1、本书牵扯到一个非常重要的命题，就是这个世界究竟什么才是现实
这个世界到底是连续的，还是离散的？
这个世界到底是实存的，还是虚幻的？
这个世界到底是由波组成的，还是由粒子组成的？
2、黑体辐射
德国人常用的方法是别的国家搞发明，我来制定标准，德国人喜欢制定标准。
他们要去研究光度的标准，在这个过程中就涉及黑体辐射问题的研究。
所有温度足够高的物体都会辐射出一种光和热的混合物，且强度和颜色会随着温度的改变而改变。
1859年，时年34岁的海德堡大学德国物理学家古斯塔夫·基尔霍夫开始正式从理论层面研究这种相关性的本质。
为了简化分析，基尔霍夫提出了一种完美辐射吸收体和发射体的概念，并称为黑体。
完美辐射吸收体不会反射任何辐射，因而在外观上就是黑的。
不过完美辐射发射体的外观绝不可能是黑的，只要它的温度高到足以以光谱的可见光波段波长发出辐射。
就是只要它被加热到足够高的温度，它外观呈现的颜色就会变。
基尔霍夫用数学手段证明了制陶工人在窑炉内早就观察到的现象。
基尔霍夫定律表明，腔内辐射的波长范围和强度与真实黑体的材质、形状、大小均无关，仅取决于黑体的温度。
测量给定温度下黑体辐射的光谱能量分布，即测定红外波段到紫外波段间每个波长上的能量，并且推导出能够得到任意温度下黑体能量分布的公式。
这个公式应该只包含两个变量：黑体的温度和黑体释放辐射的波长。
波长越长，频率就越低；波长越短，频率就越高。
黑体光谱可以充当校准及制造灯泡的基准，促使灯泡朝着释放热量尽可能少、释放光能尽可能多的方向发展。
这是他们当时研究黑体辐射的初衷，实际上是为了发展照明行业。
1887年，著名的西门子公司创始人维尔纳·冯·西门子，创办了帝国技术物理研究所。
维恩发现，随着温度升高，黑体辐射强度峰值处的波长越来越短。
最后他得出一个结论：“黑体辐射峰值处的波长与温度的乘积总是一个常数。”
3、每一个人的重大突破都不是突然之间降临的，一定是建立在前人的研究之上。
正如基尔霍夫和维恩的研究，一步一步地促成了普朗克最终提出量子的概念。
维恩“因黑体辐射方面的工作而获得1911年诺贝尔物理学奖”。
科学家发现，“一开始辐射强度会随着辐射波长增加而上升，但在到达顶峰后又会开始下降。黑体辐射的光谱能量分布几乎就是一条钟形曲线”，它是歪的，有点像鲨鱼的背鳍。
普朗克说，就是认为每个频率的能量由若干相等的、不可分割的能量元素构成。
后来他把这些能量元素称作量子。
普朗克迫不得已地把能量（E）分割成了大小为hν的组块，其中ν是振荡器的频率，而h则是一个常数。
这个常数后来就被称作普朗克常数。
E=hν这个公式的知名度和E=mc2是相当的。
普朗克根本不认为光本身是量子化的，他认为他只是证明了黑体辐射（也就是光的传播）是量子化的。
4、爱因斯坦认为不是光在传播过程中是量子化的，而是光本身的性质就是量子化的，它是一份一份的。
这就是他们二人之间革命性的区别。
相对论对于过去的物理世界只是修正，而量子力学是革命。
爱因斯坦所做出的最重要的贡献，就是提出光量子的概念。
爱因斯坦既没有使用普朗克的黑体辐射定律，也没有使用后者的研究方法，就发现了光量子的概念。
他对普朗克敬而远之，写下的公式与普朗克公式E=hν稍有不同，但含义及包含的信息相同，都表明能量是量子化的，其基本单位是hν。
他们两人的区别是，普朗克只是量子化了电磁辐射的发射和吸收，以保证他假想的振荡器能够产生正确的黑体辐射能谱分布。
而爱因斯坦直接量子化了电磁辐射，也因此量子化了光本身。
按照爱因斯坦的观点，一个黄光量子的能量就是普朗克常数乘上黄光的频率。
