说明
以下的讲稿在演讲以前就完全写好了，实际讲演时由于一没有ppt协助、二临场发挥欠佳，少讲了很多，发挥得也不太好，看看这篇讲稿应该可以补充一些。《上帝掷骰子吗》可以在http://book.sina.com.cn/nzt/liangzishihua/在线读。
开讲
由于准备过于充分——已经把整个讲稿写好了，所以讲的时候可能会有些拘束，而且不能放ppt，所以我总要经常看稿子，请大家原谅。我讲的东西都会在稍后贴到我的博客上去——EPR.yculblog.com，大家知道EPR是什么吗？这也是我的未名id，听完这次演讲大家至少能知道它大概是什么东西了。
关于这个“pp”，本来想留点悬念的，不想ZXM就帮我宣传了，我原来不想起这么个花哨的名字，其实咱们系里自娱自乐，不起名字都行，反正大家知道是有关小古和科学就好了。
PP首先是普普，“普及的普及”的意思，我这次的主要目的不是做科学知识的普及，当然，大家若想和我聊聊什么科学知识，以后有机会，我也是很乐意的。我的目的，我感觉我就像是个搞推销的——我在推销科普书籍。科普书是普及科学，但是目前来看科普书本身很不普及，大家都对科普书敬而远之。而我首先就想和大家讲讲如何看待科普书，如何阅读科普书，希望能提起大家的一点兴趣。
其次，大家看到pp恐怕第一个就想到ppmm吧。这也是我希望给大家带来的科学印象——惊艳、神秘、可爱的美女，我希望能激发大家的兴趣，主动去亲近她、了解她。
再次“贴pp”是贴照片的意思，我想给大家介绍的就是一些外围的印象，我们不需要自己亲身去深入、去攀岩，我们可以通过那些漂亮的照片，得到关于科学的一些印象。虽然总是比不上亲自走一遭，但是即便不亲自搞科学，看看照片也可以了解到科学的有趣和自然的神奇。
PP还是“点点”的缩写，时间只有一点点，我的能力也只有一点点，反正我只是指点一点点东西，希望大家能感到有那么一点点意思，就好了。
PP也是“物理学哲学”的缩写，但我其实将要尽量避免扯上哲学。事实上，现在市面上有很多“哲学家”对物理学有一些字面上的一知半解，就在那里大谈哲学，说实话我是比较鄙视的。我只是随便聊聊，哲学上面的思考大家都可以做，但是火候不够的时候千万不要嚷嚷。
ZXM当时给我补充了一个，说还有打pp之意，咳。
第一话：读不懂的收获
讲到科学，大家可能不感兴趣，但正因如此，我觉得我才很有必要给大家谈谈科普。
现代科学与人文日益分化，正像我们上海市原师长徐匡迪院士严厉地说过的那样，科学家们普遍没文化、人文学者普遍不懂科学，
诚然，现代的自然科学与人文学科都越来越专业化，一个人的精力有限，很难全面地都去学习。然而，盖尔曼曾愤怒地指出过——或许偶尔会遇到一个不知道莎士比亚的科学家，但你永远也不会遇到一个以不知道莎士比亚为荣的科学家，但是艺术人文领域甚至社会科学领域却常有人以几乎不懂科学或数学为自豪！这话说得相当尖刻，但我们可以观察一下、反省一下，这样说不是毫无理由的，许多人文艺术领域的人，对科学没有兴趣的原因到底是因为接受能力有限，还是因为简直是不屑于去了解？在中国，这种情况更为严重——科学界与人文界之间存在互相鄙视、互相看不起。在我们系，各个专业之间是不是也有这种情况？我们当然不能指望搞西哲都像张祥龙老师那样中西会通，但我希望搞西哲的不要因不懂中哲为荣、搞逻辑的不要以不懂科哲为荣，等等。
我并不指望科学领域的人都能像薛定谔那样熟通古典文学和哲学、掌握英、法、意、西四种现代语言的读写，如同希腊文和拉丁文一样好。曾将《荷马史诗》译成英文，将法国人的诗译成德文。还于1949年出版了一本个人诗集。爱好绘图和雕塑，对戏剧情有独钟，热爱自然、喜欢登山……也不指望人文学者都能有多么高的科学背景。但至少应该多一点互相尊敬，要是你没听说过薛定谔正如没听说过怀特海，并不奇怪，但这绝不是什么光荣的事！
ZXM听说我非但要讲科学，还要讲量子力学，吓得不行，说这个主题太深了，最好普适性强一点、受众广一点什么的。我感到无奈得很。事实上，量子物理固然高深，恐怕再找不出比量子物理更高深的玩意了！但科普书实在称不上不高深，尤其是对咱们学哲学的人来说，连胡塞尔都敢读的，还会怕这通俗科普读物吗？我给大家推荐的这本书，是我最近读过的最俗的书之一，它不仅是通俗文学，还是网络文学。以我个人的感觉，这本书简直通俗过了火，我个人并不是最喜欢这样的风格，我最喜欢的量子科普书还是约翰·格里宾的《寻找薛定谔的猫》——这是我读的第一本量子科普书，虽然说这本书的中译质量奇差，但作为课余随便看看的话，术语混乱的关系也不大，格里宾的书非常好，哲人石丛书里还有他的几本书，都非常精彩；另外还有一本最近出的第一推动第四辑里头的《新量子世界》也不错，关于量子物理的优秀科普书在国内外都非常少，因为实在是太难写了！
提到这类所谓“高端科普”书，大家最耳熟能详的恐怕就是霍金的《时间简史》了，顺便提一句，《时间简史》这本书其实一般，当然霍金写得是非常精彩，但我并不作为首先推荐书给大家，关于相对论之类的主题，基普·索恩的《黑洞与时间弯曲》是我读过最好的，格里宾的《大爆炸探秘》也非常好。当然《时间简史》的最大好处是它比较薄，比较通俗和简短，但不如索恩或格里宾谈得清楚。
