第一章：黄金时代

光的微粒说：光是由一粒粒非常小的“光原子”所组成的

光的波动说，光不是一种物质粒子，而是由于介质的振动而产生的一种波，在“以太”中传播

第一次波粒战争，波义尔提出，我们看到的各种颜色其实并不是物体本身的属性，而是光照上去的结果

罗伯特·胡克写了《显微术》，支持波动说

艾萨克·牛顿做了关于光的色散实验，支持微粒说

荷兰物理学家惠更斯继承了胡克的思想，认为光是一种在以太里传播的纵波，并引入了“波前”等概念，成功的推导了光的反射和折射定理，写出《光论》

牛顿出版《光学》，给波动说以毁灭打击

微粒说胜利

第二次波粒战争

托马斯·杨认为光是波动，用光波的干涉效应解释牛顿环和衍射现象，出版了《自然哲学讲义》，做了光的双缝干涉实验

法国工程师菲涅尔采用了波动说的观点，用严密的推理解释了光的衍射问题，“泊松亮斑”

菲涅尔假设光是一种横波，发表了《关于偏振光线的相互作用》，用横波理论揭示了偏振现象

傅科进行了光速测量实验报告，证明了光速在水中比在真空中慢

波动说胜利，但无法解释“以太”的问题

麦克斯韦与1856,1861和1865年发表了三篇关于电磁理论的论文，预言了光是电磁波的一种

卡尔斯鲁厄，海因里希·鲁道夫·赫兹证明了电磁波的存在，光是电磁波的一种，两者具有共同的波的特性

经典力学，经典电动力学和经典热力学（加上统计力学）形成了物理世界的三大支柱，是经典物理的黄金时代，物理学似乎已经尽善尽美

赫兹的实验中，发生了奇怪的现象，当没有光照射到接受器的时候，接收器电火花所能跨越的最大空间距离就一下子缩小了，赫兹将它记录下来，并写成《论紫外线在放电中产生的效应》

第二章：乌云

开尔文指出，“在物理学阳光灿烂的天空中漂浮着两朵乌云”，分别指经典物理在光以太和麦克斯韦——玻尔兹曼能量均分学说上遇到的难题，即人们在迈克尔逊——莫雷实验和黑体辐射研究中的困境

迈克尔逊——莫雷实验，想要探测光以太对于地球的漂移速度，但结果显示以太似乎对于穿越其中的光线毫无影响

第一朵乌云导致了相对论革命的爆发，第二朵乌云导致了量子论革命的爆发

物理上定义的“黑体”，指的是那些可以吸收全部外来辐射的球体

维恩从经典力学的思想出发，从粒子的角度，提出了自己的辐射能量分布定律公式

卢梅尔和普林舍姆提出，能量密度在长波范围内应该和绝对温度成正比，与维恩的理论不同

瑞利——金斯公式对维恩理论做出了补充，从电磁波的角度，在长波范围内符合实验数据，但在短波范围内又失败了，被称为“紫外灾变”

普朗克提出了普朗克黑体公式，完美符合实验数据，但他并不知道这个公式背后的物理意义

普朗克为了解释这个公式，引入分子运动理论，并假设能量在发射和吸收的时候，不是连续不断的，而是分成一分一分的

普朗克提出了“量子”，普朗克常数

尽管提出了量子，但普朗克本人对此持保守态度

第三章：火流星

光电效应：当光照射到金属上的时候，会从它的表面打出电子来

光的频率，决定它是否能够从金属表面打出电子来，光的强度，决定打出电子的数目，这与麦克斯韦的电磁理论的预言刚好相反

爱因斯坦认为光也是由一份一份的基本单位组成的，称为光量子，光子

关键的假设是：光以量子的形式吸收能量，没有连续性，不能累积。一个光量子激发出一个对应的电子

但这与传统的经典物理体系格格不入

第三次波粒战争

密立根的实验在很大程度上证实了爱因斯坦方程的正确性

康普顿通过研究X射线被自由电子散射的现象，推导出波长变化和散射角的关系式，即康普顿效应

J.J.汤普逊在研究阴极射线时发现了电子，提出了“枣糕模型”

卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了行星模型，但这个模型是不稳定的

玻尔提出了量子化电子，有轨原子模型

第四章：白云深处

斯特恩——盖拉赫实验证明了电子在空间中的运动方向是不连续的

泡利不相容原理

玻尔的理论有很多无法解释的现象

德布罗意波，德布罗意预言电子在通过一个小孔或者晶体的时候，会产生一个可观测的衍射现象

戴维逊和革末通过实验精确地证明了电子的波动性

玻色——爱因斯坦统计，将光看成是不可区分的粒子的集合，推导出普朗克的黑体公式

微粒说波动说打得不可开交，僵持不下

第五章：曙光

海森堡认为物理学只能从一些直接可以被实验观察和检验的东西出发，玻尔的电子轨道是想象出来的，不是实际观察到的

海森堡的表格和玻尔的不同，他没有做任何假设和推论，不包含任何不可观察的数据，但作为代价，它采用了一种二维的庞大结构

海森堡，波恩，约尔当发表了《论量子力学II》，构建了矩阵力学

狄拉克使用泊松括号，建立了四年的袋鼠，同样不符合乘法交换律

第六章：殊途同归

薛定谔相信德布罗意的理论，将之用到原子体系的描述中去，推导出了薛定谔波动方程，构建了波动力学

矩阵力学和波动力学在数学上是等价的，都是从经典的哈密顿函数而来，只不过一个从粒子的运动方程出发，一个从波动方程出发

波恩认为薛定谔波函数代表一种随机，一种概率，而不是薛定谔认为的是电子电荷在空间中的实际分布，但这违反了经典的决定论

第七章：不确定性

海森堡发现，无法既准确的知道一个电子的位置，又准确地了解它的动量，因为观测时的光子会对电子发起撞击，改变速度，称为“测不准定理”，也叫“不确定性原理”

能量E与时间t也是无法测准的一对

玻尔认为，不确定性是建立在波和粒子的双重基础上的，他其实是电子在波和粒子间的一种摇摆：对于波的属性了解的越多，对于粒子的属性就了解的越少，即“互补原理”

电子的波粒二象性，我们不关心电子“本来”是什么，只关心我们观测到电子是什么，关键是我们如何“观察”他，而不是他究竟是什么

讨论哪个是“真实”毫无意义，我们唯一能说的，是在某种观察方式确定的前提下，它呈现出什么样子来

谈论任何物理量都是没有意义的，除非你首先描述你测量这个物理量的方式

哥本哈根学派认为一个在臆想的世界中生存的，完全探测不到的电子，和根本没有这样一个点子之间又有什么区别呢

不存在一个客观的，绝对的世界，唯一存在的，就是我们能够观测到的世界。物理学的全部意义，不在于它能够揭示出自然“是什么”，而在于它能够明确，关于自然我们能“说什么”

测量是新物理学的核心，测量行为创造了整个世界

根据奥卡姆剃刀，“存在，但绝对观测不到”之类的论断都是毫无意义的，因为这和“不存在”根本就是一码事，无法区分开来

哥本哈根学派核心：概率解释，不确定性原理和互补原理

在我们观测电子前，它实际上处于一种叠加态，所有关于位置的可能性叠合在一起，弥漫到整个空间，但当我们真的去“看”它时，它被迫做出选择，以一个确定的位置出现在我们面前，这个现象被称为“坍缩”

第八章：决战

科莫会议

第五届索维尔会议，爱因斯坦与玻尔

第六届索维尔会议，爱因斯坦提出光箱实验，被玻尔反驳成功

爱因斯坦提出了EPR佯谬，但是失败了

薛定谔提出薛定谔的猫

第九章：歧途

维格纳论证说，意识可以作用于外部世界，可以引起波函数的坍缩

什么是意识？意识是组成脑的原子群的一种“组合模式”，我们的意识，完全建立在我们脑袋的结构模式上。

意识不是一个独立的存在，而是系统复杂到一定程度后表现出来的客观性质。它虽然是一种组合机制，但脱离了具体的物质（暂时肉体是唯一可能）它也无法表现出来

惠勒提出的“延迟实验”说明，我们何时选择光子的“模式”，对于实验结果没有影响，即宇宙的历史，可以在它发生以后才被决定究竟是怎样发生的。我们的观测行为本身参与了宇宙的创造过程！这就是所谓的“参与性宇宙”模型，“人择原理”

