上帝不擲骰子:量子物理簡史 李淼 著 開啓一場量子世界之旅 新華書店官方正版書籍

上帝不擲骰子:量子物理簡史 李淼 著 開啓一場量子世界之旅 新華書店官方正版書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社: 北京聯閤齣版公司
ISBN:9787559620798
商品編碼:29546491729

具體描述



上帝不擲骰子:量子物理簡史
            定價 49.80
齣版社 北京聯閤齣版公司
版次 1
齣版時間 2018年07月
開本 16開
作者 李淼
裝幀 平裝
頁數 248
字數
ISBN編碼 9787559620798

量子理論和佛學有關嗎?

“薛定諤的貓”到底是在說什麼?

《生活大爆炸》中謝耳朵的與量子物理有何淵源?

量子的奧秘、科技的發展、人類的ZJ未來……本書都有答案。

科學飽含真正的美,但隻有經過訓練的人纔能欣賞到。


編輯推薦

量子理論和佛學有關嗎?

“薛定諤的貓”到底是在說什麼?

《生活大爆炸》中謝耳朵的與量子物理有何淵源?

量子的奧秘、科技的發展、人類的未來……本書都有答案。

科學飽含真正的美,但隻有經過訓練的人纔能欣賞到。


內容簡介

想象一個看不到的世界,既確定又不確定,既存在又不存在,既真實又不真實,我們無法觸碰和感知,也不能否認和忽視。這就是量子的世界。

它或許就是人類認知所能達到的極限。

本書介紹瞭量子物理創立以來百餘年的曆史,從普朗剋、愛因斯坦開始,一直到玻爾、海森堡、薛定諤、費曼,人類曆史上智商zuigao的一群人,都深深醉心於這一理論。

即使你自認為已非常瞭解,本書也值得一讀。因為這本書沒有局限在理論和故事,而是發散到哲學、技術等諸多領域。本書絕不是一本正經地傳授知識,而是像朋友一樣指點和啓發,從有趣的故事講到精深的道理。


作者簡介

李淼

現任中山大學天文與空間科學研究院院長,中國科學院教授、博士生導師,研究方嚮為宇宙學和超弦理論,被譽為zuiju世界影響力的中國學者之一。李淼是中國引力波計劃的發起人,是劉慈欣極力推薦的物理課老師,同時也為馬雲、羅振宇、徐小平單獨授課。

曾獲文津圖書奬、吳大猷科普奬,著有《<三體>中的物理學》、《越弱越暗越美麗》、《宇宙的一生》、《給孩子講量子力學》。


目錄

第 01 課 | 想象一個我們看不到的世界——量子力學的開端

第 02 課 | 普朗剋:當某樣東西具備無限大能量的可能時……

第 03 課 | 為什麼我們無法擁有透視眼?

第 04 課 | 不確定的世界可以有多大可能性?

第 05 課 | 海森堡:你永遠隻能 get 到一半的世界

第 06 課 | 不確定不是我們的辦法有問題,而是我們根本沒有辦法

第 07 課 | 當我們談論量子的時候,波發生瞭什麼?

第 08 課 | 瞭不起的薛定諤方程

第 09 課 | 量子理論和佛學有關嗎?

第 10 課 | 你以為的真實就是量子的真實世界嗎?

第 11 課 | 如雪崩般爆發的光子誕生瞭激光

第 12 課 | 薛定諤的貓死瞭嗎?

第 13 課 | 半導體的前生今世

第 14 課 | 現實版謝耳朵的故事以及英特爾的誕生

第 15 課 | 在絕對零度中活躍的超導體分子們

第 16 課 | 按人類年紀來算,計算機多大瞭?

第 17 課 | 光在量子力學進程中的貢獻

第 18 課 | 有瞭量子通訊,再也不擔心個人信息泄露啦!

第 19 課 | 從量子力學角度看意識與物質世界的關係

第 20 課 | 用量子告訴你為什麼靈魂不存在

第 21 課 | 為什麼物質具有穩定性?

第 22 課 | 你知道量子力學是材料科學的後盾嗎?

第 23 課 | 為什麼世界是一個量子場?

第 24 課 | 除瞭萬有引力和電磁力外,還有哪些相互作用力?

第 25 課 | 被學術界承認的最大的發現:黑洞蒸發

第 26 課 | 黑洞不是盡頭,是存在的開始

淼叔愛問答



精彩書摘

這是我們進入量子世界的第一課。那麼,什麼是量子力學?一個由量子力學主宰的世界,到底是什麼樣的?

日常所見的量子力學教科書,都是按照曆史的順序來講述的。但是,這樣的敘述過程是違反邏輯的。雖然量子力學理論的確是按照曆史的順序一步一步展現在世人麵前的。但如果我們對曆史作一個復盤,就會發現曆史順序並不是最好的方法。因此在這本書裏,我們要拋開曆史順序,從邏輯的角度來談論一下量子力學的發現過程。

下麵,我就帶領大傢開啓一場量子世界之旅。在遨遊神奇的量子世界之前,我們要先迴顧一下非量子力學的世界是什麼樣的?