人们说《时间简史》是买的人多，读的人少，读了的也读不懂，因为太深奥。其实不然，物理学是深奥的，但那些科普书不深奥，这些科普书以中学的物理基础去读就足够了，时间简史我就是在初三时花了两三天读完的，其实中学物理也不用掌握得多好，只要知道几条守恒律就差不多了，第一条是质能守恒，不知道这一条老想着搞永动机那是不行的；第二条比如说是电荷守恒，其实只要知道除了质能守恒之外还存在别的守恒律就好了，我看到的几个民科都知道质能守恒，但不知道别的，以为把1800个电子压在一起就是一个质子，那是不行的。大概知道这样一些物理常识，不要读了科普书变民科就好了。但其实民科更该读读量子力学，我看到很多民科嚷嚷着推翻爱因斯坦的，还真很少看到有试图给出一条量子力学新解释的民科。我高一时和一个民科通信，当时就把那本寻找薛定谔的猫推荐给他。
总之，我以信誉担保我所推荐的科普书都很通俗，至少比绝大多数没读过它们的人想象的要通俗。
但为什么人们都说《时间简史》读不懂呢？那也是很正常的，因为物理学是深奥的，读懂了才怪呢！要是你读了两本科普书就说相对论、量子力学我搞明白了！恭喜你，你已经变成民科了！
好像是传说中的刘兵老师给《时间简史》想了一条广告词“阅读霍金，懂与不懂都是收获”，这条广告语很成功。有个辛普里对此发表了一些异议，说得也不无道理，但关于读不懂究竟还能有什么收获，我有我的看法。
其实，首先有一个思维习惯转变的问题，例如量子力学那样的科普，与人们印象中的传统的科普是非常不同的，传统科普的目的就是让你“读懂”，以这种要求去看新物理学的科普，自然会觉得读懂了才算成功，读不懂就是失败，读者搞得越明白就越多收获。但其实不是这样。
我们印象中的传统科普，其典型就是《十万个为什么》，仅从书名上就可以知道这类科普的特点：
这种科普的特点是，首先从“为什么”出发，人们首先是带着迷惑不解的问题去读科普的，比如“为什么有彩虹？为什么天是蓝的？呀，这是怎么回事？哇，那又是怎么回事。”，然后科普书——常常又以一个秃顶白胡子戴眼镜穿白大褂的男性老头为形象代言人——就向我们揭示其中的奥妙：“这个是因为这个，那个是由于那个，因为所以科学道理……”，最后读者看明白了，说一句“噢，原来如此！”，这科普便算是成功了。
但是量子科普的情形正巧是颠倒的！我们首先并没有带着什么“为什么”去读这类书，生活大多数能想到的问题用经典力学解释足矣，有哪些人想得到问什么黑体辐射什么什么的问题？我们乍听到量子力学的概念，虽然不懂，但或许还是不以为然——“所谓量子，不就是说能量是非连续的、是一个单位一个单位的吗？不过如此吧。”但是，读量子科普不会是越读越明白的，反而是越读越糊涂！你读完这本量子科普书，最后把书一拍，说一句：“天哪！这都什么乱七八糟的啊！”——那说明本书的效果不错！
“十万个为什么”的科普，其目的是把我们从惊奇和疑惑变得理解，是“去惊奇”的、“祛魅”的科普。读完那些科普，即便还有惊奇，也只是对科学的威力的惊叹，这种科普当然是非常必要的，它让人们脱离蒙昧、摆脱迷信。然而，十万个为什么之类的科普接触得多了，容易养成习惯，以为无论是十万零一个为什么还是百万个为什么，一切的为什么都可以被科学解释似的，便容易以为科学能解决一切问题那般，便容易变成科学迷信、科学万能论者、唯科学主义者。
一般科普是为了破除神秘的，量子物理的科普却反其道而行，它希望将宇宙间最深奥难解的神秘展示给读者。它对于神秘并不提供解答——或者说提供了一打子解答，总之绝不同于一般科普只提供唯一的、科学的、正确的解答。它有助于人们理解在科学探索的最前沿，那帮科学家到底是怎么搞的！
前几天我刚刚写了一篇关于科学与宗教相似性的论文，其中谈到大科学家的宗教情结时，我引述了普朗克、爱因斯坦、波尔、海森堡、薛定谔、玻恩、费曼、玻姆等许多大科学家关于宗教的的言论，他们的观点虽各不相同，但态度全都是宽容的、接纳的甚至赞美的。而我所罗列的这串名单竟无一例外都是在量子物理学的探索中贡献突出的大物理学家！甚至，只要在这串名单上略添几个人物——例如狄拉克、泡利、德布罗意等，差不多就得到了20世纪理论物理学家的“梦之队”。除了对宗教普遍表示友善之外，这些最顶尖的物理学家往往都是多才多艺，爱因斯坦爱拉小提琴、普朗克、海森堡、玻恩等擅长钢琴、科学顽童费曼就更不必说了……对了，本想推荐走近费曼丛书的，最近费曼突然变得很热的样子，费曼传、走近费曼丛书、新版费曼物理学讲义都冒出来了，但热得很应该，费曼太有意思了，走近费曼丛书里头的《别逗了，费曼先生》和《发现的乐趣》推荐给大家。格里宾写的费曼传就叫《迷人的科学风采》，费曼的风采可与我们习惯印象中的秃顶白胡子戴眼镜穿白大褂的男性老头，或者以陈景润为典型代表的科学家形象是截然不同的。
对了，一开始提到的薛定谔很有意思，在哲学上他不仅喜欢古希腊，还对印度吠檀多哲学十分推崇，又比如波尔喜欢克尔恺郭尔，都有点神秘主义的味道。如果说费曼是老顽童周伯通的话，薛定谔的地位毫无疑问是段正淳！这本书上第136页有一个饭后闲话，说薛定谔的女朋友，大家可以去看。
我们知道，物理学可谓是最纯粹的自然科学，而量子物理又是最基础的、最“还原”的、最前沿的领域。然而，为什么似乎在科学家中间最“不务正业”的、最喜欢“谈玄论道”的、对人文、艺术和宗教最接纳的，恰恰也是那帮搞量子物理的？虽然在理论物理学家中也有许多抵制和厌恶宗教之类的非科学的人，但例如于生物学、经济学等领域的其他科学家相对照，似乎可以说量子物理学家们简直是最少“唯科学主义”的一类科学家！
我相信，这绝不只是巧合。量子物理的探索是最令人着迷的，量子物理学家与自然的神秘是最亲近的，他们最容易体会到自然之美和深邃，
费曼曾说到：
诗人们总说，科学家看不见星星的美丽——星星在科学家眼里仅仅是一堆聚集的气质原子。没有什么是“仅仅是”。我能看见沙漠夜空里的星星，也能感觉到它们。但是我是不是看见得比别人少，或者多些？广袤的天空激起了我的幻想——盯着这个旋转的天穹，我用我的小眼睛能捕捉100万年以前发出的光线……或者可以通过帕洛玛山上的大眼睛（望远镜）来观测这些星星，望远镜能把大量从同一光源发射的光聚焦到一起。也许本来这些光就是在一起的。这是一幅什么图像，或者说这意味着什么，或者说为什么这样？我们知道一点宇宙，并不影响宇宙的神秘性。因为宇宙比以前任何一个艺术家能想象的都要奇妙得多。为什么现在的诗人们不说这个呢？