爱因斯坦的光量子理论，不单能解释黑体辐射，还能解释一个非常重要的概念，即光电效应。
把两块金属板放在玻璃试管中，然后抽掉空气形成真。
每块金属板上的导线连到一块电池上，当其中一块金属板受到紫外光照射时，电池和导线内会有电流流动，这就是光电效应。
爱因斯坦认为，光电效应的成因是：电子需要从光量子那儿获取足够多的能量，才能克服将它束缚在金属表面的力，从而逃逸出来。
从金属表面逃逸出来的电子的最大动能等于该电子吸收的光量子能量减去功函数。
这种性质就是后来人们所称的波粒二象性。
光既是一种粒子，也是一种波，而爱因斯坦自然就成了第一个预言这种性质的人。
5、卢瑟福最大的贡献是发现了原子核
他让他的学生用α粒子去轰击金箔，等于是朝着金原子打α粒子，然后他问他的学生：有没有反射回来的α粒子呢？他们发现竟然真的有反射回来的α粒子。
当时卢瑟福就讲了一句话：这就好像你朝着一张卫生纸，发射了一颗炮弹，然后这个炮弹被弹回来了。
卢瑟福由此发现了原子核。
原子的重量大部分都在它中间的原子核上，这个（体积的）比例相当于什么？
他的比喻是“就像一座教堂里的一只苍蝇一样”，原子核周围是巨大的空间。
这是卢瑟福的原子结构和模型。
玻尔认为，某些物理学定律在原子世界中不再有效，并因此将电子轨道量子化了。
玻尔放弃了电子可以在任意距离上绕原子核运动的既定概念。
他提出，电子只能占据经典物理学允许的某些特定轨道，而非所有轨道，这就叫作定态。
6、在爱因斯坦看来，这种导致光量子发射的时间和方向完全取决于“偶然”的跃迁概率概念正是他这个理论的“弱点”。
因为因果律处在风雨飘摇之中。
光既然可以做显微镜，那么电子也可以做显微镜，这就是德布罗意的思想产生的实体证据和成果，也是电子显微镜的来历。
德布罗意提出的就是波粒二象性理论。
7、薛定谔提出了波的公式，他创造了波动力学
我们可以简单地理解为：之前海森堡的量子力学是以粒子为前提，而薛定谔的研究是以波为前提。
根据薛定谔的说法，是什么东西在波动呢？
总要有个东西在波动，那是什么东西在波动呢？
薛定谔说这个东西是“波包”，就是很多个波叠加在一起波动，他不承认这里边有粒子，他认为所谓的粒子其实是很多波的叠加。
但是“无论薛定谔怎么努力，他都没办法阻止波包的这种崩溃”。
因为波包中，各个波的速度频率是不一样的。
那为什么会表现出粒子的性质呢？
此外薛定谔的理论无法解释光电效应和康普顿效应。
也就是说，海森堡和薛定谔使用的两种数学工具都不是完美的，但是各自有各自的优点。
8、测不准原理
海森堡发现，根据量子力学，在任一给定时刻，我们都无法同时准确掌握粒子的位置和动量。
也就是说，你要搞清楚位置，你就无法知道动量；你要测准它的动量，你就无法知道它的位置。
这就是海森堡的测不准原理：“某个量测量得越准确，我们对另一个量的预测或了解就越不准确。”
海森堡承认，玻尔让他看到了自己之前一直忽视的关键点，不确定性其实是波粒二象性的产物。
9、量子之王与物理学教皇之间的对抗
量子之王指的是玻尔，物理学教皇指的是爱因斯坦。
爱因斯坦后来讲过一句话：“为了惩罚我对权威的蔑视，命运把我自己变成了一个权威。”
爱因斯坦曾是量子力学的旗手，他是打开了量子力学大门的人，但是现在他拼了老命地质疑量子力学。
因为他不能接受这个世界是概率性的、非连续的，他不能接受这个世界竟然是不确定的、没有因果律的，他要捍卫因果律。
10、“薛定谔的猫”
薛定谔做了一个思想实验。