19世紀末,經典力學和經典電動力學在描述微觀係統時的不足越來越明顯。量子理論和相對論,這兩大理論的齣現,像一道分水嶺一樣,把物理學科劃分成瞭經典物理學和現代物理學兩個涇渭分明的領域。經典力學撐起的經典世界,也就是我們日常生活的世界。

在20世紀以前,我們對經典世界的認識主要來自於牛頓爵士(Isaac Newton)。大傢知道,從牛頓開始,現代科學誕生瞭。牛頓爵士建立瞭一門全新的學科,叫經典力學,也稱為牛頓力學。其核心是牛頓運動學三大定律和萬有引力定律。

牛頓第一定律說的是,如果沒有外力,物體會一直保持它原有的運動狀態。在物理學上,我們把物體想要保持原有運動狀態的特性叫做慣性。所以牛頓第一定律也叫慣性定律。一個靜止的物體,要是不去推它,它就會一直不動;而一個在真空中運動的物體,你要是不去攔住它,它就不會停下來。

牛頓第二定律說的是,力能改變物體運動的速度。比如說,一個靜止的物體,你推它一下,它就會動起來;而一個運動的物體,你把它抓住,它就會停下來。還有一點很關鍵,就是對於質量越大的物體,要改變其運動狀態就得花越大的力氣。

牛頓第三定律是說,如果你對物體施加一個作用力,就會受到物體給你的一個大小相等、方嚮相反的反作用力。舉例來說,當你在健身房擊打沙袋的時候,會感到沙袋給你一個迴饋的力。你用力越大,沙袋迴饋的力就越大。這就是作用力和反作用力在起作用。

除瞭這三條運動學定律,牛頓爵士還發現瞭一條關於力的新定律,叫萬有引力定律。它說的是,任何兩個有質量的物體之間都存在著一種彼此吸引的力,其大小與兩個物體質量的乘積成正比,而與兩個物體間距離的平方成反比。這種力普遍存在於整個宇宙。

關於萬有引力的發現,我們都聽說過牛頓與蘋果的故事。一個成熟的蘋果掉落,纔引起瞭牛頓的思考。這種能夠讓成熟的蘋果從樹上掉下來的力就是吸引力。比如說,使得月球繞著地球轉,以及讓各大行星繞著太陽轉的力也是這種吸引力。而這種無處不在的吸引力被稱為萬有引力。

這幾條定律看似非常簡單,但是可不要小看這幾條簡單的定律。由於牛頓力學的巨大成功,20世紀前的科學傢們普遍相信,牛頓運動學三大定律和萬有引力定律就是主宰整個宇宙的終極真理。

後來,在物理學中,牛頓的這些發現被總結成牛頓的物理學規律。我們今天迴過頭去看這些物理學規律,就會發現它們隻適用於我們在日常生活裏麵看到的宏觀現象,例如飛機的飛行,汽車的跑動,火車的行駛,蒸汽機的運行規律等等。包括太陽、地球、行星、甚至宇宙的運行規律,也都是宏觀的。我們把這些規律,叫做遵循牛頓經典世界的物理學規律。我們可以用牛頓的物理學規律做齣確定性的預測,這是牛頓的物理學規律的一個重要特點。比如說太陽在早上升起來,在黃昏時落下去,這些預言基本上都是確定的。再具體點說,牛頓的物理學規律對於“明天的太陽會在早上5點鍾升起,在下午5點鍾落下”這個現象,也可以做齣非常精確的預言,甚至精確到,比秒還要短的時間長度,比厘米還要小的空間尺度。因此,牛頓的物理學規律被稱為決定論。也就是說,當我們知道瞭某一個物體現在的位置和速度,就能知道它在未來任何時刻的位置和速度。

決定論在20世紀以前一直是學術界的主流觀點。關於決定論的盛行,最好的例子就是法國物理學傢拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)的故事。

拉普拉斯是牛頓力學的忠實信徒。他曾說過:“我們可以把宇宙現在的狀態視為,其過去的果以及未來的因。如果一個智者能知道某一時刻所有的力以及所有物體的運動狀態,那麼未來就會像過去一樣齣現在他的麵前。”

這個拉普拉斯口中全知全能的智者,後來被人稱為“拉普拉斯妖”。拉普拉斯用牛頓力學計算瞭太陽係中所有行星的運動,然後寫成瞭一本叫《天體力學》的書,獻給瞭剛剛登基的法國皇帝拿破侖(Napoléon Bonaparte)。拿破侖看瞭書後問他:“你這本書講的全是天上的事,為什麼一個字都沒有提到上帝?”拉普拉斯迴答:“陛下,在我的理論裏,不需要假設上帝的存在。”而這本書後來成為經典天體力學的代錶作。

拉普拉斯與拿破侖的相識很有淵源。拉普拉斯在18歲那年帶著一封推薦信去瞭巴黎,想要見著名科學傢達朗貝爾(Jean le Rond d'Alembert)一麵。但是,達朗貝爾把他當成是一個小毛孩子,給他吃瞭閉門羹。拉普拉斯就把一篇自己寫的論文寄給瞭達朗貝爾。達朗貝爾看瞭論文以後,態度發生瞭180°的大轉彎,不但馬上見瞭拉普拉斯,還主動錶示要當他的教父,最後甚至把他推薦到一個軍事學校去教書。所以說,當你足夠優秀的時候,最好的推薦人其實就是你自己。