诗人们歌唱的自然当然也是美丽的，但科学家所探索的“自然”同样也应是美丽的，这些美丽应当是殊途同归的。我们对牛顿力学所描绘的冷冰冰的机械的自然图景过于熟悉了，想要摆脱这种冰冷感，一种方法是忘掉科学、拒斥科学，专搞人文；一种是求助于神秘主义的伪科学，看那些什么《未解之谜全纪录》；但是更好的方法是，不妨看一看量子物理！
注意到，量子物理所揭示的自然的“神秘”，与《未解之谜大全》、《神秘的麦田怪圈》、《神秘的百慕大三角》这些是完全不同的，那些所谓的科普书大都只是哗众取宠、故弄玄虚。当然，我也要提醒大家：不宜把量子物理过分神秘化了。科学一定是寻求对自然的理解的，不可能有研究“超自然”的科学。量子力学并非说自然不可理解，量子物理学家都是在执着的追求对自然的理解。但量子物理确实又在另一种意义上是不可理解的，因为它恐怕无法用日常的思维方式去理解，而且或许将会出现多种不同的理解而同时都是“对”的。
读量子物理的科普，不仅仅是“懂与不懂都是收获”，而恰恰是“读不懂才是收获”。我的意思当然不是说读作者的文字表述读不懂，而是说“读完书以后感觉到——不懂！”从而对自然的深邃、科学的奇妙有所感受，那就好了。波尔说：“谁不惊异于量子理论，谁就没有理解它。”费曼说：“如果有人说他懂量子力学，那他是在撒谎。”泡利：“警惕，警惕理智和科学。/人类最高权势可怕地结成联盟。/你们会受巫术那耀眼产物的迷惑。/再经历神秘量子领域的引诱。”
第二话：如何读科普书
我们搞明了读高端科普书的目标不是在于读懂那些科学知识，那么，我们可以怎样读这些书呢？
就这本《上帝掷骰子吗》来说——这是一本“史话”，主要是按照历史为线索写的。而且按刘兵老师的讲法，作者并没有专业科学史的训练。因此，我的理解是不妨把这本书当作一本历史戏说或演义来读，就像读《三国演义》类似。该书中的叙述虽不至于三分真七分假，但许多科学家的对话和争论都是虚构的，确实有点演义的味道。
无论是正史还是野史还是演义，我们读历史书有一种方法——除了我们是要搞专业历史研究的话，那需要把历史书读得很透，对其中的细节都加以分析和理解。但如果我们是把历史书当小说书、消遣书来读，就不用那么较真。许多技术性的地方我们都可以跳过去，比如说我们不必详细理解某某人具体有哪些治国政策，而只关心“在某某人的治理下，百姓安居乐业，或者民怨沸腾”这样的结果就可以了。
读量子史话还比如看武打、看下棋。比如说量子物理史上最著名的爱因斯坦和波尔的争论，这场争论在科学史上是空前绝后、惊天地泣鬼神，再找不出比之更精彩的争论了！我们读着他们的一来一往，就好像看着两大武林高手在那比武、两位仙人在那下棋那样。显然，我们不能对他们的招式有多深的理解，甚至于他们出招可能令人眼花缭乱得根本看不清楚，但这仍不影响我们去欣赏其中的精彩。当然，我们看得越明白、理解得越多，越能够体会到精彩，但即便我们对招式的理解非常有限，也可能陶醉于那精彩绝伦的氛围中。
再举一个例子：好比说看名侦探柯南好了，这动画片大家都听说过吧？对名侦探柯南怎样的欣赏法呢？我们知道名侦探柯南每一回都是一组精彩的案件，其中的机关、伏笔、推理等等，设计得非常精彩。如果思维上跟得上，能够跟着柯南一起分析和思考其中的机关巧妙，那是最让人激动的。但我想许多人经常懒得这样看，尤其是许多女生，看柯南更注重的是剧情吧，比如迷灰原哀什么的，还有小兰迷、基德迷等等，那么这些人看名侦探柯南就不是要去理解其案件的推理了。另外，即便连剧情都不关心，只其中的精彩画面、紧张刺激的氛围、还有它的轻松搞笑，这些都能成为名侦探柯南吸引人的地方。看这类高端科普书也是类似。倘若我能深入地体会那些数学公式的奥妙、理解那些思想的来龙去脉，我当然会觉得那是最精彩的。但是我跳过那些技术性的东西不管，光看情节、领略气氛，同样也能读得津津有味。
正如中国历史上的三国时期，纵观整个科学史，最为激动人心的、英雄辈出的篇章无疑是量子力学的发展史吧！量子物理史是最富有活力、最富有朝气的，这绝不仅仅是因为它是最新的前沿；事实上，量子力学被人们戏称为“男孩物理学”，因为量子物理史上闪耀的明星们，出道时都非常年轻——爱因斯坦26岁、波尔28岁、德布罗意31岁，当海森堡24岁时为量子力学的奠基做出关键性的突破时、同样做出主要贡献的同行们：泡利25岁、狄拉克23岁、古兹密特23岁、约尔当23岁，36岁的薛定谔和43岁的波恩和他们比简直是老头了！之前的科学史上也不乏天才少年，但像这样一个靠一群年轻人创出一个新时代，再无第二例。仅凭这点，就足以看出量子力学的澎湃激情。
对了，这和什么相似呀？——数学！数学史上做出突破的往往都是那些二、三十岁的天才少年。高斯、伽罗瓦、阿贝尔、拉马努金等都是典型，谁能想出一个大器晚成的伟大数学家？反正是极少的。一个似乎是叫做阿德勒的数学家说过：数学家的职业生命是极短暂的，二十五岁至三十岁是他们的黄金时段，如果过了这段时间还是没有什么创造性地成就的话，就应该早点放弃这个行当，因为再晚也不会再有什么改观了。我们接触到的数学家的榜样是华罗庚，他教导我们天才是勤奋出来的，这也没有错，天才确实需要勤奋，但勤奋出天才这条信念着实害了不少人。许多人不明白人各有所长，偏以为谁都能成为爱因斯坦，结果出了好多民科。最可悲的是民科的主要志向恰恰集中在哥德巴赫猜想这一数学难题和推翻爱因斯坦这一新物理学的领域。你看，这两门科学正好是最需要天才的，民科若真爱科学，真想为科学事业做些有益的事，不妨去做博物学啊、天文观测啊，没准也能做出些惊世骇俗的新发现啊——至少比七老八十的钻研哥德巴赫猜想更有希望。