具体实验过程：铁笼子里关着一只猫，还装着下面这种残酷的设备：一个装着很少一点儿放射性物质的盖革计数器。这种放射性物质的含量真的很少，少到一个小时里或许会有一个原子衰变，但也有可能一个原子都不衰变。
如果有原子衰变了，计数管就会放电，并且通过继电器释放一个小锤，小锤将会打碎一小瓶氢氰酸，导致猫死亡。
就这样放着整个系统不管，静候一小时。
我们可以说，如果没有原子衰变，那么猫仍然活着。
但只要有一个原子衰变，这只猫就一命呜呼了。
就是有一只猫在那儿待着，只要你一观测这只猫，它要么是活着，要么是死了，但在你没观测这只猫之前，这只猫处于一种“既非生也非死的叠加态”。
薛定谔的猫的思想假设，是用来反驳玻尔和哥本哈根诠释的，它得到了爱因斯坦的大力赞扬。
（因为“一个包含了既生又死的猫的波函数‘描述的不可能是真实状态’”。）
11、出生于1928年的贝尔，把爱因斯坦和玻尔在理论上的争论，推向了可以用实验操作证明的层面。
贝尔定理让爱因斯坦倡导的定域性现实。
量子世界独立于观测存在，而且物理效应不能以超过光速的速度传播。
得以和玻尔的哥本哈根诠释一同接受检验。
贝尔将爱因斯坦与玻尔之争带入了实验哲学这个全新的角斗场。
如果贝尔不等式成立，那么爱因斯坦关于量子力学不完备的论点是正确的。
如果贝尔不等式被证否，那么玻尔将成为最后的胜利者。
贝尔定理的出现，意味着再也没有思想实验的事了，爱因斯坦与玻尔之争已经进入了实验室阶段。
12、量子恶魔
爱因斯坦去世10年后的1965年，诺贝尔奖得主、美国著名物理学家理查德·费曼说：“我认为，称没有人理解量子力学，应该是一种稳妥的说法。”
费曼跟爱因斯坦一起工作过。
“爱因斯坦物理学的核心是他这个坚定不移的信念：现实独立于观测存在，现实‘就在那儿’。”
而量子力学认为现实会受到观测的影响。
就像王阳明说：你不看这个花的时候，那个花是沉寂在那儿了，你一看它，它才突然分明了起来。
这就是在讲观测会对现实产生影响。
真正让爱因斯坦烦恼的并不是掷不掷骰子，而是哥本哈根诠释“放弃了现实独立于观测存在的立场”
已经确定，不可能利用非定域性和量子纠缠瞬时将有用信息从某个地点传递到另一个地点，因为对纠缠粒子对中任一成员的任何测量都会产生完全随机的结果。
“幽灵般的超距作用”或许存在，但“幽灵般的超距信息传递”绝不可能。
奥地利-波兰研究小组“测量了此前未经检测的纠缠光子对相关性，并且发现结果正如量子力学预测的那样”。
13、根据埃弗里特的观点，就薛定谔的盒中之猫实验来说，这意味着在盒子打开的那一刹那宇宙发生了分裂，在形成的其中一个子宇宙中猫死了，而在另一个中猫还活着。”
这是对薛定谔的猫的另外一种解释方法，叫作“多世界诠释”。
也就是说，我们所做的每一个决定、每一件事，都会使得这个宇宙分裂成两个不同的宇宙，朝着两个不同的方向发展，而我们只能生活在现在这个宇宙中。
可能那边还有一个宇宙，我们正在干别的事，这也是一种猜想。
14、利用纠缠现象的量子传输了
在1997年，确实有不止一组（两组）物理学家团队用这个方法成功地传输了一个粒子。
从物质实在角度上说，实验人员传输的不是粒子本身，而是把它的量子态转移到了位于其他地方的另一个粒子上，从而在效果上实现了将最初那个粒子从一个地方转移到另一个地方的目的。”
这就是量子纠缠实验的惊人之处。
对真理的渴望比对真理的笃信更可贵。
我们现在所研究出来的量子计算机，包括探索宇宙的载人航天技术，都大量应用了量子力学的科研成果。
虽然这些科学家做的是最核心、最顶层的理论探索，但是他们的理论探索对现实世界有着非常大的影响。
他们对本质问题的关注，本身就能够创造无穷无尽的价值。