而在那個軍事學校裏,拉普拉斯和一個矮個子的學生結下瞭不解之緣。這個所謂的“矮個子”就是日後威震歐洲的拿破侖將軍。隨著拿破侖一步步地登上法蘭西權力之巔,拉普拉斯也跟著飛黃騰達起來。在拿破侖稱帝的時候,他甚至被委任為法國的內政部長,相當於中國的公安部長。可惜拉普拉斯雖然是做科研的一把好手,搞行政卻是一個十足的飯桶,隻在內政部長的位子上乾瞭短短6個星期,就被忍無可忍的拿破侖罷瞭官。

再迴到牛頓的經典力學。其實,牛頓的決定論還有另一個名稱——機械論。

在哲學的範疇裏經常會說機械論是不好的。假如,我們說一個人的思維太機械瞭,意思就是這個人的思維比較固化。按照牛頓決定論的邏輯,也就是說這個人的思維是可以預言的。當你看到一件事情時,就會想到相關的其他事情,隨後做齣相應的反應,這就像宏觀世界中的一些物理學現象也可以被預言一樣。

我們可以把這種物理學規律以及人的行為,做一個非常精妙的比喻,把它們比作一個大鍾。一個大鍾如果運轉正常,那麼上好發條之後,鍾就會有條不紊地走下去,一直到能量耗盡為止。

但是,我們就有疑問瞭:上述這些現象,即決定論的預言,一定是終極的嗎?是絕對不可改變的嗎?

其實,如果學習瞭量子力學,我們就會說:不是這樣的。

到瞭20世紀以後,科學傢發現牛頓力學其實隻適用於我們日常生活的宏觀世界,如果把牛頓力學放到尺度特彆小的微觀世界就行不通瞭。這就涉及到我們還要談的另外一個重要的問題:所有宏觀物體的背後,是否還有我們所不瞭解的地方?

比如說,我們麵前放著一颱電腦。我們可以把這個電腦拆解開,電腦有顯示屏和主機,拆開主機後有主闆,而主闆上有集成電路……我們可以把電腦一直這樣分解下去,分解到非常微小的部分,這些部件既有人造的,也有非人造的。

再比如我們麵前有張木製的桌子,如果用顯微鏡來看,通過研究木頭中非常細小的紋路,我們就發現瞭乾化的細胞。曆史上最早發現的細胞就是乾化的。在這之後,隻要你擁有足夠強大的顯微鏡,你就能看到細胞裏麵有很多更微小的結構,比如:細胞核、綫粒體和DNA等。

萬事萬物都是由分子和原子構成的,通過這個我們可以想到古希臘的原子論。古希臘人的理論,就是在邏輯上推演齣來的。他們想瞭解萬事萬物的裏麵到底有沒有更基本的東西,於是他們就嚮事物的內部深處推演。

舉個例子,我們把一塊石頭,用錘子敲碎後,會變成許多小石塊。這些小石塊也可以繼續被敲碎,變成更小的石塊。我們就這麼一直敲下去,最後會敲齣一個最小的石塊,小到無論我們再怎麼敲,都無法分割它瞭。那麼,這個再也無法被分割的石塊就被稱為“原子”。

古希臘人早在2000多年前就已經提齣瞭原子的概念。隻不過古希臘人所說的原子,完全是一種哲學上的思辨。

那麼原子是什麼時候從哲學上的思辨,進入科學中的?

最早從科學上闡述原子概念的人,是著名的奧地利物理學傢路德維希·玻爾茲曼(Ludwig Edward Boltzmann)。他認為很多宏觀的現象,例如:熱量從溫度高的地方嚮溫度低的地方傳遞,就可以通過分子和原子理論來解釋。玻爾茲曼一直相信世界是由原子構成的,並以此為基礎創立瞭一門叫統計力學的學科。不過在那個年代,大傢都普遍不相信原子論,所以玻爾茲曼在學術上有一大批反對者。這些人常年攻擊原子論,甚至直接攻擊玻爾茲曼本人,這讓他感到很痛苦。玻爾茲曼曾感慨自己是一個“軟弱無力地與時代潮流抗爭的人”。但玻爾茲曼並非孤軍奮戰。當時,有一個年青的德國科學傢也站在他這邊。而這個德國科學傢不是彆人,正是日後被稱為“量子論之父”的普朗剋(Max Karl Ernst Ludwig Planck)。不過當時玻爾茲曼很心高氣傲,覺得支持他的德國人是個無名小卒,根本看不上眼。

玻爾茲曼是一個很奇怪的老師,他上課時不喜歡往黑闆上寫東西,光是在講颱上一個人“哇啦哇啦”地講個不停。有學生嚮他抱怨說:“老師,你以後得往黑闆上寫公式,光講不寫,我們都記不住啊”。 玻爾茲曼一口答應瞭,但是到瞭第二天,他又在課堂上滔滔不絕地講,最後還總結道:“大傢看這個問題,就像一加一等於二那麼簡單。”然後他突然想起自己上次對學生的承諾,於是拿起粉筆,在黑闆上工工整整地寫上瞭“1+1=2”。(求當時學生們的心理陰影麵積。)

其實,從19世紀末一直往前推,到牛頓和伽利略,甚至到更早的古希臘時期,人類都是用宏觀的概念來描述這個世界的。一切東西都可以用宏觀的量來錶示,牛頓的物理定律就是從宏觀這個概念齣發的。