量子力学家与数学家在这一点上的相似点说明什么呢？首先，现代物理学越来越多地依赖于数学，要搞现代的物理学几乎必须得熟练数学。另一点是，量子力学的深奥已经完全不能被日常语言所把握了。即便是薛定谔、玻姆那些量子力学正统解释的反对者，他们认为量子世界是是实在的、是可理解的，但他们也承认：以目前的日常语言是难以理解量子世界。可能理解量子世界的是数学的语言，量子物理力学家确保自己不至于过于疯狂的最好办法就是更多地运用抽象的思维。
言归正传，说这本书：和刘老师主要把此书向理工科大学生推荐，但我还是坚持向各位也推荐。即便说大家看这些书起不到传统科普的效用，仅仅是看作史诗、小说、消遣书，我也觉得值得向大家推荐。
不过，看这些高端科普书又有一个问题了——既然我看不懂那些科学，那么对于其中的一些结论，我们应该持怎样的态度呢？
对不是亲眼看到、亲手尝试的事情应该持有一定的怀疑（即便亲眼看到的事情也应该怀疑），这是科学精神的一部分，但也不应该偏执过头。十万个为什么的科普经常是可以让我们检验的，比如当年我看到说嚼米饭会把淀粉嚼成麦芽糖，就要了一口饭嚼啊嚼，果然变甜了。但是例如新物理学告诉你存在着反物质而且反物质和物质碰在一起会湮灭……显然我们没有办法去验证它。甚至于大多数科学家也没有机会去验证那些事情，做那勾当需要依靠庞大的回旋加速器，像美国有些加速器运行起来几乎要消耗整座城镇的电力。我看那些验证还是少做点为好，虽然让学生去亲自验证是培养他们科学精神的好方法，但是让每位物理系的学生都亲手操作一次粒子对碰显然是不可能的。正如生物系的学生都要解剖好多只活兔子那样，有一些科学实验似乎是被做得太多了。
我们不能苛求只有某些事情可能被我们亲身验证时才可以相信它们。科学家虽然不是绝对的权威，但毕竟还是比较可靠的。科学的力量确实强大，相信科学家可以说成了一种良好的习惯，就好比因果性这种习惯那样，毫不犹豫地接受它固然不是理性的，但毫无理由地拒斥它同样也是非理性的。我们要打破科学的权威，并不代表不应该尊重科学。
扯远了，其实，咱们看量子物理科普的一项好处，不正是要打破对科学的传统印象吗？我们从量子力学中得到的一种印象是：非但我们，连那些科学家似乎都不相信自己搞出来的科学！比如普朗克作为量子力学的开创者，他搓出了神灯里的怪物，但是他自己就第一个不相信量子力学。如果说普朗克的行为还可以看作是思想保守的话，爱因斯坦对量子力学的抗拒就完全不同了。作为最伟大、最有洞见的科学家之一，爱因斯坦的思想决不保守，但是，我们看到，爱因斯坦和波尔的争论绝对是科学的争论，而绝不是科学与伪科学的争论，也不能说是真理与谬误的斗争。当然，他们的争论也不仅仅是科学的，更是哲学上的争论，在后来的玻姆那里更是如此，他们的争论中一直牵扯到最根本的哲学问题，例如实在论与非实在论，物质与精神、主观与客观等等，这些我们下面再说。总之，我们将看到科学与哲学的密切关系。科学理论中的所谓“形而上学预设”究竟有没有，是怎么一回事，我们从量子力学中可以体会到许多。
再来说这本书，非常难得，这是一位中国人写的！我向来不看好中国人写的科普书，尤其是前沿领域的科普书。但这本书是个例外，写得很好。
虽然一次次地失望，我也时而会买一些中国人写的科普书读。比如关于量子世界的，江向东和黄艳华编著的有本《朦胧的量子世界》，这两位翻译了很多很好的科普书，但轮到自己写实在还是不行啊。一方面是写作的笔力不行，不够生动活泼；一方面是知识功底可能不够，既没深入也没浅出。但最关键的问题还是科普的理念和方向的问题，这些书还总是以居高临下地传授科学知识的态度写的，这是中国科普的普遍问题。多数中国的科普作家往往都是在力图普及死的科学知识，他们的追求无非是把那些死的东西怎样子用活泼通俗的语言来传授罢了。但西方许多优秀的科普作家不是这样，他们希望传播的东西本身就是活的，本身就是无比活泼、无比生动的，他们希望的是怎样更好地把这些活泼生动的印象与更多的人们分享，他们琢磨的是如何在通俗的表述中尽量多地保留科学本身的活泼生动、减少损失，而不是千方百计想去增添活泼。
所以，虽然不甘心，以我读了一架子科普书的经验，我建议大家若想读科普书，还是先从外国人写的优秀作品开始，可以从品牌丛书读起，比如哲人石丛书和第一推动丛书都是相当好的。
当然，这本书是个例外，我推荐大家读。可惜，这并不意味着中国的科普可以和外国人的佳作相比了。这本书实在是难登大雅之堂，因为这原是在网络论坛上连载的作品，字里行间充斥着网络语言，什么“抓狂”、“俺”、“老大”……不过这算是这本书的一个特色吧，严谨不足、通俗有余。其实外国人写的那些科普书都是非常严谨的，再通俗的书都会附上注释、参考书目、索引等，与对待学术专著的态度是一样的！而中国人自己写非但不加注释和索引，还会把引进的书的索引统统切掉！
这本书对量子物理发展的叙述确实是很有意思的，而且涉及的相关知识也很全、很新。加上不存在错译的问题，所以对大家而言这本书大概比格里宾的那本更值得推荐。
顺便提一句，这本书的编辑水准着实差得不堪！书中夹着的“勘误表”就列了八个明显错误，比如10的17次方打成1017这种只要浏览一眼就可以发现的错误出现了多次，还有些地方干脆是把“？？？”都保留了！
