上帝擲骰子嗎——量子物理史話（量子物理科普書籍推薦）

2020-08-28 第一縷光001

上帝擲骰子嗎——量子物理史話


本書是一本科學史類書籍，對量子物理的發展做了清晰的敘述，讓我對量子物理的發展有了更深入的了解。書中的大師們也都形象飽滿，感覺他們就像一個個活人浮現在眼前，而不像教科書中那些冰冷的名字。書中科學家的小故事也豐富有趣，讀這本書也是飯後茶餘用來放鬆消遣的一種好方法。

雖然，我是學過很多輪的量子力學的人，但是讀這本書之前，對很多本源性的東西還不甚清楚，這部書讓我縷清了線索。讀這本書，也讓我再次體會到了科學探索中追本溯源的精神。此外，這本書的行文流暢，讀此書也是一种放松的方式。



本書目錄

  • 封面
  • 版權
  • 序
  • 第一章 黃金時代
  • 第二章 烏雲
  • 第三章 火流星
  • 第四章 白雲深處
  • 第五章 曙光
  • 第六章 殊途同歸
  • 第七章 不確定性
  • 第八章 論戰
  • 第九章 測量問題
  • 第十章 不等式
  • 第十一章 上帝的判決
  • 第十二章 新探險
  • 尾聲
  • 後記


量子論歷史大事記

  • 1900年，普朗克提出量子的概念。
  • 1924年，路易斯·德布羅意提出光的粒子行為與粒子的波動行為應該是對應存在的。
  • 1924年，玻色提出光遵循一種建立在粒子不可區分的性質（即全同性）上的一種新的統計理論。
  • 1925年，海森堡、波恩和約爾當提出了量子力學的第一個版本。
  • 1925年，泡利提出了量子力學的第二種形式，波動力學。
  • 1926年，薛丁格提出了量子力學的第二種形式一一波動力學。
  • 1927年，尼爾斯·玻爾提出互補原理，試圖解釋量子理論中一些明顯的矛盾，特別是波粒二象性。
  • 1927年，海森堡闡明測不準原理。
  • 1928年，狄拉克提出了相對論性的波動方程用來描述電子，解釋了電子的自旋並且預測了反物質。

本書亮點

  • 豐富的插圖

有這種風格的科學原理圖

也有這種風格的漫畫


  • 還有豐富的人物故事，寫的生動又形象飽滿。

實驗室裡面靜悄悄地，赫茲一動不動地站在那裡，仿佛他的眼睛已經看見那無形的電磁波在空間穿越。銅環接受器突然顯得有點異樣，赫茲簡直忍不住要大叫一聲，他把自己的鼻子湊到銅環的前面，明明白白地看見似乎有微弱的火花在兩個銅球之間的空氣裡閃爍。赫茲飛快地跑到窗口，把所有的窗簾都拉上，現在更清楚了：淡藍色的電花在銅環的缺口不斷地綻開，而整個銅環卻是一個隔離的系統，既沒有連接電池也沒有任何的能量來源。赫茲注視了足足有一分鐘之久，在他眼裡，那些藍色的火花顯得如此地美麗。終於他揉了揉眼睛，直起腰來：現在不用再懷疑了，電磁波真真實實地存在於空間之中，正是它激發了接收器上的電火花。他勝利了，成功地解決了這個8年前由柏林普魯士科學院提出懸賞的問題；同時，麥克斯韋的理論也勝利了，物理學的一個新高峰——電磁理論終於被建立起來。偉大的法拉第（Michael Faraday）為它打下了地基，偉大的麥克斯韋建造了它的主體，而今天，他——偉大的赫茲——為這座大廈封了頂。


  • 輕鬆流暢的文筆風格

這是一本科學史書，也算是一本科普書，讀起來是一種全然放鬆的狀態，使人如沫春風。

隨意摘錄一段，就是下面的畫風

果然，過了一會兒，隨著細微的「啪」的一聲，一束美麗的藍色電花爆開在兩個銅球之間，整個系統形成了一個完整的迴路，細小的電流束在空氣中不停地扭動，綻放出幽幽的螢光。

第一個出現的大 『』big man『』


作者在書中這樣寫道：

他是那種純粹的科學家，把對真理的追求當作人生最大的價值。恐怕就算他想到了電磁波的商業前景，也會不屑去把它付諸實踐的吧？也許，在美麗的森林和湖泊間散步，思考自然的終極奧秘，在秋天落葉的校園裡，和學生探討學術問題，這才是他真正的人生吧。今天，他的名字已經成為頻率這個物理量的單位，被每個人不斷地提起，可是，或許他還會嫌我們打擾他的安寧呢？上次我們說到，1887年，赫茲的實驗證實了電磁波的存在，也證實了光其實是電磁波的一種，兩者具有共同的波的特性。這就為光的本性之爭畫上了一個似乎已經是不可更改的句號。

