人类很早就已经形成宇宙观，相比于先人宗教式的想象，基于科学的现代宇宙观更可信。

人类很早就开始思考宇宙是什么。在一些非洲的部落画作里，我们经常会看到一些对宇宙的非写实描绘，这些形象的东西可能就是祖先心中宇宙的样子。

中国的原始宇宙学就是“万物有灵”：每一样东西都有精神和灵魂在里面。

比如风雨雷电为什么会发生？因为有神灵在操纵这些现象，暴风是因为风伯对我们不满，或者他们之间在争吵。诸有此类，万物有灵可以完美解释这些现象。

各个民族原始的宗教对宇宙的解释非常类似，都是万物有灵。埃及有一个太阳神叫拉，他们认为太阳是宇宙的中心。

印度教把原始宗教更加拟人化。印度教里有很多神灵，毗湿奴、湿婆、梵天至高无上、各司其职。

毗湿奴是开天辟地的神灵，就像我们的盘古。梵天是管理宇宙的神灵，而湿婆是毁灭宇宙的神灵，所以在他们的宗教里面，宇宙是不断循环往复的。

先人通过宗教式的想象，得出的关于天地的故事，有道理吗？其实还是有一定道理的，他们试图把一切重大的现象，用一个统一的规律串联起来。

到了现代，有了精密的仪器，我们可以进行天文学观测，看到更多关于宇宙的信息。

宇宙现在已经形成了星系，在这之前，没有星系，只有恒星；再往之前，是漆黑一片的黑暗时代，再之前就是混沌时代，那个时代没有恒星，只有基本粒子，越往前温度越高。

继续往前追溯的宇宙状态，是一个微观的空间中发生了暴涨，目前还并没有得到主流科学家的证实。

这是现在宇宙论演化的历史。

为什么我们更相信现代这段历史，而不是盘古开天辟地？因为它是有坚实的根基的。

人类通过科学方式确定某些历史是存在过的，某些历史不存在，这就是人类与普通动物的不同。

我们可以制造汽车、制造飞机，因为我们知道一些关于世界的事实，物理学、生物学、化学，所以才有了现代文明。

这一文明是建立在科学和技术基础上。科学和技术是人类的能力，提供更复杂更精确的仪器，让我们可以去延伸我们的感知。

比如温度，物理学告诉我们，当我们把一个东西加热到什么时候，它应该有多少度，甚至可以延伸到太阳有多少度，这个时候，连温度计都没有用了。

我们还可以把距离延伸，我们怎么跟太阳距离了1.5亿公里？现在飞机每小时速度一千公里，要飞17年才能飞到太阳，但是我们可以把距离延伸到太阳。

这是无法想象的距离，但是物理学告诉我们这个距离是可以丈量的。

我们再把距离扩大到恒星与恒星之间，有十几光年的，有一百光年的，延伸到往银河系中心走，用光的速度要走三万年，这还远远不是整个宇宙。

宇宙到底有多大？我只是告诉你，在宇宙里面，像我们这样十万光年的银河系有1000亿个，现在我们可以看得见的宇宙，有400亿光年的半径，根本无法想象。

所有这些丈量都是建立在坚实的科学理论基础上。

谁声称理解量子论，谁就没有真正理解量子论

量子论与生活息息相关，非实在、不确定、跳跃、直觉、韧性，即使知道这五大特征，你也无法理解它。

讲完宇宙观，我们来看看世界观，世界观是对周边事物物理学规律的理解。

大约90年前，人类搞清楚了量子论。量子论比相对论更接地气，与我们的生活关联更紧密。

量子论非常奇特，量子物理学家玻尔也说过，如果某一个人声称理解了量子论，实际上他没有理解。这句话就是对量子论最本质的描述。

量子论有什么特征？我想把女性和量子论做类比，用更形象的方式形容量子论。

量子的第一个特点是非实在性，波粒二象性是量子力学最本质的东西。

就是没有绝对的波性，也没有绝对的粒子性，他们一定是互相转化的。它不可度量，不是一个点或者一个面，或者一个遥控器，有多重。它没有实在在的特性，你说不清楚到底是粒子，还是波。