另外，似乎是为了美观，在每页书的右上角都有一个电子绕着原子转的太阳系式的图案，且不论加得是美观还是丑陋——其实是丑得不行——这个图形代表的是什么呀？正是经典力学的原子图像啊！用这么一个图装饰量子力学的书，感觉有点讽刺啊……
呵呵，我们终于讲到量子力学的问题了！我们下面就来看看到底量子力学对经典力学的颠覆在哪里？
第三话：神奇的量子世界
即便是从未读过科普书的同学，大概也对20世纪的物理学革命有所耳闻。其实呢，20世纪是一个物理学翻天覆地的时期，堪称物理学革命的领域大致有三个：相对论、量子力学以及混沌学。
大家最耳熟能详的大概算是相对论的革命吧，但其实相对论被称作革命的地位是有得怀疑的！事实上，相对论严格说算不得在思想上有重大的变革，从牛顿力学到相对论的变化其实并不需要库恩的范式转换来解释。现实中我们也看到，爱因斯坦的相对论一提出后便受到了物理学界的普遍接受——而并不像某些夸张的传言那样说某个时段世界上只有十三个人懂得相对论——爱因斯坦几乎是一夜成名。无论是狭义相对论还是广义相对论，在物理学界被接受和认同是相当快的——往往是民科们接受不了。虽然有一些具体问题上的异议，但是对相对论理论体系的主要思路的反对意见是很少的！
为什么呢？其实相对论依旧是建筑在经典的牛顿力学的思路之上的一套体系。
经典力学有三条与时空有关的守恒律——我们可以想象出几种与时空相关的不变性：一条是时间平移不变性。简单说就是在其它条件都一致的情况下在今天做实验和在昨天做实验得到的结果应该是一样的，这一条不变性的推论便导致了能量守恒定律；第二条是空间平移不变性，简单说就是把实验仪器移动一下做实验还是一样的，这条不变性将导致动量守恒定律；第三条是空间旋转不变性，就是说把仪器转动一个角度做还是一样的，这导致的是角动量守恒定律。好了，这三条都是牛顿力学的定律，但是相对论考虑到了什么呢？考虑到了时间与空间的相对性，对时间平移和空间平移进行了更深的思考。引出了一项新的不变性——洛伦茨变换下的不变性，简单说就是匀速直线运动下的不变性，外加设定光速不变。根据这一条不变性，导致了新的物理学，例如原先的能量守恒定律就随之改进为质—能守恒定律……
从侧面说，在当代物理学家中，相对论的思想基础是几乎没有人怀疑的，只有民科才会不断地对其思想提出质疑，这一点在中国和西方都是一样的，西方的物理学家对此也很头痛。
在这里我不详细谈了，总而言之相对论并不要求对我们的思路进行多大的颠覆，只是想得更细一些罢了。相对论的理论基础在爱因斯坦之前早就有了。爱因斯坦的伟大其实类似牛顿，他的成就在于建立了一套成熟的新体系。
当然，相对论称得上物理学革命，是因为它对原有理论的改写以及相关的实验验证和应用方面都是影响巨大的。所以说，相对论是一场理论和实践层面上的大革命，然而却并不是很明显的思想和观念上的革命。
而混沌学呢，不承认它是大革命的人就更多了，我想说，混沌学是一场思想和观念上的革命，然而在理论和实践方面的进展却很小，混沌学并没有在物理学上实际地产生一整套完善的理论体系来，也没有多少实际的应用——它的应用在经济学、生物学之类的地方有一些成效，但我们谈的是物理学革命。混沌学里头只有普利高津是得了个诺贝尔奖，还是化学奖！
事实上，相对论和混沌理论仍属于经典力学，我们现在使用经典力学一词也正是如此，要说20世纪真正在理论、实践、思想、观念等全方位带来颠覆性革命的，就只有量子力学！
量子力学在实践上的成果是相当巨大的，在实验方面，量子力学与相对论一样，是极度精确的。费曼的量子电动力学已经把单个电子磁矩的实验精度算到10的11次方，堪称亘古以来最精确的物理理论。
至于量子力学的思想革命厉害到怎样的程度呢？它让普朗克、洛伦兹等老人不敢说话，让爱因斯坦不可容忍，简直还会直接导致精神崩溃——这不全是玩笑，还真有一个量子物理学家想不通了自杀了：（1935年9月25日，埃仑费斯特在荷兰莱登枪杀了他那患有智力障碍的儿子，然后自杀了。他在留给爱因斯坦、波尔等好友的信中说：“这几年我越来越难以理解物理学的飞速发展，我努力尝试，却更为绝望和撕心裂肺，我终于决定放弃一切，我的生活令人极度厌倦……第197页）
那么，量子力学的革命究竟是怎么回事？我们不妨就从这个原子结构图说起。（注意，我并不是沿着历史发展的次序）
大家有一些中学物理的知识就晓得，这个太阳系式的原子模型中的轨道是一级一级的，就像是走一个台阶而不是一个斜坡，电子只可能在这条轨道或哪条轨道上，而不可能在两者之间。这正是量子力学的核心概念——非连续性。
为什么一定是这样呢？波尔提出这一台阶式的轨道理论之前，物理学正面临的一个难题是：如果电子是绕核转动的，那么它就会辐射出电磁波，从而辐射出能量。就好比我们可以利用圆圈式的电流做成电磁铁，然后可以用电磁铁做起重机——天下没有白食的午餐，既然能吸起重物，总是要消耗能量的。而电子既然因为转动而形成一圈电流，那么它也将不断地损失能量。而损失了能量呢，电子便不能维持在原先轨道上的运动，势必将越来越接近原子核，最终当然是无可挽回地掉进原子核里头去了！
那么波尔便提出了一个办法来拯救电子，也就是电子的轨道不是任意的，而是一级一级的。电子不会连续不断地释放能量，而只可能一下一下地释放——当电子从一个较高能级跳到一个较低能级的时候，就会辐射出相应的一份能量，但是当电子维持在某一个能级上时，它不会辐射出能量，特别地，在最低能级时，好比走下所有的台阶到了地面，再不可能向下跳了，也就不再会辐射能量了。
以上说的，其实都是中学里学过的东西。怎么样呢？这令人感到足够惊奇吗？大家可能还没体会到，那我们沿着这个思路继续走，记住，非连续性是量子理论的起点，是走向疯狂的第一步，所谓量子，就是能量子，不就是说能量是非连续的一份一份的吗？现在大家可能并不觉得难以接受，但让我们再往下看，最后我们将发现我们其实连非连续性这一点都难以理解！
