上帝的骰子，量子物理大白話：高中聽不懂、大學沒真懂，100萬粉絲的「量子學派」部落格創始人，用漫畫讓你笑著看懂。

名人推薦：大同高中物理老師／劉彥廷

第一章 從光的本質說起

誰能想到，人類會在與光的較勁中發現量子。有人曾經說過，越是簡單的事物，本質就越複雜！
這是一個漫長的故事，讓我們先從光的本質說起──
很久很久以前，人類祖宗的祖宗就在思考：這世界到底是由什麼構成的？
腦洞最大的是古希臘哲學家，他們的思考力超過了全球99.99% 的人類。
不僅如此，他們的動手能力也相當強──
找到世界的本質很簡單：把一塊石頭敲碎，再把最小塊敲碎，再把最最小塊敲碎⋯⋯。
敲敲敲，一直敲下去。最後敲不碎的，就是──「原子」。
敲個石頭，古希臘人就敲出了「世界由原子構成」的理論？看來，這世界沒有什麼可以阻擋古希臘人前進的步伐。如果有，那就是光了。那麼，光是由什麼構成的？
但是再厲害也不能用槌子去砸光吧？看能不能砸個「光子」出來。只聽說過司馬光砸缸，但沒聽說過司馬缸砸光啊。
所以，這些智商過剩的人類，就開始研究光了。
古希臘哲人再一次展示出他們驚人的物理直覺：光由一粒一粒非常小的光原子所組成。
古印度人不服氣：你們瞎編的，我怎麼只看到一條線？
古埃及人表示贊同：我看到的也是一條線。
古希臘人點點頭：嗯，普通人看到的光是一條線，天才看到的光是一粒一粒的。
古巴比倫人剛打算開口反對──聽完這話，還是乖乖閉嘴吧⋯⋯。
古印度人一臉執拗，
古希臘人再回嗆：還不服？那你們搞個新理論出來單挑！
古印度人嚇得再也不敢說話。
就這樣，微粒說一直統治著上古科學界。直到17 世紀初，它才迎來宿敵──波動說。
這個理論率先由情場失意的數學教授格里馬爾迪（Francesco Grimaldi）提出，這個失戀的男人躲在小黑屋裡瘋狂的做實驗。讓一束光穿過兩個小孔後，他彷彿看到舊情人眼裡水波的流動。一瞬間他頓悟了，這不正是一種「繞射」現象嗎？
最後，他哭鬧著向全世界宣布：光是一種波。
不得不說，失戀的人最會找事了。
就這樣，波動說與微粒說開啟了長達三百多年的戰爭。
1663 年左右，英國科學家虎克加入波動學說的陣營中。一開始波動派挺高興的，總算盼來一位猛將。
誰知道，虎克同時也招來了一位瘟神⋯⋯一向視虎克為死對頭的牛頓發話了：既然你虎克支持波動說，那──我牛頓從今以後支持微粒說！
雖說敵人的朋友就是敵人，但牛爵爺你這樣任性──實在太不科學了！
1672 年，牛頓發布光的色散實驗，矛頭直指波動說要害。行家一出手，便知有沒有。形勢不妙，另一位波動說大將荷蘭物理學家惠更斯急得直跳腳：牛頓，你實驗搞錯了！
牛爵爺何曾這樣受過別人的質疑，在惠更斯和虎克相繼去世後，1704年，他開了大絕出版《光學》（Opticks）一書，並在序言中寫下：「為了避免對這些論點的無謂爭論，我推遲了這本書的發行。」波動說陣營群龍無首，無人應戰。
就這樣，牛頓帶著微粒說威震四方，成為當時無人能及的一代科學巨匠。
整整一個世紀，幾乎無人敢向牛爵爺與微粒說挑戰。

第一章 從光的本質說起

誰能想到，人類會在與光的較勁中發現量子。有人曾經說過，越是簡單的事物，本質就越複雜！
這是一個漫長的故事，讓我們先從光的本質說起──
很久很久以前，人類祖宗的祖宗就在思考：這世界到底是由什麼構成的？
腦洞最大的是古希臘哲學家，他們的思考力超過了全球99.99% 的人類。
不僅如此，他們的動手能力也相當強──
找到世界的本質很簡單：把一塊石頭敲碎，再把最小塊敲碎，再把最最小塊敲碎⋯⋯。
敲敲敲，一直敲下去。最後敲不碎的，就是──「原子」。
敲個石頭，古希臘人就敲出了「世界由原子構成...

