走进Jacob Barandes的新课程，讨论的话题可能是关于猫是否可以同时活着和死去的哲学探索。如果是另一天，讲师可能会在黑板上填满一个长达20英尺的数学方程，然后再继续画一条新的直线，一遍又一遍。或者学生们可能正在解剖经典物理的一个例子，比如牛顿的运动定律。
这到底是什么课?
它的官方名称是物理137，“量子力学的概念基础”，但它实际上是一部分物理，一部分哲学，并融入了数学和逻辑。
这门学科属于一个更大的领域，叫做科学哲学，是研究现实世界中科学的理论基础、方法和含义的一个分支。在这种情况下，Barandes将课堂探究应用于量子理论。
“这是经过仔细研究的物理学，”Barandes说，他也是物理系研究生研究的联合主任。“这是把我们最好的科学理论，解剖、分解它们，一块一块地看，试图理解它们，以及它们如何组合在一起，并形成更大的整体。”
量子理论解释了原子和亚原子水平上物质和能量的性质和行为，经常被描述为最经得起考验和最具预测性的科学理论，它使原子钟和粒子加速器等精密技术成为可能。我们的许多现代技术——包括智能手机、激光、led和核磁共振机——都依赖于它。
但当涉及描绘现实世界的画面时，量子理论可能会感到笨拙和违反直觉。例如，粒子在同一时间出现在多个地方的概念。
这门课的目的是探索为什么量子理论包含这么多奇怪和奇异的数学结构和看似不合逻辑的可能性，并了解世界会以何种不同的方式出现，取决于该理论的各个方面如何被解释。
“这是把我们最好的科学理论，解剖，拆解，一块一块地看，试图理解它们，以及它们如何组合在一起，并形成更大的整体。——Jacob Barandes
它深入研究了一个世纪以来人们为解开这些谜团所做的努力，并从量子理论中偶然发现了一些想法，比如纠缠、叠加，当然还有平行宇宙和Schrödinger的猫(在盒子里的活猫和死猫)。
Barandes说:“(我们的目标之一)是尽可能地贴近量子理论，重新构建经典理论，以便我们能够尽可能精确地指出，当我们从经典理论转向量子理论时，我们正在改变什么。”
这门课与许多量子物理课程的不同之处在于，这门课较少涉及计算数值预测，更多的是从基础和逻辑上学习理论如何工作，以及它告诉我们周围的世界。在这一切的过程中，学生们被鼓励去问一个终极的哲学问题:为什么?
例如，在最近的一节课上，当Barandes正在研究一个量子方程时，一个学生的手突然举了起来，Barandes被问到为什么他会选择一个特定的例子而不是另一个来说明这节课的要点。随后，全班就这一决定背后的逻辑展开了深入的辩论。
主修计算机科学和哲学的大四学生拉瓦尼亚•辛格(Lavanya Singh)表示，这种讨论通常不会发生在更注重技术的课堂上。
“为什么我们决定以这种方式为系统建模?”为什么我们选择了这些操作?如果我们采取不同的方式呢?”辛格说。“这些问题通常不是技术课的重点，但在这节课上，老师很乐意回答这些问题，因为这才是重点。关键是要理解我们为什么要做出这样的决定。”
学生们说，这种理解水平，尤其是当涉及到量子这样一个违反直觉的理论时，是他们选修这门课的主要原因之一。
“我去年学习了量子力学，发现它和物理学中的任何学科一样令人困惑，”22岁的塞缪尔·巴克利-博南诺说。“我仍然对其中没有任何概念意义的内容感到疑惑，所以这似乎是我应该上的课程，而且它被证明非常有趣。”它改变了我思考这类想法的许多框架。”
在前半学期的时间里，我们将进行历史回顾，回顾经典物理概念，以及向量子理论的过渡，之后的半学期将研究量子理论的内在逻辑。学生们渴望看到这一切的结果。
“人类仍然对量子理论感到困惑，”辛格说。“感觉这门课的意义在于帮助我区分哪些问题是我不理解的，哪些问题是人类不理解的。”
文章旨在传播新闻信息，原文请查看https://news.harvard.edu/gazette/story/2022/03/harvard-class-studies-the-philosophy-of-physics/