挺有意思的吧


量子物理大聯歡

九巨頭來了


1900年12月14日，普朗克在柏林宣讀了他關於黑體輻射的論文，宣告了量子的誕生。 那一年他42歲。
就在那一年，一個名叫阿爾伯特•愛因斯坦（Albert Einstein）的青年從蘇黎世聯邦工業 大學（ETH）畢業，正在為將來的生活發愁。他在大學裡曠了無窮多的課，以致他的 教授閔可夫斯基（Minkowski）憤憤地罵他是「懶狗」。沒有一個人肯留他在校做理論 或者實驗方面的工作，一個失業的黯淡前途正等待著這位不修邊幅的年輕人。
在丹麥，15歲的尼爾斯•玻爾（Niels Bohr）正在哥本哈根的中學裡讀書。玻爾有著好動 的性格，每次打架或爭論，總是少不了他。學習方面，他在數學和科學方面顯示出了 非凡的天才，但是他的笨拙的口齒和慘不忍睹的作文卻是全校有名的笑柄。特別是作 文最後的總結（conclusion），往往使得玻爾頭痛半天，在他看來，這種總結是無意義 的重複而已。有一次他寫一篇關於金屬的論文，最後總結道：In conclusion, I would like to mention uranium（總而言之，我想說的是鈾）。
埃爾文•薛丁格（Erwin Schrodinger）比玻爾小兩歲，當時在維也納的一間著名的高級 中學Akademisches Gymnasium上學。這間中學也是物理前輩玻爾茲曼，著名劇作家施 尼茨勒（Arthur Schnitzler）和齊威格（Stefanie Zweig）的母校。對於剛入校的學生來 說，拉丁文是最重要的功課，每周要佔8個小時，而數學和物理只用3個小時。不過對 薛丁格來說一切都是小菜一碟，他熱愛古文、戲劇和歷史，每次在班上都是第一。小 埃爾文長得非常帥氣，穿上禮服和緊身褲，儼然一個翩翩小公子，這也使得他非常受到歡迎。
馬克斯•波恩（Max Born）和薛丁格有著相似的教育背景，經過了家庭教育，高級中學的過程進入了布雷斯勞大學（這也是當時德國和奧地利中上層家庭的普遍做法）。不過相比薛丁格來說，波恩並不怎麼喜歡拉丁文，甚至不怎麼喜歡代數，儘管他對數學的看法後來在大學裡得到了改變。他那時瘋狂地喜歡上了天文，夢想著將來成為一個天文學家。
路易斯•德布羅意（Louis de Broglie）當時8歲，正在他那顯赫的貴族家庭裡接受良好的幼年教育。他對歷史表現出濃厚的興趣，並樂意把自己的時間花在這上面。沃爾夫岡•恩斯特•泡利（Wolfgang Ernst Pauli）才出生8個月，可憐的小傢伙似乎一出世就和科學結緣。他的middle name，Ernst，就是因為他父親崇拜著名的科學家恩斯特•馬赫（Ernst Mach）才給他取的。
而再過12個月，維爾茲堡（Wurzberg）的一位著名希臘文獻教授就要喜滋滋地看著他的寶貝兒子小海森堡（Werner Karl Heisenberg）呱呱墜地。
稍早前，羅馬的一位公務員把他的孩子命名為恩裡科•費米（Enrico Fermi）。
20個月後，保羅•狄拉克（PaulDirac）也將出生在英國的布里斯托港。


作者結尾部分的一段話

到此為止，我們在量子世界的旅途已經接近尾聲。我們已經瀏覽了絕大多數重要的風景點，探索了大部分先人走過的道路。但是，正如我們已經強烈地感受到的那樣，對於每一條道路來說，雖然一路上都是峰迴路轉，奇境疊出，但越到後來卻都變得那樣地崎嶇不平，難以前進。雖說「入之愈深，其進愈難，而其見愈奇」，但精神和體力上的巨大疲憊到底打擊了我們的信心，阻止了我們在任何一條道上頑強地衝向終點。

與諸君共勉

本書讀起來輕鬆易懂，適合中學生以上的廣大讀者，帶著你的好奇心、帶著你的科學夢，讓咱們一同開啟量子物理的奇妙之旅吧。

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