老師，應該是知識的表演者
大同高中物理老師／劉彥廷

最初，我以為我拿的是一本談量子力學的正經科普書；翻了幾頁後，我開始懷疑它是漫畫書；再看了幾回，我發現我看的應該是章回小說；最後，闔上書本我才明白，我看的是一場精彩的「科學脫口秀」！

知識工作者，可以就知識鏈的位置，概略的分成兩種類型：「知識的生產者」和「知識的傳遞者」。前者如大學教授、科學家等，他們位於知識的上游，專門研究、產出知識，不斷的將人類的認知邊界往外拓寬。後者如老師，他們位於知識的中游，負責捧起前人努力獲得的知識，小心翼翼的傳到下游，讓所有的孩子都能拿著知識果實，站在巨人的肩膀上，看得更遠，跳得更高。

我是一名科學教育工作者，但比起將自己定義為知識的傳遞者，我更喜歡將自己定義為知識的表演者。我認為，好的老師應該像一名演員，盡可能的將知識「演」得有趣，將課程設計成一場場精彩的「秀」，吸引學生、引起學生的興趣。

在科學教學上，課程要「有趣」，不外乎就是三點：
第一，深具張力的演示實驗。
第二，幽默的口條。
第三，生動有趣的比喻和例子。

關於第一點，深具張力的演示實驗，在我學習、教授物理的生涯中，看過最精彩、最具戲劇性的演示實驗，莫過於麻省理工學院（MIT）的瓦爾特．列文（Walter Lewin）教授，有興趣的讀者可上網查詢。看完後，保證讓你印象深刻，點燃你的物理之魂。

至於後面兩點──幽默的口條、生動有趣的比喻和例子，我認為本書的作者絕對是個中翹楚，值得所有科學教育工作者取經。

關於幽默的口條，我很少看科學類的書會從頭笑到尾。舉個例子，作者在引言開頭，談到如何學習量子力學時，引用了「不自量力」這個成語，但這四個字，絕對不是你知道的那個意思！他說，什麼是不自量力呢？就是「不要自學量子力學」。

再舉個例子，提到量子力學之父──普朗克時，作者說他「除了彈鋼琴之外，什麼興趣都沒有」；談到與愛因斯坦齊名的大神級科學家──波耳，作者調侃他「擁有北歐海盜血統，從小就是科學流氓」；談到包立（沒錯！就是「包立不相容原理」的那個包立），因其不畏懼權威，敢於批評老師和前輩的個性，被比喻為「上帝之鞭」。這些科學大神，在作者詼諧的文筆下，雖稍誇大了缺點，卻也因此有了「人性」。科學與人文，作者用幽默，調出了黃金比例。

至於生動有趣的比喻和例子，作者在書中提到牛頓三大運動定律時，他是這樣講述的：
第一定律：所有的物體都很懶，都想活在舒適區！
第二定律：想加速前進，你就得多用點力！
第三定律：一個巴掌拍不響，兩個巴掌啪啪響！

看到這，也許有部分物理專業的人，開始眉頭緊皺，心中暗道：「這種胡說八道的內容，可以稱得上物理嗎？」

以前的我，也有同樣的想法，總認為真正的科學知識是嚴謹的、不容戲謔的。但隨著教學經驗的積累，我慢慢的體會到，對於一般學生來說，並不是所有人將來都要投入物理領域，所以嚴謹的、正確的知識，也許並不是首要考量。

有效的教學，必須做到「先講學生想聽的，再講老師想講的」。本書的作者深諳此道，他完美的體現了什麼叫做知識的表演者，為我們演出了一場精彩的科學脫口秀。

誠心推薦《上帝的骰子，量子物理大白話》，給所有想了解量子力學卻不得其門而入，還有對量子力學有興趣的朋友。這本圖文並茂、幽默詼諧的好書，絕對不會讓你有「不自量力」的感覺！

老師，應該是知識的表演者
大同高中物理老師／劉彥廷

最初，我以為我拿的是一本談量子力學的正經科普書；翻了幾頁後，我開始懷疑它是漫畫書；再看了幾回，我發現我看的應該是章回小說；最後，闔上書本我才明白，我看的是一場精彩的「科學脫口秀」！

知識工作者，可以就知識鏈的位置，概略的分成兩種類型：「知識的生產者」和「知識的傳遞者」。前者如大學教授、科學家等，他們位於知識的上游，專門研究、產出知識，不斷的將人類的認知邊界往外拓寬。後者如老師，他們位於知識的中游，負責捧起前人努力獲得的知識，小心翼翼的傳到下...

量子力學的前夜

在開始讀量子力學之前，我們先了解一下「不自量力」這個詞。
其實，我在這裡想說的是：不要自學量子力學。
雖然物理學家費曼先生說過：「沒有人真正了解量子力學。」
不過，可別被「不自量力」給嚇到了。

但真正的勇士，敢於面對複雜的量子，敢於追趕智商的差距。
不過，為什麼要了解量子力學呢？
有什麼用嗎？

因為它是現代科學的基石，現代工業有50%與量子力學有關。
雖然沒有辦法直接體驗量子力學，但它確實是最有用的物理理論。
沒有量子力學，就不會有雷射、手機、電腦、衛星導航；
沒有量子力學，也不會有電子顯微鏡、原子鐘、核磁共振……，
沒有量子力學，更不會有量子計算、量子通信。