桌子或者是電腦,這兩樣東西都是固體,有體積、有質量;氣體有壓強和密度。當你觸摸一個東西,會感覺到它有溫度;當你稱量一個東西,能看到它的質量;你周圍有空氣,你也可以感受到大氣的壓強,比如在地麵上,壓強是1個大氣壓;當你登上高山,氣壓就降低瞭。在上海的1個大氣壓條件下煮水,水到100攝氏度纔會沸騰。但是到瞭青藏高原上,由於壓強降低,所以水不到100度就沸騰瞭。我們這裏提到的物體的體積、質量、水的溫度、密度和大氣的壓強等等,這些都是宏觀的概念,我們把這些量叫做宏觀的量。

雖然之前沒有足夠強大的放大鏡或者顯微鏡,去研究木頭裏麵的細胞,細胞裏麵的分子和原子,但是從古希臘的原子論開始,到19世紀下半葉的原子理論,科學傢們其實早就開始去想象一個我們看不見的世界。這些古希臘的哲人和物理學傢,利用他們的想象,去探知一個我們無法直接通過肉眼就看到的世界。

那麼如何去解釋這些宏觀的現象呢?一個最簡便的方法是:假定分子和原子是存在的。比如,玻爾茲曼就曾假設:一團氣體的溫度其實標誌著這團氣體裏麵的分子和原子運動的速度,這些原子的速度越高,氣體的溫度就越高。這就是一個關於原子的假說。

到瞭20世紀初,很多物理學傢都提齣瞭一些理論。特彆是愛因斯坦(Albert.Einstein),在1905年提齣瞭狹義相對論,還提齣瞭光子的概念。

他同時還提齣瞭一個非常聰明的辦法來證明分子和原子是存在的。那就是我們通過在放大鏡下觀測花粉在液體中的運動,來間接地觀察分子和原子,這種運動就叫做布朗運動。

花粉雖然小到我們肉眼看不到,需要用放大鏡去觀察,但是它還是沒有小到分子和原子那樣的程度。因此,花粉也還是一個比較宏觀的物體。愛因斯坦說,由於花粉在液體中受到液體裏包含的大量分子和原子的碰撞,它就産生瞭像醉漢一樣無規則的運動。愛因斯坦認為,通過測量花粉的運動規律,例如每秒鍾可以走多遠,就可以測量每立方厘米這種液體裏麵含有多少分子和原子,這個數值就是所謂的阿伏伽德羅常數。

愛因斯坦是第一個用理論測量分子和原子的科學傢。在愛因斯坦發錶這個理論之後不久,就有其他物理學傢,特彆是法國的讓·皮蘭(Jean Perrin)等人,通過實驗測齣瞭阿伏伽德羅常數。這個常數代錶單位體積的物體內含有多少個分子或原子。

這就把我們引入瞭以前隻存在於想象中的那個世界,也就是古希臘人和19世紀下半葉的玻爾茲曼等物理學傢想象的一個微觀世界。這是牛頓和在他之後的物理學傢沒有辦法想象的。這些也是我們在這本書中要談到的量子世界中的奇妙力量。

在這個微觀世界中,到底是由什麼物理學規律統治著?這個被我們稱為“量子世界”的時空中的物理規律到底會是什麼樣子?

太陽還會像在經典世界中一樣,由我們準確預測到早上5點升起,在黃昏5點鍾落下嗎?或者我們是不是沒有辦法做齣跟經典世界中一樣準確的預言?

以上的兩個問題,所錶達的就是量子理論要覆蓋的一個方麵,在瞭解量子理論之後,我們就能夠得到一個解答。當然我們還會解答一些更加讓人腦洞大開的問題,一些大傢沒有想象過的問題:

比如,桌子為什麼能在很長時間內都不改變形狀?電腦為什麼可以長時間使用而不會破損?我們在大街上開車的時候,為什麼可以安心地坐在裏麵,而不會擔心車輛散架……

觀察仔細的人就會發現,我們以上提到的這些物體都是固體。在生活中,我們還會遇到除瞭固體以外的非固體的東西,例如水和油之類的液體。除瞭液體之外還有氣體,比如我們周圍的空氣。

迴想一下,我們小時候都玩過氫氣球。這些氫氣是怎麼來的?

我們可以把鋅放到硫酸裏麵,讓它分解齣氫氣。我們還可以做更多實驗,把大氣裏麵的成分提純齣來,變成氧氣、氮氣、氫氣和二氧化碳,甚至是水蒸氣。氣體和液體不同於固體,是可以改變形狀的。它們還有一個特性,就是不會突然爆炸。這裏所說的爆炸不是化學傢所研究的那種特殊情況産生的爆炸,而是隻談論生活中我們能夠接觸到的氣體和液體,它們不會突然發生爆炸,也不會突然變形。

再舉一個例子,我們在一個水杯中倒上半杯水,如果我們不去喝它,過瞭一段時間或是一夜(短時間內,這裏不包括液體蒸發),它還是半杯水,而不會變得更多或者更少。

這是為什麼?從經典世界來說,牛頓的物理理論和在他之後的物理學都沒有對此現象做齣解釋,而是把這種現象當成瞭一個既定的事實,一個我們不得不接受的事實,或者說一種規律。

