引言 是時候應用全新的思考邏輯了

相對來說，經典力學比較直觀，一切事物都會按照可預見的方式運行。一個有經驗的球手只需瞄一眼飛行中的球，就能依據它的位置和速度判斷落點，從而及時地接到球。當然，突然刮起的一陣風可能會讓他失算，但這只是因為他沒有考慮到全部變量。有一個明顯的道理可以解釋為什么經典力學會符合直覺：人類，或者人類出現之前的動物，每天都會為了生存而使用經典力學。但直到20世紀都還沒有人使用過量子力學，量子力學描述的物體太小，完全超出了人類感知的范圍。所以人類沒有進化出有關量子世界的直覺也就說得通了，我們唯一能夠領悟它的方法就是使用抽象的數學重塑我們的直覺。幸運的是，我們確實進化出了這種重塑之力，但為什么有如此這般的進化，還是未解之謎。

通常我們先學習經典力學，之后才會接觸量子力學，但是實際上量子力學要比經典物理學更為基礎。就目前所知，量子力學能夠精確地描述任何一個物理系統，而對于其中那些足夠大的系統來說，經典力學可以很好地近似量子力學，所以經典力學只不過是一個近似的概念。從邏輯的角度上說，我們倒是應該先學習量子力學才對，然而很少有物理教師愿意接受這樣的授課順序。這個系列講座“理論最小值”也是從經典力學開始的。在“量子力學”部分的講座中，經典力學只在接近結尾的時候才有一些出場機會，遠在量子力學原理的解釋之后。我認為這才是正確的呈現方式，不僅在邏輯上，而且在教學上也是對的。也不要陷入另外一個誤區，不要認為量子力學只是經典力學的“新外衣”。實際上，量子力學在技術上比經典力學要更簡單。

最簡單的經典系統就是雙態系統，相當于計算機科學中的基本邏輯單元——比特。它可以代表任何只有兩種狀態的東西。比如，一枚硬幣的正面與反面，一個閘門的開與關，或者被限制在一點的小磁石的南極與北極。就像你期待的那樣，雙態系統簡單極了，特別是在你學習了《理論最小值：經典力學》的第1講之后，真會覺得雙態系統單調到無聊。在本書中，我們還是從量子力學版本的雙態系統開始介紹，該雙態系統叫作量子比特，相比之下它就好玩多了。為了理解它，我們需要全新的思考方式，以及全新的邏輯。