好了，电子的轨道是非连续的，那么它的旋转方向呢？波尔告诉我们那也是非连续的！电子的旋转方向只有两种——例如顺时针和逆时针。且慢！电子不是在三维空间中的吗？又不是在平面上旋转，它难道不能在与水平面夹角为10度、20度、30度等等角度的平面上旋转吗？就是不行！这一点我们做实验就能够验证了——由于电子的旋转形成的电流，电流形成磁场，一个旋转中的电子就好似一个小磁铁。我们让一个氢原子通过一个特别设计的磁场（斯特恩—革拉赫磁铁，这种磁场上遍与下边的强度不均匀）的话，原子就会受到磁力而偏转，如果电子的运行方向是随机分布的，那么它们受到的偏转也将分布在从偏转最大的到没有偏转的连续的范围内，然而实际的结果却是——通过磁场的粒子只有两种表现，要么最大地向上偏转，要么最大地向下偏转！
好，电子的运转方向只有两种！要么上要么下！但是，上和下不是依赖于我如何安排磁场而定的吗？我们把磁场的方向转过10度再看呢？都一样！无论怎样观测，电子的运转方向始终只有两种！
当然，你可以已经想到了答案，不要着急，更神奇的事情还多着呢，我们继续。
沿着非连续性的思路，我们再来看光。大家知道光是一种电磁波，同时又是粒子，这是初中的知识吧？这一点有没有人怀疑过呢？其实，这一点是很值得怀疑的啊！其实，我们将看到说光既是波又是粒子，实在是不可理喻的事情。我们中学的知识灌输竟然让我们如此轻易地接受了这么一个最最荒唐的事情！
但是为什么一定要说波粒二象性，我们暂时不讨论。现在，我们单看光作为一种波，就已经够奇怪的了！
光是一种波的话，那就好比我拿着一根绳子，绳子另一头固定住，我晃动这根绳子，要是这根绳子足够长，大家就能够想象这根绳子将出现“波浪”，这就是波了。光也差不多就是这样。那么，我们试想。我们可以沿水平方向晃动，也可以沿竖直方向晃动，也可以沿任意一个角度晃动——那么波的振动方向就相应地是不同的。光呢，差不多也是这样，虽然有些不同，但可以如此理解，这叫做光的偏振，偏振是有不同的方向的。我们再试想，我手上的绳子中间穿过了一个栅栏，如果这个栅栏是竖直方向的，那么我要是水平地晃动绳子，波动将传不到栅栏后头；要是水平的呢，竖直的晃动就传不过去。光呢，差不多也是这样的。我们有“光栅”这种东西，竖直方向的光栅不能让水平偏振的光通过。
那么偏振为45度的光将怎么样呢？我们把光看作是波动的话，一束45度偏振的光波可以看作一半竖直和一半水平的叠加，我们可以想象一束45度的光通过一个水平或竖直的光栅时将会被阻挡一半。另外，我们的自然光可以视作偏振为各个方向的光的混合，就好像白光是各种波长的光的混合那样。自然光通过一个光栅时也将被阻挡一半。其实，这个原理在生活中是有所应用的，档次较高的太阳镜实质上就是光栅！这种太阳镜的好处是能够把光的强度减少一半并且不影响光的色彩。于是，有一个神奇的实验是不需要多么昂贵的仪器，我们一般人就可以做的。只要你有三块光栅型的太阳镜片（我没有）。
我们把两块光栅以同一个角度放置，我们将发现透过两块光栅的光与只用一块时差不多，但如果将两块光栅垂直放置，那么一点儿光也透不过来了。然后，两块光栅已经阻挡了所有的光，那么我们在它们之间再多插一块呢？假设我们在中间再插一块45度的光栅，我们将发现，透过第一块光栅的光有二分之一，然后这二分之一中又有二分之一能通过第二块，然后又有二分之一能通过第三块，我们见到的是有八分之一的光透过了这三块透镜！
这神奇吗？不神奇吗？或许你会觉得很简单，因为光在透过光栅时发生了改变啊，中间那块光栅的作用就好比是缓冲一下、过渡一下、润滑一下嘛。好了，现在记下我们的结论——磁场和光栅会“改变”电子或光子的状态。当然，如果我们把光同时理解为粒子，这里头已经出现大问题了，但我们暂时不这样，我们暂时只知道电子是粒子、光是波，仅仅这样眼看就要出毛病了，不需要认同波粒二象性，EPR悖论就等着我们了！
实验设备会对对象造成影响，这意味着什么呢？我们回过头说电子，当我们对那些已经通过一次斯特恩—革拉赫磁铁的电子再做观测，比如让那束已经向上偏折的电子们再通过一次磁场，可以想象，它们将全都是再向上偏折一个角度，但是，如果让它们先通过一个水平方向的斯特恩—莱拉赫磁铁，那它们又将被分作向左和向右各一半，再让这向左或向右的电子通过竖直方向的磁铁，它们的偏折又将是一半一半。也就是说什么呢？——如果我们对一束电子的水平方向的自旋作一次观测，我们就将丧失它们“原先”在竖直方向自旋的信息，反之亦然，总之，我们只能在测量一束电子旋转方向的水平方向的情况或者竖直方向的情况，而不能同时测量二边！
好，这就叫测不准原理，海森堡讲解测不准原理时谈的是对一个粒子的动量和位置不能同时精确了解，因为一但做测量，总要通过某种方式去“看”粒子，而看的过程，比如说用一束光照一下那个粒子，那束光就会对粒子产生影响，你想照得越清楚，用的光就要越强，对粒子的干扰就越大，以至于你想照清楚它的位置时，它的动量就搞不清楚了。
无论是对粒子动量和位置的测量，对电子旋转方向的测量还是对光波的偏振的测量都是如此，测不准原理基于这样一条思路——任何观测必然将对被观测者造成干扰！
