生下一個十年、二十年，你還有力氣精神追逐嗎？衝著這股危機感，你就該燃起興致翻翻這本《高手量子力學》，接觸它、認識它，先從好奇開始，體會它的神祕樂趣，進而產生探問的興致——那就是投資的起點。

 

　　我不能保證收益多寡，但確定基本不賠（除非把買書錢閱讀時間算進去）。作者沒把你當孩子，諄諄善誘說簡化的故事；而是把你當專業人士，期許你能從中得到洞見、做出能改變世界的大事。書裡以中學生程度的認知為基礎，拋開漫威電影很炫但多半站不住腳的說法；愛因斯坦當年都還問號滿滿的未知，現在已有平易近人的表述，只等你翻開書頁，賺得量子世界的第一桶金啦！

 

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「平行宇宙」竟有可能是真的？

曹玉婷／臺大醫院北護分院主治醫師

 

　　猶記得在高中物理課讀到「量子力學」，就深受「波粒二象性」、「光電效應」、「電子雲模型」、「測不準原理」等理論與實驗的吸引。這些新穎的物理觀念徹底顛覆了我對世界的認知，帶給我截然不同的人生觀。

 

　　正如本書作者所說，讀完這本書，你至少能分辨哪些與「量子」掛勾的商品，只是不實廣告；而看似由人類豐富想像力所描繪的世界觀，例如「平行宇宙」，透過嚴謹的理論推導與實驗證明，竟然有可能是真的。

 

　　先別被看似深奧難解的數學公式給嚇到，就連最聰明的物理學家愛因斯坦、費曼（Richard P. Feynman）等人，都沒能真正理解「量子力學」的全貌。我們普通人能站上巨人的肩膀，一窺當代科學極限的邊界，享受一下思考練習的純正趣味，認識一些量子力學在日常生活中的實際應用，那就足夠了！

 

推薦短文

 

微觀知識裡的宏觀啟示

愛瑞克／《內在原力》系列作者、TMBA共同創辦人

 

　　萬維鋼最令我佩服的地方，就是可以把很複雜的事物簡單化，簡單到中學生也都可以看懂、聽懂；同時也能讓原本懂的人，發覺原來自己還不懂，透過進階學習而擴張了自己的知識邊界。《高手量子力學》就是這樣的一本書。

 

　　一百多年前，在量子力學還沒開始之前，很多事情被視為玄學；經過歷代科學家們的不斷投入研究、驗證、發展，量子力學逐漸成為顯學。很多過去我們無法理解的事情，開始有了合理的解釋。萬維鋼為讀者講解這段精彩的科學史，並在書中承諾「不使用中學生水準以上的數學」，因此，這本書很適合給未曾接觸過量子力學的人，作為第一本的啟蒙、入門書。

 

　　然而，隨著實驗技術愈來愈進步，科學家們發現更多令人詭譎的事情。這些詭譎，此書裡面應有盡有。我想，這也是給原本已經認識量子力學的人，當作進階的讀物，更新腦中的資料庫。