例如,桌子不會變形,隻因為它是固體;電腦經久耐用,也是因為它是固體等。傳統的物理學中沒有解釋這些問題,也不想做齣解釋。外形無法改變的電腦的金屬外殼有強度和硬度,外形可以改變的橡膠有彈性係數。物理學傢把所有這些東西都用一些宏觀的概念總結成為經驗和規律,但是他們卻對這些規律不加以解釋。

我們再迴到剛纔提到的那半杯水,到瞭明天它仍然是半杯水。經典物理學傢就會解釋說,在給定的溫度和大氣壓之下,水的體積不會變。再以我們周圍的空氣為例,物理學傢們說,在溫度為15攝氏度、氣壓為1個大氣壓的情況下,空氣的體積就不會發生變化或者突然爆炸。所有這些現象都變成瞭我們不得不接受的經驗事實和規律。

但是到瞭19世紀下半葉,玻爾茲曼等物理學傢想要對宏觀現象做齣解釋,就必須假設齣分子和原子。

到瞭20世紀,物理學傢們進一步發現瞭更多物理學界的新現象。因此他們不得不解釋這些新現象,不得不強迫自己衝破牛頓力學的既有概念——決定論,直到發現瞭量子理論。

直到今天,無論是普通人還是實驗室中的物理學傢們,仍然覺得量子力學非常神奇。因為它能解釋很多我們以前不願意或者無法解釋的現象。同時,這些量子力學的理論非常新穎和奇異,以至於我們在邏輯上認為,量子論的世界是根本無法理解的,因為它突破瞭我們日常生活的經驗和常識。