以上这些，还统统是按照经典力学的传统思路在思考的，但量子力学所带来的冲击不仅仅是这么一个“测不准原理”，其实，测不准原理（Uncertainty Principle）更应该被叫做“不确定性原理”，因为量子力学不仅宣称我们无法“测准”某件事情，中国最早的翻译者显然没有接受不确定性的更深的含义。量子力学到这里更提出了一个尖锐的问题——粒子在被观测之前是什么样的？按照传统的思路。电子在被观测前总有一个客观确定不以人的意志为转移的自旋方向，只是当通过我们安置的磁场时，它的方向被迫作出了改变从而使另一方向的情况变得测不准。但量子力学却宣称：在我们进行观测之前，谈论电子的自旋是没有意义的！“不确定性”不仅是指电子的情况不能被我们实验者确定，而更进一步地，说的是自然本身固有的一种状态——在观测之前，粒子的状态就是“不确定”！惠勒：在“量子物理学的真实世界中，基本现象被记载前都不是现象。”
也就是说，观测不仅仅是改变电子的旋转方向，而是观测创造了电子的旋转方向！
有点越说越邪乎了，爱因斯坦早就忍不住了。在量子力学刚刚兴起时，爱因斯坦和波尔等人就在第五和第六次华山论剑——也就是第五届和第六届索尔维会议上交战了数个回合，都是精彩激烈，爱因斯坦会在早上提出了一个又一个反驳量子力学的思想实验，然后波尔他们则在晚上给出化解，根据埃仑费斯特的描述：“爱因斯坦像一个弹簧玩偶，每天早上都带着新的主意从盒子里弹出来，而波尔则从云雾缭绕的哲学中找到工具，把对方的所有论据都一一粉碎。”
双方你来我往，虽是爱因斯坦主攻，但一直处在下风，其中详细的情况我就不介绍了，大家可以从书中了解，我要说的是爱因斯坦纠结他的两位同事——波多尔斯基和罗森——使出的决定胜负的最后绝招——“EPR”悖论。
第四话：EPR
要注意我讲量子力学的路子与一般的不一样，像格利宾就是沿费曼的讲法的，上手从杨氏双缝干涉实验说起。费曼说过，量子力学的全部奥秘都集中在双缝干涉里头了，当你碰到其它一些奇妙时，你只要想想双缝实验——那也是一样的，想破双缝试验，对量子力学至少是想破一半了。问题是这些最基本的奥妙也是想不通的。
双缝实验确实是进入神秘的量子世界最直接的捷径，但我没有从双缝实验讲起，是因为它牵涉到波粒二象性，双缝实验可能已经达到高中的水平了，初中物理可能对波的性质掌握得较少。而且还有不少人不相信波粒二象性不是？所以，我打算整个先绕过波粒二象性，就看我们一般都认为的粒子——电子，不需要考虑到电子同时也是波，我们就能够对量子世界的神奇有所领略了。最后如果有时间，我们再来谈双缝实验，现在，我们继续看电子的旋转方向。
量子力学令爱因斯坦不能接受的是对因果性（其实是决定论）的破坏——一切受几率决定，上帝掷骰子！一个粒子通过磁场时，我们只能说它有50%的几率向上偏、50%的几率向下偏，这算什么？但是，让爱因斯坦更无法容忍的是“实在性”的破坏！——好，即便说掷骰子吧，无论是上帝还是我，我摇完骰子放在那里，在我们打开盖子看之前，它的数值已经被确定了不是吗？量子力学居然说在我们打开盖子观看之前，骰子的状态是一种不明不白的“叠加态”，只有当我们打开盖子时，骰子的状态才陡然间“坍缩”成一个确定值，这算什么？是波尔疯了，还是上帝疯了？
爱因斯坦在前两次决斗惨败后，想出了这个EPR思想实验，试图以这个思想实验的荒谬性揭示出量子力学的错误。然而，和其他各种表示反对的思想实验一样，这一实验也反过来被量子力学利用，以说明量子力学的反直观性——量子世界可不正是荒谬的么，这些结果荒谬的思想实验不仅没有推翻它，反而不断地诠释着它的荒谬性！而EPR的特别在于，它将成为一次判决，因为这一思想实验将是可被落实的！
我将介绍EPR实验的一个改进版，仍然是针对之前提到的电子旋转方向的问题。（电子绕核旋转的方向问题与电子自旋的问题理解起来是类似的）
让我们设想有一个粒子，它没有自旋。它会偶尔分裂为两个电子。按照角动量守恒这一自然界最基本的守恒定律之一，我们知道，这两个电子的旋转方向必定是相反的——也就是说，如果一个向上，另一个必然向下。我们用一个竖直的磁场去测电子甲，如果得到的结果为向上，那么如果我们也用一个竖直的磁场去测电子乙，得到的结果必然为向下！也就是说，即便我们不对乙做观测，我们也可以知道乙的状态信息了！这违反了测不准原理！
我们再想，如果电子的旋转方向是在被观测的时候才由几率决定的，那么何以解释无论如何，只要我们同时测量电子甲和电子乙的竖直方向的自旋，都一定得到相反的结果呢？假设电子A选择向上这个方向是它被观测时临时随机选择的，那么它的选择又何以即时地让B也能“知道”呢？在观测时这两个电子可以离得足够远，那么他们可不可能因为缺乏沟通而配合失误，同时选择了向上的方向呢？这就违反角动量守恒律，理论和实验都告诉我们两个电子的配合总是那么默契。因此，量子力学错了，没有测不准，没有随机选择！当粒子分裂的时候，两个电子的旋转状态就是确定的，无论把测量的磁场沿怎样的方向安置，电子将向哪个方向偏转是在分裂之初就决定好的。
波尔这次的回答简直是粗暴的，他指出，EPR根本不是悖论，认为这是悖论，恰恰是因为使用直观的逻辑思考，而在量子世界中，没有观测时谈论“实在”是毫无意义的，EPR正是证明了直观的逻辑在量子世界中失效了！
关于EPR的争论在当时并没有结束，波尔并没有像以往那样让爱因斯坦收回他的思想实验，直到爱因斯坦去世，波尔也没能说服他，这也是波尔的一大遗憾。
玻姆和贝尔是最终解决EPR悖论的关键的角色，他们提出了一套足以下判决的实验思路，讽刺的是，这两位都是量子力学正统解释的反对者……
贝尔提出了一个著名的“不等式”。这一不等式简直是太神奇太重要了，嗯，简单地说就是中国的汉族男性加上全部中国女性的数量要大于中国汉族的数量。如果大家愿意打起点精神跟着做一点点数学计算的话，我来详细说明一下。
我的说明和数上的不完全相同，我是按照自己的思路走的，接下来要用到一点点数学，大概不超过小学水平……