男人对女人的理解往往是这样，她这个人到底怎么回事？没法把握，无法定义她，无法把握她，这是非实在性。

量子的第二个特点是不确定性。

太阳明天要升起这是确定的，但是量子的本性就是随机的，不确定。一个电子打到荧光屏上，究竟打到什么位置，你根本不可能知道。

如果是经典物理中，我拿了一个石块，知道石块的质量，我的力气，以及角度这些参数，就能够计算石块会到哪里。

但是在量子力学里，电子扔出去，完全不能知道它会是什么样的运动轨迹。这就像女性，你跟她约好了时间，根本不知道她什么时候会来。

量子的第三个特点是跳跃性，它的运动是不连续的。

如果我坐飞机，12点钟在广州起飞，下午一点钟到达河南的上空，这是确定的。

电子不一定，电子每一个时刻是不连续运动，跳跃的每个轨道都不一样。就像女性，行为的跳跃性就是她这一刻很高兴，可能下一刻就跟你翻脸。

量子的第四个特点是，尽管量子世界有这么多反直觉的特点，但它有一个好处，描述一个量子状态不需要多少参数和词汇，通过词汇我们直觉地知道这个量子的状态。

就像女性的直觉是很厉害的，你回家撒谎了，她用直觉简单判断，就知道你在外面干了什么。

前面都是玩笑。量子论最重要的好处是什么？让世界变得可以理解、有序、智能。

所以量子的第五个特点是韧性，就是稳定。没有了量子，这个世界是不稳定的，随时随地会爆炸。就像女性做一件事情会非常有韧性。

我刚才并没有给大家讲量子论是什么，只是告诉大家量子论的特点，相信大家能记住。玻尔和费曼说了，谁声称理解量子论，谁就没有真正理解量子论，因为量子论没法理解。

我期待第四次工业革命到来，在根本上利用量子力学

第四次工业革命的根基是量子力学，大到宇宙，在根本上也是非决定论导致的。

那么，量子论与我们的日常生活、与创业、与未来有什么关系？我想从三次工业革命说起。

第一次工业革命发生在英国，以牛顿的力学体系为第一原理，机器代替了人力。

第二次工业革命的第一原理不全是牛顿力学，还有其他的原理。十九世纪，人类仔细研究了电和磁，驾驭了电力，以爱迪生发明了电灯泡为标志，电力代替了火力。

前两次工业革命的第一原理是经典物理学。到了上世纪中叶，第三次工业革命的第一原理就是量子力学。

什么东西出现了？计算机。第三次工业革命不是在能量上解放，主要是在信息上解放，这个信息革命基础是什么？计算机思维。

计算机到今天的基础是元器件，先是电子管，后来是晶体管，在英特尔芯片里面，大概二三十纳米，这就是充分利用了量子力学造出来的，而且这些集成电路的能力随着时间还在提高。

没有量子力学就没有英特尔芯片，所以我们今天的生活彻底被量子力学改变。

第三次工业革命是在机件上利用了量子力学，我期待第四次工业革命到来，在根本上利用量子力学，也就是我们用量子力学的原理，来发明一种计算方式，叫量子计算机，

现在很多大互联网公司都在投入人力、资源研究量子计算机，一旦实用量子计算机出现，那就不得了了，你很难想象一个量子计算机能做什么，就像上个世纪无法想象手机能干什么。

这是第四次工业革命的特点。

第二点是人类对意识的思考。我们会渐渐了解我们大脑怎么工作，思想怎么产生，我们的决定是怎么回事。

我们的决定，很多时候是非决定论导致的。因为如果这个世界纯粹是决定论，就很可怕。

如果我一生做的决定都是已知的，那我的命运没法改变，因为是决定论，比如我决定今天来不来演讲，有可能在我父母出现之前就已经有了，因为我父母干什么事情也是决定论。

一直推到祖父母，再推到宇宙大爆炸，现在干的一切事情是宇宙大爆炸决定的，那不是很可怕吗？我试图改变我的命运，但是它在宇宙大爆炸就决定了。

意识是量子的吗？去年有一个新闻是关于加州大学的教授MathewFisher的，他研究了一个波斯纳分子，这种分子放在液体里面就会出现一个量子态。

量子态的意思是说，只要你去观察他，这个量子态就被破坏了。

他说这个分子可以在量子态状态里面超过一分钟，但是我们做一个决定不需要一分钟，也就是如果我们大脑里这种分子起到重要作用，发生一些量子的现象，可能我们有些决定可以不符合经典决定论。

这就给改变我们的命运提供了一个前提。

如果人的大脑是量子的，即便我们造不出像手机一样、像电脑一样的冷冰冰的量子计算机，那我们可以造出一个仿生计算机，因为确确实实在动物身上发现他们利用量子力学。

举个例子，候鸟导航真的不是说候鸟的记忆力特别好，每年飞过的路径是一样的，一个是基因起作用，一个是它的头上有一个导航系统，通过地球非常微弱的磁场导航。完全是一个量子现象。

动物可以利用量子力学，我相信人类的大脑肯定可以用量子力学。

刚才讲了很多量子论，到底什么是量子论？一个非常有趣的事情，我们抬头看天看星星，星星哪里来？宇宙学大爆炸的时候一团东西，然后慢慢形成了各种恒星。

形成恒星的前提是什么？有的地方物质多一点，有的地方物质少一点，否则都是均匀的，不会形成一个个成团的东西。

在大爆炸之前，宇宙是一个比篮球大一点的东西，由于它非常小，所以它的量子的不确定性非常大，大到什么程度？

也不会太大，十万分之一，一个地方有可能比另外一个地方，每立方厘米里面的物质多了十万分之一。

但是已经足够了，当宇宙变得特别大以后，特别是30万年以后，这十万分之一的不均匀性，导致了万有引力，使得这些东西成团，形成恒星。

你想这么大的东西都是不确定性来的，不确定性有多重要，所以宇宙很多东西，在根本上是非决定论导致的。

作者：李淼，天体物理学家，中山大学天文与空间科学研究院院长。