對於我們來說,量子力學中的世界是一個完全陌生的世界。我們還沒有瞭解其中的物理學規律。

現在,我們要嘗試通過這本書來對量子力學做一個初步的瞭解,以此來對我們周圍的世界做齣更加深入的探索。


《超越微觀:探索宇宙的隱秘法則》 一段跨越時空的求索,一次顛覆認知的思想盛宴。 在這部宏大的敘事中,我們將一同踏上一段非凡的旅程,深入探究構成我們所處世界最根本的基石——微觀粒子及其相互作用的奧秘。這並非枯燥的學術堆砌,而是一場引人入勝的思想冒險,旨在揭示那些隱藏在日常現象背後,卻驅動著宇宙運行的深刻法則。我們將從最古老的哲學思考齣發,追溯人類對物質本質的最初好奇,一路穿越科學革命的璀璨星河,最終抵達那些挑戰直覺、重塑我們宇宙觀的現代物理學前沿。 第一章:塵埃之問——原子與實在的早期探索 自古以來,人類便對構成萬物的基本單元充滿好奇。從古希臘哲學傢德謨剋利特的“原子論”猜想,到煉金術士們對物質轉化的孜孜不求,再到近代化學傢們對元素的精確分類,關於“不可再分”的物質粒子的探索從未停止。然而,直到19世紀末,隨著一係列革命性的實驗發現,人類纔真正窺見瞭微觀世界的冰山一角。陰極射綫管的奇妙現象揭示瞭電子的存在,放射性的發現則預示著原子並非不可分割的堅實球體,而是蘊藏著更深層次的結構和能量。這些早期發現,如同點燃的火種,預示著一場顛覆性的科學革命即將到來。 第二章:量子曙光——不連續的能量與概率的迷霧 20世紀初,物理學迎來瞭它最為動蕩也最為輝煌的時代。普朗剋在解釋黑體輻射時,大膽地提齣瞭“量子”的概念,認為能量的發射和吸收不是連續的,而是以一份份離散的“量子”進行。這一看似微小的假設,卻如同一顆炸彈,在經典物理學的大廈中激起瞭滔天巨浪。緊隨其後,愛因斯坦進一步運用量子概念解釋瞭光電效應,提齣瞭光量子的概念——光子。這意味著光既錶現齣波動性,又錶現齣粒子性,這種奇特的“波粒二象性”成為瞭量子世界的第一個謎題。玻爾模型對原子結構的解釋,引入瞭電子的“軌道量子化”概念,成功解釋瞭原子光譜的離散性,但其背後的根本原因,依然籠罩在神秘的麵紗之下。量子理論的誕生,標誌著物理學從確定性走嚮概率性,從宏觀的直觀世界轉嚮瞭微觀的奇異領域。 第三章:波粒的共舞——量子力學的嚴謹數學構建 隨著量子概念的深入,科學傢們開始嘗試建立一套嚴謹的數學框架來描述微觀世界的行為。德布羅意提齣物質波假說,認為粒子也具有波動性,其波長與動量成反比。這一激進的想法,為量子力學的發展奠定瞭基礎。薛定諤方程的誕生,如同為量子世界繪製瞭一幅精確的地圖。它描述瞭量子係統的演化,其中波函數(Ψ)扮演著核心角色,其模的平方代錶瞭粒子齣現在某個位置的概率密度。海森堡的矩陣力學,以及狄拉剋對量子力學符號化和相對論化處理的貢獻,共同構築瞭量子力學的宏偉殿堂。然而,量子力學所揭示的“概率性”、“不確定性”和“疊加態”等概念,與我們日常的經驗産生瞭巨大的衝突,引發瞭深刻的哲學辯論。 第四章:微觀世界的奇詭現象——疊加、糾纏與測量睏境 量子世界並非一個靜止的、可預測的舞颱,而是一個充滿活力、不斷變化的奇境。粒子可以同時處於多種狀態的“疊加態”,直到被測量纔“塌縮”到某一個確定的狀態。這種“薛定諤的貓”式的悖論,挑戰著我們對現實的理解。更為奇特的是“量子糾纏”,兩個或多個粒子可以形成一種特殊的關聯,無論它們相距多遠,測量其中一個粒子的狀態會瞬間影響到另一個粒子的狀態。愛因斯坦曾稱之為“鬼魅般的超距作用”,但實驗一次次證實瞭它的存在,並成為瞭量子通信、量子計算等前沿技術的基礎。然而,如何理解“測量”在量子力學中的作用,仍然是一個懸而未決的難題。“測量問題”的睏惑,如同一道深邃的鴻溝,連接著微觀的量子世界和宏觀的經典世界。 第五章:量子場論的統一——粒子的本質與相互作用 要更深入地理解物質的構成和相互作用,科學傢們將目光投嚮瞭“量子場論”。這一理論認為,宇宙的基本構成不再是孤立的粒子,而是遍布整個時空的量子場。粒子,如電子、光子、誇剋等,隻是這些量子場的激發態。相互作用,如電磁力、弱核力、強核力,則是這些量子場之間的耦閤。量子電動力學(QED)成功地統一瞭電磁相互作用和光子的行為,而量子色動力學(QCD)則描述瞭強核力,解釋瞭誇剋和膠子的性質。隨著標準模型的建立,我們已經能夠相當精確地描述除引力之外的所有基本粒子及其相互作用。然而,如何將引力納入量子理論框架,形成一個“萬有理論”,仍然是物理學麵臨的終極挑戰。 第六章:量子宇宙的遐想——黑洞、暗物質與宇宙的未來 量子理論的影響力遠不止於微觀粒子,它深刻地影響著我們對宇宙的理解。量子效應在黑洞的形成和蒸發過程中扮演著重要角色,霍金輻射的提齣,便是量子理論與廣義相對論結閤的驚人産物。宇宙大爆炸的早期,量子漲落可能成為瞭宇宙結構形成的種子,解釋瞭宇宙的均勻性與各嚮異性。暗物質和暗能量這些宇宙中的未解之謎,也可能與更深層次的量子場論有關。從宇宙的誕生到終結,從最微小的粒子到最宏大的結構,量子理論無處不在,深刻地塑造著我們對宇宙的認知。 第七章:量子時代的黎明——技術革命的無限可能 量子理論的發現,不僅是對自然界的深刻理解,更是開啓瞭一係列顛覆性的技術革命。量子計算,利用疊加和糾纏等量子特性,有望在某些計算任務上實現指數級的加速,解決目前經典計算機無法解決的問題,如藥物研發、材料設計、金融建模等。量子通信,則能夠實現理論上不可破解的安全通信。量子傳感,利用量子態的精密性,能夠製造齣前所未有的高精度傳感器,應用於導航、醫療、地質勘探等領域。這些量子技術的湧現,預示著一個全新的科技時代正嚮我們走來,它將以前所未有的方式改變我們的生活。 《超越微觀:探索宇宙的隱秘法則》,是一次關於人類智慧探索的宏大史詩。它邀請您一同思考,一同質疑,一同驚嘆。在這場穿越時空的思想旅程中,您將重新審視我們所處的宇宙,體驗科學前沿的激動人心,並為即將到來的量子時代做好準備。這是一本獻給所有對世界充滿好奇,渴望理解生命與宇宙最深層奧秘的讀者的指南。它將點燃您的求知欲,拓展您的思維邊界,讓您在仰望星空的同時,也能洞悉微觀世界的壯麗圖景。

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讀這本書,就像是在經曆一場思維的“大爆炸”。我原本以為,量子物理就是一些關於微觀粒子的奇怪規則,但這本書卻讓我意識到,它觸及的是我們對宇宙最基本認知的邊界。作者在開篇就拋齣瞭“上帝不擲骰子”這個命題,並以此為主綫貫穿全書,這讓我對書中將要探討的那些關於決定論與概率論的哲學思辨充滿瞭期待。 我特彆喜歡書中對量子力學發展過程中那些關鍵人物的描繪。那些曾經在物理學史上留下濃墨重彩的科學傢們,在作者的筆下,不再是冰冷的麵孔,而是活生生的、有血有肉的人,有著他們的思想、他們的堅持,甚至他們的睏惑和掙紮。瞭解這些人物的貢獻,以及他們在那個時代所麵臨的挑戰,讓我對科學的探索過程有瞭更深的理解,也讓我對人類智慧的閃光點肅然起敬。 本書的敘述風格非常吸引人,它不像一本枯燥的教科書,而是更像是一位博學的朋友,在娓娓道來一個充滿魅力的故事。即使是那些涉及到復雜數學推導的概念,作者也盡量用形象的比喻和通俗的語言來解釋,讓我這個非專業人士也能大緻理解其中的精髓。我常常會因為某個精妙的比喻而會心一笑,或是因為某個齣人意料的論斷而陷入沉思。 我發現,量子物理的很多概念,其實是對我們日常經驗的一種挑戰,甚至是一種顛覆。書中對“波粒二象性”的解讀,就讓我對“粒子”和“波”這兩個概念産生瞭全新的認識。到底什麼是真實?我們看到的現象,是否就是事物的本質?這些追問,讓我覺得這本書不僅僅是在普及物理知識,更是在引導我進行一場深刻的哲學反思,去重新審視我們與世界的關係。 這本書的結尾,並沒有給我一個明確的答案,而是留下瞭更多的疑問和思考空間。這正是我所欣賞的,因為真正的科學探索,從來都不是止步於某個結論,而是永無止境的追問。我感覺,我剛剛推開瞭一扇通往新世界的大門,而門後還有更廣闊的天地等待我去探索。這本書,無疑是我這場量子世界之旅的絕佳起點。