我们考虑对电子甲的测量，我们可以用A方向的磁场测，也可以用B方向的磁场测，尽管我们每次只能选择一种测法，但是按照实在论的思路，即便我们没有用B而是用A去观测电子，这个电子原先也有一个通过B磁场的确定的方式，大不了是A磁场把那个初始状态干扰了罢了。同样，对电子乙可以选择用C测或者用D测。由于每次测量电子只会表现为两种情况，那么我们分别用1和-1记之，例如我们说A=1就表示电子通过A的结果是向上等等。（对了，负数是小学水平吗？大概是小学高年级学的吧？）
我们来看这个式子：S＝A×C＋B×C＋A×D－B×D。也就是（A＋B）×C＋（A－B）×D。这里面A、B、C、D都是正1或负1，大家很容易想到，A+B和A-B中间总有一个是0，另一个是正2或负2，那么S的值要么是正2要么是负2。
由于我们每次只能选择对电子甲和电子乙分别选一种观测方法，也就是说，我们每次只能得到A×C、B×C、A×D或B×D其中的一个值。但是我们可以反复做实验，我们可以想象，我们做若干次实验取平均值后，由于S每次要么是2要么是-2，那么做足够多次的观测后平均值应该接近于0吧？无论如何，它的平均值总应该在2和-2之间吧，这很简单不是吗？
然而，按照量子力学的结论，我们可以通过恰当地设计A、B、C、D的方向——我们之前推导S在2和-2之间时完全与量子力学无关，更与什么安置方向没有关系，仅仅是使用了最简单的逻辑推理罢了——使得最后的统计结果超过2！总之量子力学宣称，贝尔不等式将可能被突破！
这怎么可能呢？贝尔以为这将成为推翻量子力学正统解释的致命一击，剩下的就是安排实验了。但他万万没想到，这一判决打碎的却成了对经典实在观的最终裁决。
设想虽然简单，但做起试验来并不容易。虽然确实存在着比如某种π介子的自旋为零并且偶尔会自发地分裂成两个电子，但要较好地控制和检测是比较困难的。因此最终的判决延缓到1982年才由阿斯派斯特做出，他选用的不是电子而是光子，测量的不是自旋而是偏振，但这只是细节问题，阿斯派斯特的实验是无可挑剔的，其实之前已经进行过许多实验，包括对电子绕质子旋转方向的测量和电子自旋的测量，结果都明显地偏向量子力学，但阿斯派斯特的实验是如此完美，以至于物理学界再也难以有人对这一结果表示怀疑。EPR悖论变成了EPR判决，无论如何，一个既实在、又定域的经典世界是一去不复返了。
注意到EPR还没有完全推翻世界的实在性，因为如果我们假设在观测的同时，两个电子之间会有一个瞬时的（哪怕它们在宇宙的两端）交流，那么实在性还是勉强可能得到保留，这正是玻姆的隐变量解释所主张的！但是，这种“幽灵般的超距作用”并不更容易被理解，而且玻姆的隐变量解释在理论上存在一些问题，说服力有限。
同时，EPR实验以及诸如薛定谔的猫的思想实验等等，也在动摇人们对正统的哥本哈根解释的信心。关于量子力学，在20世纪后半叶又兴起了许多不同的样式，在这里我就不多介绍了。
1997年，在马里兰大学巴尔的摩郡分校召开了一次量子力学的研讨会。有人在与会者中作了一次问卷调查，统计他们相信哪一种关于量子论的解释。结果是这样的：哥本哈根解释13票，多宇宙8票，隐变量4票，退相干历史4票，自发定域理论（如GRW）1票，其它或没想好的18票；在1999年剑桥牛顿研究所的一次会议上，类似的调查结果是哥本哈根4票，修订过的动力学理论（如GRW）4票，玻姆2票，而多世界和多历史（认为没有坍缩存在）的加起来得到30票，还有50票承认自己无法抉择。在宇宙学家和量子引力专家中，多宇宙的受欢迎程度特别高，据统计有58%的人认为多世界是正确，而只有18%认为它不正确。
量子力学的数学解释形式是确定的，海森伯的矩阵力学与薛定谔的波动力学早已为其奠定了基础，而这两者在数学上是完全等价的，而费曼后来提出了一套路径积分的解释，他自己证明了这是与矩阵力学和波动力学完全等价的第三种量子力学的表述方式。数学上的等价不代表能够解决分歧，2加2和2乘2的物理意义显然是不同的，即便是同一个变量，它究竟代表的是几率、扩散的波、还是隐藏着其它的变量，在这些问题上物理学家们争执不休。
物理学家们都成了哲学家，那么哲学家们能干什么呢？我想，我们应该坦诚，那个哲学家经常可以在自然科学上发表深远洞见的时代已经一去不复返了，现在市面上的那些嚷嚷着推翻爱因斯坦、发现什么宇宙大统一理论的哲学家显得幼稚可笑；而那些仅停留在字面理解就想把科学中的结论往社会和生活上面套用的哲学家则往往令人反感。难怪费曼要如此讽刺那些动不动拿相对论说事的“鸡尾酒会哲学家”。但是，这不代表哲学家就不得不自暴自弃，远离科学的步伐，科学与哲学原来就是人类求知的不同方式，哲学就是爱智慧，“爱”不是追求实用，而是代表着人类所特有的一种情感。科学固然不代表全部的智慧，但科学知识也是人类智慧的一个重要部分。哲学家应该关心科学，正如哲学家也应该关心历史、艺术、宗教等等那样。我们不能要求每个哲学家都去做多少科学研究或者多少历史研究之类，但是诸如这些写给大众看的最基本普及读物，读哲学的更应该主动地去接触一些。我这次演讲最大的目的正是向大家“推销”这些杂书。我的书非常多，现在寝室里大概就有近千本书吧，除了文学小说类几乎没有，其它的比如科普书、心理学、宗教学、历史书等等相当多，尤其是科普系列，各门类各系列的可以称得上“应有尽有”！大家有兴趣的可以到我这里借，也可以听我的推荐。有些书我买重复的，可以赠送，如果谁愿意读后写几千字的读后感的话。
2006年4月21日凌晨
于海体阿竹蛋
4月21日中午略改
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