《时间简史》chapt4 不确定性原理
“非常严谨的逐层推理，每个章节都要看3遍以上，没有足够的脑容量，看这本书还真的不容易”，这是给朋友说我读这本书的感受，但是要坚持下去，如果不仔细研读，囫囵吞枣，则失去了看书的意义。
“如果人们不能准确的测量宇宙现在的状态，那么就肯定不能准确的预测将来的事件！”
这一章Dear Hawking会告诉我们宇宙不确定性是什么？波粒二象性是什么？广义相对论和量子力学两种经典理论的矛盾点是什么？
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当我们知道某一时刻太阳和行星的位置和速度，就可以推测其他行星的位置和速度。这种情形下的决策论是显而易见的。
但是拉普拉斯提出，有没有一种规律，制约着所有的事物，包含人类的行为！这样的科学决定论和宇宙决定论产生冲突，伟大的爱因斯坦认为“上帝是不掷骰子的”。
通过科学家詹姆斯.金斯做的推断，热体在所有频率发出同样的电磁波，显然总能量不可能是无限的，是科学决定论被抛弃的征兆。
2
普朗克提出，光波等其他波不能以任意的速度辐射，只能以某种量子的波包发射。因每个量子有确定能量，频率越高，则能量越大。那么高频下辐射所需的能量也越大，当能量不足以支撑我是，则辐射会减少，那么能量消耗的速率就有限了。
量子假设很好的解释了热体的辐射发射率。但直到海森伯提出不确定性理论后，才真正让人们意识到科学决定论的意义。
3
海森伯通过实验得出，粒子位置的不确定性x质量x速度不能小于一个常量（即普朗克常量），并且这个结果不局限于粒子位置和速度的方向以及粒子的种类。
不确定性原理是世界一个不可避免的性质。对我们的宇宙观有非常大的影响！
不确定性推翻了拉普拉斯的科学决定论，即完全确定的宇宙是不存在的，我们连现在的宇宙都无法准确预测，那就更不能预测将来的事件！
海森伯、厄文.薛定谔和保罗.狄拉克将不确定性和力学结合表述为量子力学，即粒子不再分别定义速度和位置，而是具有速度和位置的结合物，即量子态。
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量子力学是用来预言一组可能发生的结果，描述的是每个结果发生的概率，即人们可以预约一个结果出现次数的近似值，却不能对某个结果做预测。
量子力学的非预见性或随机性被引入科学，影响了几乎所有的科学，除了引力和宇宙的大尺寸结构。
这里特别提出对量子力学做出突出贡献的爱因斯坦，从不接受宇宙受机缘控制的说法，也许生活中有些很固执的人，但是会在其他地方很优秀，所以善于使用或引导他的优势，避免使用其不足之处。
5
粒子在某些方面的表现和波的表现非常类似，他们都没有确定的位置，都是被抹平为一个概率分布。
这样，量子力学就存在着波粒二象性：即可以将波考虑为粒子，而为了其他目的也可以将粒子考虑为波。如肥皂泡上看到的颜色，就是因为水膜旁边的光反射引起，当光的波峰和波谷重合时，就会互相抵消，对应的光就不在反射光中出现，所以显得五彩缤纷,就是光干涉典型的例子。
同时，因为波粒二象性，粒子的双缝实验也和波一样，互相干涉，形成亮暗条纹的特征花样。
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粒子间的干涉对我们理解原子结构非常关键，如果没有量子力学，那么按照力学和电学定律，原子很快坍缩为非常高密度的状态。
对应简单的氢原子，只有一个电子围绕着原子核运动，将这个点子看作一个波，如果波在整数倍波长的轨道上进行旋转，每绕一圈波峰总在同一位置，所以波就相互叠加，这些轨道也对应于波而且可允许的轨道。不是整数倍的轨道上，波峰和波谷相互抵消，这些轨道则是不允许的。
利用氢原子的分析和查德.费恩曼的引入的历史求和是描摹波粒二象性最好的方法，可以去计算更复杂的原子甚至分子的运行轨道，说明原子是不会坍缩的。
量子力学允许预言围绕我们的所有东西。
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爱因斯坦的广义相对论制约了宇宙的大尺度结构；奇点定理指出，在两种情形下引力场会非常强：黑洞和大爆炸。经典广义相对论因预言无限大密度的点而自身垮台！
经典力学因预言原子必将坍缩而垮台，那么能够将广义相对论和量子力学结合起来的理论是什么呢？
因为我们已知这个理论的一系列特征，接下来再一起从其他力的角度来理解一下统一的量子理论。
