引言 为什么信赖电脑
我用于写字的那台电脑令我满意。我反复地开关它，以调出我上次写了字的那个文件，增加些新字，置换出旧有的内容，并作为一个新文件保存下来供下次用。我在电脑旁工作，眼睛盯着屏幕，时而把一些字从一个地方移到另一个地方，时而恢复一个我偶尔抹去的句子，没有灵感就玩纸牌游戏，可我这样做时很少去想电脑里正在进行着的过程。即使我思考这些内部的活动，我也不能像一个计算机专家那样准确地说出机器里正在发生什么。我倾向于以似乎可信的类推安慰自己，它给我这样一种见识，我满足于或多或少地懂得电脑是怎样工作的，而避开精通那些技术细节的困难。要完全彻底地理解电脑必须知道这些细节，可我喜欢说，我不需要。我的电脑的可靠性使我充分自信，这世界上有顽强而又知识渊博的人，是他们设计和建造了这些东西。
全在于被称之为电子的微小的荷电粒子所支撑的电流。我乐于认为，我的电脑中嘎嘎作响的东西是由电子形成的小溪和波包，它们构成了电子信号，形成作为内部工作基础的二进制的0和1。不知怎么，屏幕上的字母由电子信号的图案建立起来，并且不知怎样，我通过键盘给电脑的指令引起电子信号图案的改变和移动。于是，我把电脑想象为一个巨大的、复杂的电子弹球机，它的路径和轨迹的数目多得难以想象，并且具有一些计时精确和调节灵敏的舵，以引导电子的行进方向并使之不断地改变，形成疯狂地运转而又和谐准确的、富有意义的电子流的图案。所有这些复杂得令人生畏的活动的可靠性和精密度，是电脑设计真正令人惊奇的部分，即我不妄想弄懂的比特，我想知道的是，我的字作为电子图案所得的外形。
当我工作了一天并想贮存已经写下的东西时，我能告诉电脑发送电子序列的0和1给硬盘，在磁盘的表面上它作为一系列磁标记被编码。为想象硬盘是怎样工作的，我设想它的表面布满了微小的磁体，它们的磁极能交替地从一个方向跳到另一个方向，记录的不是0就是1。硬盘多半是直径约10厘米的、能够贮存120兆拜特（即字节）的数据（电脑年龄还不大，可望大于1000兆拜特）；在标准电脑技术中，一个拜特是一个字，它由8个二进制比特——8个0或1——组成，一个硬盘总共能够容纳10兆个数据标记。这些微小磁体的每一个，根据高速计算，它的直径必定只是1米的百万分之几。这是一个尘粒大小的尺寸，相对于肉眼所能见是太小了，而电脑却能在硬盘上记录并检索数据，这些被磁化了的尘粒就好像是能朝上或朝下固定的杠杠，像过去的铁路信号员操纵的信号杆那样，它能在几分之一秒里排布并辨认百万个这样的杠杆。看不见的尘粒怎么会是如此可靠呢？我上百次地贮存和检索写了字的文件，怎么会没有一个单个的尘粒偶尔地飞向错误的方向，或者由于某种无规则的外部影响而扰乱呢？
在我偶尔考虑我的电脑的内部活动时，我常藉助于这类的机械隐喻。我追忆那些人所皆知的机器——弹球机扳手、铁路之转辙扳手和信号——想象这些设计能缩小成尘粒的大小，并排列成复杂得无法实现的网络。这不是真正地告诉我电脑是怎样工作的，但它使我认为在我头脑中有一种正确的想法，并且我能理解它，真的，如果我想这样做的话。
但是，在我心中的另一部分是关于大学物理课的记忆，我从中学到的东西告诉我，电子基本上全然不像弹球；有被称之为量子力学的不确定原理的东西，它说你永远都不能精确地知道电子之类的一个微小的粒子在任何一个时刻在哪里，或它运动得有多快；如果你想获得一个电子的图像，你不得不想象一个模糊的焦点之外的、污损了的弹球。并且还有另一个名为波粒二象性的令人困惑的思想。按照这种思想，一个电子的行为，在某种时间和方式下能使你认为它是粒子，而在另一种时间和方式下则会使你认为它更像是波。它是波和粒子两者，或许它既不是波也不是粒子而是这两者之间的某种东西，它难以定义也难以想象；无论如何，甚至这污损的弹球的想象也似乎开始可疑。除此之外，还有一个有关测量的模糊观念，即测量以不可预测的方式影响你正在测量的对象，以至，即使你有办法能辨别这些污损了的波—粒子之一在哪里，你也不能完全确信你所得到的答案的意义或可靠性。