参与性宇宙是增强的人择原理，它不仅表明我们的存在影响了宇宙的性质，更甚，我们的存在创造了宇宙和它的历史本身。各种宇宙常数首先是一个不确定的叠加，只有被观测者观察后才变成确定，但这样一来它们又必须保持在某些精确的范围内，以便创造出一个好的环境，令观测者有可能在宇宙中存在并观察他们

哥本哈根学派的理论最终走向了“意识”

另一种解释，休·埃弗莱特，“多世界解释”，波函数从未坍缩，而只是世界和观测者本身进入了叠加状态，当电子穿过中缝后，整个世界，包括我们本身成为了两个独立的叠加，在每一个世界里，电子以一种可能出现

一个复杂系统的状态可以看成某种高维空间中的一个点或者一个矢量

“真实的，完全的”宇宙态矢量存在于一个非常高维（可能是无限维）的希尔伯特空间中，但这个高维的空间却由许多低维的“世界”所构成，每个世界都只能感受到那个“真实”的矢量在其中的投影。因此每个“世界”感觉到的宇宙都是不同的

为什么我们在宏观世界中从来没有观测到量子尺度上的叠加状态呢？这可以用退相干理论来解释

第十章：回归经典

当我们只谈论微观的物体时，牵涉到的粒子数量是极少的，用以模拟它的希尔伯特空间维数相对也较低。而一旦当我们考虑宏观层面上的事件，例如用某仪器去测量，或者我们亲自去观察的时候，我们就引入了一个极为复杂的态矢量和一个维数极高的希尔伯特空间。在这样一个高维空间中，两个世界之间的联系被自然的抹平了，它们互相正交，彼此失去了联系。这个过程就叫做“离析”或者“退相干”

“量子自杀”实验，“量子永生”，如果多宇宙理论是正确的，那我们得到的推论是：一旦一个意识开始存在，从它自身的交付来看，它就必定永生，这就是最强版本的人择原理，也成为“终极人择原理”

量子计算机

第三种解释：“隐变量理论”，德布罗意提出，冯诺依曼证伪，但冯诺依曼的证明是错的

大卫·波姆构造出了一个完整的隐变量体系，但它有笨重而丑陋的附加假设，在恢复了世界的实在性和决定性的同时，放弃了定域性

“贝尔不等式”

第十二章：不等式的裁决

贝尔支持爱因斯坦，推导出贝尔不等式，但EPR实验突破了贝尔不等式，证明量子论是对的，定域的隐变量理论是不存在的

那么，是放弃实在性还是放弃定域性

第四种解释，“系综解释”，把量子论看作一种纯统计的理论：它无法对单个系统做出任何预测，它所推导出的一切结果，都是一个统计上的概念。也就是说，在量子论看来，我们的世界不存在什么单个的事件，每一个预测，都只能是平均式的，针对整个集合

GRW理论：任何系统，不管是微观的还是宏观的，都不可能在严格意义上孤立，也就是和外界毫不相干，他们总是和环境发生着种种交流，为一些随机的过程所影响，这些随机的物理过程，不管他们实质上是些什么，会随机的造成某种微观系统，也叫作“自发定域理论”

第十三章：新探险

退相干历史解释（DH）：只有足够粗略的历史才能被估计，太过精细的历史会彼此干涉，也称作“一致历史”，“多历史”

我们每时每刻都经历着多重的历史，世界上的每一个粒子，事实上都处在所有可能历史的叠加中，但一旦涉及到宏观物体，我们所能观察和描述的无非是一些粗略化的历史，当细节被抹去时，这些历史便互相退相干，永久的失去了联系

费因曼提出的路径积分是第三种等价的表示量子力学的方法

电磁力与弱相互作用力是统一的，是同一个力的两个方面

量子色动力学，描述夸克之间的强相互作用力

量子论如何与广义相对论结合在一起，构造出“万能理论”

超弦理论，M理论