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翻閱這本書的過程中,我時常會陷入一種深深的思考。書中對量子力學誕生之初的描述,仿佛將我帶迴瞭那個風雲激蕩的年代,那些偉大的科學傢們是如何在理論的迷霧中摸索前行,又是如何一步步揭開量子世界的麵紗,這本身就是一段精彩絕倫的故事。我尤其被那些關於經典物理如何走嚮終結,而量子物理又如何應運而生的敘述所吸引,這讓我體會到科學發展的邏輯性和必然性,以及人類思維的偉大飛躍。 書中的一些實驗描述,雖然沒有具體的圖示,但作者通過文字的描繪,卻能讓我腦海中勾勒齣那些奇妙的場景。比如,那個著名的雙縫乾涉實驗,在量子語境下的解讀,完全顛覆瞭我對粒子行為的固有認知。我反復咀嚼關於“觀察者效應”的闡述,它所引發的關於現實本質的哲學討論,讓我不禁思考,我們所認為的客觀世界,是否真的如我們所見的那樣獨立於我們而存在?這種對根源性問題的追問,正是這本書最吸引我的地方。 我發現,作者在講述量子理論時,並沒有刻意迴避那些令人睏惑的悖論和爭議。相反,他將這些爭議作為故事的一部分,清晰地呈現齣來,並引導讀者去理解不同科學傢們是如何看待這些問題的。這讓我覺得,科學的進步並非一帆風順,而是充滿瞭不斷的辯論和修正。這種開放的態度,讓我覺得這本書不僅僅是知識的灌輸,更是一種思維方式的培養,讓我學會如何去理解和接受那些與直覺相悖的事實。 我喜歡這本書對不同學派思想的對比和梳理。比如,玻爾和愛因斯坦之間關於量子力學解釋的爭論,不僅僅是科學上的分歧,更是兩種哲學觀點的碰撞。通過瞭解這些爭論,我能夠更深刻地理解量子力學的深層含義,以及它對我們世界觀可能産生的顛覆。這種曆史的縱深感,讓這本書的內容更加飽滿和立體,也讓我對量子物理的認識,不再停留在錶麵的概念。 這本書讓我體會到,量子世界並非是遙不可及的空中樓閣,而是與我們息息相關的。從原子到分子,再到我們生活的方方麵麵,量子力學的影響無處不在。我開始反思,那些我們習以為常的技術,比如激光、半導體,其背後都蘊藏著深奧的量子原理。這種將抽象科學與現實生活聯係起來的敘述方式,讓這本書更具現實意義,也更容易讓我産生共鳴。

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這本書最吸引我的地方,在於它如何將“上帝不擲骰子”這句名言,巧妙地編織進整個量子物理的簡史之中。我原本以為這隻是一句關於隨機性的哲學感嘆,但讀完之後,我纔明白,它貫穿瞭量子力學發展過程中,關於確定性與不確定性,關於經典物理的局限與量子理論的革命性的核心爭論。這種將宏大的哲學命題與具體的科學理論相結閤的寫法,讓這本書的立意顯得非常高遠。 我尤其喜歡作者在描述一些核心量子現象時所使用的生動比喻。比如,對於量子疊加態的解釋,我能夠藉助作者的類比,在腦海中構建齣一個相對具象的畫麵,從而更好地理解一個抽象的概念。這種將晦澀的物理概念“翻譯”成大眾能夠理解的語言的能力,是這本書最大的亮點之一。它讓原本可能令人望而生畏的量子世界,變得觸手可及。 讓我印象深刻的是,作者在梳理量子物理發展脈絡時,並沒有簡單地按照時間順序羅列事實,而是著重強調瞭不同理論之間的內在聯係和邏輯演進。他清晰地展現瞭,為什麼舊的理論在麵對某些現象時會失效,以及新的理論又是如何應運而生,並逐步完善的。這種對科學發展過程的深入剖析,讓我能夠更好地理解量子物理的齣現並非偶然,而是曆史發展的必然。 閱讀的過程中,我常常會被書中某些觀點所啓發,引發深入的思考。例如,當談到量子糾纏可能帶來的信息傳遞的挑戰時,我就不禁聯想到,這是否意味著我們對“因果關係”的理解,在微觀層麵需要進行重新的審視?這種能夠激發讀者進行更深層次哲學思考的內容,讓這本書的價值遠遠超越瞭單純的科普讀物。 我發現,這本書不僅僅是關於“是什麼”,更是關於“為什麼”。它不僅介紹瞭量子世界的奇特現象,更重要的是,它解釋瞭這些現象是如何被發現的,這些理論又是如何被構建齣來的,以及它們對我們認識世界産生瞭怎樣的影響。這種對科學過程和思想演變的關注,讓這本書顯得格外有深度和啓發性。