想象上述这一切，我的那些确信，即理解了我的电脑是怎样工作以及它何以如此可靠，开始崩溃。如果我不被允许把电子看做围绕着精确设计的硅片的路径高速转动的弹球，如果它们真是像波那样在通道里到处瞎游乱闯，如果这不确定原理告诉我一个电子不能完全在这个地方而必须也有几个比特同时在那个地方，那么我的电脑怎么能有如此的可靠性？并且，如果存在某种同每一个测量作用相联系的不可预测性，那么，我又怎么能信赖我从硬盘上读取的数据呢？实际上读取的数据等于测量全部磁化尘粒的方位吗？在我所接受的物理学教育的记忆中，量子力学告诉我们，在最基本的层面，这个世界不是完全可知的，也不是完全可信赖的。在与个别电子或个别原子的磁排列打交道时，我必须设想不是必然性而是可能性。(www.xing528.com)
虽然如此，我的电脑继续工作着，像往常一样泰然自若。对于这个哑谜的一个标准的答案是，实际上，对于它的操作来说，一个电脑是不依赖于个别的电子和原子的。那编排在硅路径周围奔跑着的0和1的信号是一个电子群，大约包含1兆个电子。在硬盘上磁化的尘粒由1兆个原子建立起来。按人类的标准说这些东西可能是微小的，而同量子世界的个别居民相比，它们依然是足够巨大的。所以，人们往往强调，当我们认为电脑依赖的是成兆的电子和原子的群体行为时，为个别电子和原子的行为所困扰并使我们感到迷惑不解的量子力学的不可思议就变得可理解了。
然而，类似的答案会是什么样的呢？为什么1兆个古怪的小量子的集合的行为同它的成分相比就不那么神秘？1兆个水滴汇成一桶水，而不是一块水。当我们考察“大”物体时量子力学世界的古怪好像是消失了，若果真如此，那么那个古怪跑到哪里去了呢？如果我们不能信赖一个单个电子在某时位于某地，我们怎么能信赖这样的一大群电子，它们在我的电脑屏幕上恒定扮演一个字母a，而不偶然地转变为z？
数十年来，这个问题用平庸的断言解决，只是简单地宣布：任何测量必定产生一个确定的答案，并因而在量子世界的不确定性之上生长出确定性。然而，对于测量，藉以使不确定的东西确定的物理过程，从来未被说明，不过，在最近几年里，这个长久的难题的一个解答的端绪开始出现。这个答案来自理论上洞察复合系统的行为，它使得理解下述问题成为可能：许多相互作用的量子客体的集合怎么以群体的方式行为，这绝不是显而易见的，它不可能容易地从这些孤立的单个客体的行为推演出来。
这本书的目的就是解释这个新的理解。我们会看到，虽然这古怪不会全然离去，但它退隐在背景之中。
要想理解这个答案，首先你必须系统地阐述这个问题。按照生疏的规则工作，量子世界的确是一个不可思议的领域，在这本书的第一部分我一直试图尽我所知清楚地阐述，那古怪由什么构成以及（同样重要的）它不是什么。我历时数年，以期使量子力学看上去不那么古怪的努力钻研所得的却是一些误入歧途的结果，最终还是由于量子力学的真正本质，才使得正确地理解下述问题成为可能：什么是它的中心问题以及实际上自然界是如何运转的。
这本书是按照这样一种想法组织的：我希望是逻辑的而不是编年的。我的阐释从量子力学的一个“悖论”入手，它已经被很好地建立起来，并有了许多的讨论，而且我试图从这里开始直到弄明白为什么会出现悖论。无论怎样，对我来说，这本书的组织是合乎逻辑的。量子力学令人不安的原因在于，它似乎使我们通常的逻辑定义变得无意义，什么也没给我们留下。但请你读下去：最终逻辑会出现，并且世界也有意义！
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
