中学物理有这样的题目：告诉你一颗炮弹的质量是多少，它的初始位置在什么地方，离开炮膛时的加速度是多少，角度是多少，在不考虑空气阻力的情况下，让你计算接下来的某个时点，炮弹会出现在哪里，最后的落点在什么位置。
　　日期：2012-08-02 19:23:27
　　这个题目反映了经典力学对于世界的认识。它认为任何事件都是有前因后果的，这种因果关系可以用科学定律来描述。所以只要知道了初始条件，根据科学定律和方程，我们就能预测事情的经过和结果。同样的道理，只要确定了事物在目前的状况，根据定律我们就可以倒推出它以前的情况。
　　这一观点似乎在现实中得到了证明。我们能够预测炮弹的运行轨迹和它的落点，能够预先知道日食将在什么时候发生，能够将人造卫星送入预定的轨道，依据的都是对于这种因果关系的了解。我们能够知道人类诞生以前发生的事情，能够测定地球的年龄，能够通过宇宙膨胀的现象倒推出大爆炸理论，凭借的也是这种因果律。
　　日期：2012-08-02 19:24:50
　　在此基础上人们想，从宇宙诞生的那一刻起，万事万物的初始条件就已经确定了，而自然法则是固定不变的，事物的发展都是在按照它规定的因果关系演变着。这样一来，假如我们能够了解所有的初始状态，又能够掌握所有的自然法则，还具有足够强大的计算能力的话，岂不是可以预知整个宇宙的演化历程，直到时间的尽头？
　　换一个角度来理解这个问题是，从宇宙诞生的那一刻起，它将会怎样发展演变，就已经被决定好了，只是目前人类的认识能力不够，计算不出来而已。
　　这种观点就是“决定论”。
　　日期：2012-08-02 19:25:46

　　牛顿是决定论者，他认为宇宙就像是一个巨大的钟表，钟表的弦严格按照预定的方式放松，丝毫不爽。万事都已由物理定律所规定，连一个细节都不能更改，即便是每一个原子的行踪，也都是在宇宙开始时就确定下来了的。过去和未来都像是已经写好的剧本，宇宙的发展只能严格按照这个剧本进行。
　　曾担任过拿破仑老师的法国天文学家拉普拉斯也认为，假如他能够知道某一时刻宇宙中每一个粒子的位置和运动情况，他便掌握了所有的细节，可以计算出整个宇宙的过去和将来。
　　日期：2012-08-02 19:27:21
　　决定论听起来是不是让人很难接受？但我要告诉你，它在科学史上的影响力，绝对超乎你的想象，连爱因斯坦都始终是坚定的决定论者。
　　然而世界是否真如决定论说的那样，只是一部规模宏大的电影，情节尚未开始，结局早已注定？
　　从感情上来说，一般人不应该喜欢冷冰冰的决定论，相信所有事情都已决定，因为那意味着我们的一切努力都将是徒劳。还好现在决定论已经被打垮了，首先站出来给了它当头一棒的是量子论，下面我们来看看事情发生的经过。
　　日期：2012-08-02 19:28:15
　　粒子世界对于我们普通人来说，绝对是一个难以想象的领域，因为即便是用效率最高的“扫描隧道显微镜”，我们也只能看到原子层面的东西，而无法看到更小的粒子。所以在这个极端微观的世界，我们的认识往往都是通过间接得来的。
　　当人们发现原子的时候，本以为找到了希腊人所说的不可分割的最小粒子，但后来英国物理学家J?J?汤姆逊在研究阴极射线时，发现了原子中电子的存在，这表明原子也有自己的内部结构。汤姆逊在缺乏实验证据的情况下，把原子想象成了一个带正电荷的球，带负电荷的电子一粒粒镶嵌在这个圆球上，人们把它称为“葡萄干布丁”模型。这种想象很符合人们的直觉，组成实物的微小颗粒，我们下意识地认为它当然是实心的。

　　日期：2012-08-02 19:29:41
　　然而他的学生，同样是物理学家的卢瑟福通过实验发现，原子中有一个核心，这个核心带正电，它的大小还不到原子半径的万分之一。在卢瑟福发表的原子模型中，原子核就像是太阳，占据了绝大部分的质量，位于原子的中心，带负电的电子就象是行星，沿着特定的轨道绕着太阳运行。这个发现完全颠覆了我们的直觉，微小的原子竟然不是实心的，它就象我们的太阳系一样，里面绝大部分地方是空荡荡的！

　　卢瑟福的原子体系并不稳定，根据经典电磁理论，它会释放出幅射能量而导致崩溃，假如现实中真有这样的原子，那么它撑不了1秒钟就会解体。怎么解决这个问题呢？丹麦物理学家玻尔想到，也许在原子这样小的层次上，经典理论不再成立，需要引入量子的概念来解释。

　　日期：2012-08-02 19:31:31
　　玻尔发现，原子内部电子不同的轨道有着不同的能级，电子只能吸收相当于两个轨道之间能级差的能量，从较低能级的轨道跃迁到较高能级的轨道，或者释放出相同的能量，从较高能级跌回较低能级，而不能像经典理论假设的那样，能够连续不断地吸收或者释放能量。这就是上一节中提到过的“量子”思想。
　　（未完待续，明天继续）
　　再次感谢各位朋友参与讨论！
　　日期：2012-08-02 22:11:23
　　第六节　 骰子与蝴蝶（下）
　　玻尔的原子体系也只兴盛了大约13年。他试图引进量子的概念，来掀开原子内部神秘的面纱，但却没能揭示它真正的内涵。直到1925年德国物理学家海森堡的矩阵力学，1926年奥地利物理学家薛定谔的波动方程发表之后，人们才明白了原子内部电子的运动究竟是怎样的。他们的发现是如此的怪异，不仅在20世纪的物理学界掀起了轩然大波，其哲学意义甚至足以颠覆我们原有的世界观。
　　日期：2012-08-02 22:12:16
　　在经典力学的眼中，世界是确定的。我们眼前的实在之物，比如运动中的篮球，在每一时刻，它的位置是确定的，速度也有确定的数值，两者都可以进行精准的测量。
　　我们说过，量子世界是一个规则完全不同的领域。世界的确定性这个看似浅显的问题，在量子力学中就变得复杂起来了。海森堡通过他的矩阵力学推导出了这样一个骇人听闻的结论：对于电子来说，它的位置和速度（通常说动量），我们只能确定其中之一，两者永远不可能同时为我们所知。这就是大名鼎鼎的“不确定性原理”，它表明对于电子来说，我们无法像篮球那样，同时知道它初始状态下位置和速度两者的信息。

　　日期：2012-08-02 22:13:25
　　对于这个原理，人们最初在认识上有些偏差，有人把它叫做“测不准原理”。言下之意是说，我们无法同时确定电子位置和速度两者的信息，并不是它们本身不确定，只是因为电子实在是太小了，没办法在不扰动它的情况下进行测量。但后来人们逐渐意识到事情要比想象的更复杂：我们无法给出电子的初始状态信息，不仅是因为测量的原因，而是它本身就不确定！