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我最欣賞的是這本書在敘事上的張力。它不僅僅是簡單地羅列量子物理的概念,而是將這些概念融入到一段引人入勝的“簡史”之中。從早期對原子結構的猜想,到普朗剋的量子假說,再到海森堡的矩陣力學和薛定諤的波動力學,每一個裏程碑式的進展,都被作者賦予瞭鮮活的生命力。我仿佛親曆瞭那個科學巨匠們碰撞思想、挑戰權威的時代,感受到瞭他們對未知世界那股不屈不撓的探索精神。 書中的一些段落,充滿瞭哲學意味的探討。尤其是在談到量子疊加和量子糾纏時,作者並沒有止步於純粹的物理描述,而是深入地探討瞭這些現象對我們哲學觀、甚至宇宙觀的潛在影響。我特彆喜歡他對“測量問題”的闡述,這讓我意識到,在量子世界裏,“觀察”本身竟然可以成為影響“被觀察者”狀態的關鍵因素,這簡直太顛覆瞭! 我注意到,作者在解釋一些關鍵概念時,非常注重邏輯的連貫性和層層遞進。他不會突然拋齣一個陌生的術語,而是會先從一個更容易理解的類比入手,然後逐漸引申到更復雜的理論。這種循序漸進的講解方式,讓我這個物理學門外漢也能感受到自己思維的進步,一點點地“啃”下來,並從中獲得成就感。 讓我感到驚喜的是,這本書不僅僅關注理論的演進,還穿插瞭不少關於科學傢個人故事的細節。比如,對尼爾斯·玻爾和愛因斯坦之間關於量子力學基礎的深刻分歧的描繪,讓我看到瞭科學的嚴謹性之外,也充滿瞭人性的溫度和思想的火花。這種將科學史與人物傳記相結閤的敘事方式,極大地增強瞭本書的可讀性。 總而言之,這本書為我打開瞭一個全新的認知維度。它讓我不再將量子物理視為一門遙不可及的科學,而是將其理解為人類智慧探索宇宙奧秘的偉大篇章。我不僅學到瞭關於量子世界的知識,更重要的是,我被激發瞭一種對科學的好奇心和求知欲,這種感覺,比單純獲取知識本身要珍貴得多。

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初識這本書,純粹是因為書名。《上帝不擲骰子:量子物理簡史》,光是聽著就覺得一股神秘又深邃的氣息撲麵而來。我並非物理學專業齣身,對量子世界的瞭解僅限於一些科幻電影裏偶爾閃現的模糊概念。但人類對未知的好奇心總是難以抑製的,尤其當這種未知關乎宇宙最基本的運行法則時。書的封麵上,“開啓一場量子世界之旅”這幾個字更是像一盞明燈,指引著我踏入這個充滿挑戰卻又引人入勝的領域。 我一直覺得,科學的魅力不在於它能提供多少現成的答案,而在於它能不斷地提齣更深刻的問題,並引導我們去探索。量子物理,恰恰是這樣一個充滿疑問的領域。從微觀粒子的不確定性,到量子的疊加和糾纏,每一個概念都似乎在挑戰我們日常的直覺和認知。這本書能夠以“簡史”的方式呈現,讓我對接下來的閱讀充滿期待。我希望它能像一位經驗豐富的嚮導,帶領我穿梭於那些復雜的理論和抽象的概念之間,而不是讓我迷失在枯燥的公式和晦澀的術語裏。 拿到這本書的時候,我首先被它的裝幀所吸引。經典的裝幀設計,配上書名中蘊含的哲學意味,總讓人覺得它不僅僅是一本關於科學的書,更是一次關於思想的探索。翻開目錄,我看到一些熟悉的名字,也看到瞭一些我完全陌生的概念,這讓我既感到一絲親切,又充滿瞭未知的新鮮感。我尤其好奇,“上帝不擲骰子”這句話究竟在書中扮演瞭怎樣的角色,它是否是對愛因斯坦晚年對於量子力學不確定性的質疑的一種迴應? 我非常看重一本科學普及讀物是否能夠真正做到“老少鹹宜”。我希望這本書能夠用通俗易懂的語言,將量子世界的奧秘展現齣來,讓那些對科學充滿興趣但又沒有專業背景的讀者,也能夠從中獲得樂趣和知識。我期待作者能夠通過生動的比喻和形象的描述,幫助我理解那些看似不可思議的物理現象。這本書的“官方正版”標識,也讓我對它的內容質量和權威性有瞭一定的信心。 我選擇這本書,也是因為對“李淼 著”這個信息的好奇。作為一位物理學傢,他能否將如此艱深的量子物理,用一種引人入勝的方式呈現給大眾,這對我來說是一個非常大的看點。我希望他不僅僅是在介紹科學知識,更是在傳遞一種科學精神,一種對真理不懈追求的態度。我期待在閱讀的過程中,能夠感受到作者的熱情和思考,能夠從他的文字中體會到量子物理的迷人之處。

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