想了解量子力學，
得先學習一下牛頓力學。

國中時我們就學過牛頓三大運動定律。
牛頓第一定律即慣性定律：不受外力的物體，將在慣性中保持靜止或等速直線運動的狀態不變。
接著，他又給出第二定律，說明力、質量和運動之間的定量關係：物體的加速度與它所受的外力成正比，與它的質量成反比。
牛頓第三定律則指出：兩個物體間的作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上。

說得通俗一點就是，牛一定律說：所有的物體都很懶，都想活在舒適區！
牛二定律說：想加速前進，你就得多用點力！
牛三定律說：一個巴掌拍不響，兩個巴掌啪啪響。

牛一定律說明了力是改變物體運動狀態的原因；牛二定律指出了力使物體獲得加速度；牛三定律解釋了力是物體間的相互作用。
除了牛頓三大運動定律，再加一個萬有引力定律。牛頓完成了古典力學架構，統一了萬物運行背後的道理。
這非常簡單易懂，理解起來完全無障礙。但是，對今天的人們來說非常簡單的牛頓力學，卻是兩千多年來科學家們的智慧結晶。

在牛頓建立宏觀力學之前，人類尊崇鬼神之學。
神學家、占卜家、星相學家、巫師等都是搶手貨。
不要說目不識丁的小老百姓，就連接受過高等教育的帝王也會「不問蒼生問鬼神」。
誰最會裝神弄鬼糊弄人，誰就能成為一方教主……。
上帝實在是看不下去了：再這樣下去，我的位置都保不住了。

天不生牛頓，萬古如長夜：讓牛頓誕生吧！
就這樣，天之驕子牛爵爺誕生，開始了他兩百餘年的科學界統治。

牛爵爺總結的定律太厲害了，使得一大批粉絲蜂擁而至！
大家都相信牛頓定律就是宇宙的終極真理，宏觀世界很快熱鬧了起來。

科學家們苦幹實幹加巧幹，一直幹到20世紀，終於建成了一座宏觀物理學大廈。
古典力學、熱力學、光學、電磁學等在大廈裡各司其職。

1900年，物理學界的「大巫師」克耳文男爵也露出了老父親般欣慰的笑容，他躊躇滿志的宣布：「科學大廈已經建成，往後的物理學家能做的，僅僅是一些零星的修補工作。」

這下好了，科學大廈都建好了，科學家似乎也沒什麼事好做的了。叫你們沒日沒夜的追求真理，現在都要失業了吧！
眼看科學研究經費一年比一年少，前途一片黯淡。這時，哥本哈根學派的一幫年輕科學家開始掀桌子。
這群科學家囔囔著：必得自謀生路了，再這樣下去都得去工地搬磚頭了。宏觀世界確實沒什麼事能做了，但是還有微觀世界啊！

牛頓力學只適用於宏觀世界，可是一旦深入微觀世界，例如原子級別，這套理論就完全無用武之地了。
於是，這幫年輕科學家轉戰微觀世界。終於不用擔心失業了，他們激動的歡呼：牛頓力學主宰宏觀世界，量子力學主宰微觀世界！
這兩個世界，最後讓奧地利物理學家薛丁格的貓管理邊界，大家井水不犯河水，各自領取研究經費。

那麼，量子力學到底是怎樣誕生的呢？
這就說來話長了……

人類在研究光的過程中，偶然邂逅了無辜的量子。因此我們的故事，得追溯到一個古老的問題──光是什麼？

那麼，光究竟是什麼呢？
是粒子？還是波？

量子力學的前夜

在開始讀量子力學之前，我們先了解一下「不自量力」這個詞。
其實，我在這裡想說的是：不要自學量子力學。
雖然物理學家費曼先生說過：「沒有人真正了解量子力學。」
不過，可別被「不自量力」給嚇到了。

但真正的勇士，敢於面對複雜的量子，敢於追趕智商的差距。
不過，為什麼要了解量子力學呢？
有什麼用嗎？

因為它是現代科學的基石，現代工業有50%與量子力學有關。
雖然沒有辦法直接體驗量子力學，但它確實是最有用的物理理論。
沒有量子力學，就不會有雷射、手機、電腦、衛星導航；
沒有量子力學...

推薦序 老師，應該是知識的表演者／劉彥廷

引言 量子力學的前夜
第一章 從光的本質說起
第二章 舊量子論的奠基
第三章 量子力學的基本定律
第四章 愛因斯坦和哥本哈根學派的偉大戰爭
第五章 薛丁格的貓
第六章 貝爾不等式
第七章 量子力學的應用

推薦序 老師，應該是知識的表演者／劉彥廷

引言 量子力學的前夜
第一章 從光的本質說起
第二章 舊量子論的奠基
第三章 量子力學的基本定律
第四章 愛因斯坦和哥本哈根學派的偉大戰爭
第五章 薛丁格的貓
第六章 貝爾不等式
第七章 量子力學的應用