小白的天文學量子力學入門讀物推薦

2020-12-11 動漫音樂小說一籮筐

大家可能看了某本書,某部電影,或者僅僅是一首音樂一些圖片,開始對宇宙、對時間產生了諸多好奇。但能夠給予我們答案的學科——物理學,以及支撐物理學的基礎學科——數學,可能都曾是我們學生時代的噩夢科目,棘手的考試滑鐵盧。

這些學科是深奧的,以至於即使相對論,量子論提出時間不短,但對於普遍大眾來說還是停留在牛頓經典世界的層面。但總是有一些時候,我們體會到了「薛丁格的貓」「海德堡測不準」直擊靈魂的驚豔,沉溺於「量子傳輸」可以達到的空間穿越幻想,醉心於太陽系之外的未知世界。

幸運的是,我們活在一個充斥無數大家已經給出美麗設想甚至有些已經被證明的諸多答案的時代。跟隨一些科普作品,普通人也能在認識的基礎上,感受到物理學的浪漫色彩。為什麼物理學是浪漫本身呢,下面有個小故事。

曾經有一位物理研究員,他研究的是恆星可以不間斷連續發光發熱的原因,他所在的團隊想知道為什麼恆星可以一直發光發熱,它的能量是從何而來的,又去向哪裡。後來他們發現這些能量是來源於恆星上不間斷的核反應。

有一天,這個研究員和他的女朋友一起散步,他的女朋友就像很多人一樣抬頭仰望星空,像大部分人一樣下意識地感嘆,「這顆星星多亮啊。」

然後那個研究員對她說,『是的,在此刻,我是世界上唯一知道為什麼它會發光的人。』」

雖然學的是理工科,但學的東西和物理數學相差甚遠,當然也可能是我能力有限無法將不同的學科融會貫通找到共性,我只是想說明一點,就是我對宇宙的認知可能比不上一個對天文感興趣的小朋友。在這樣一個連菜鳥都算不上的小白基礎階段,以下這些書給了我很大的幫助,讓我不會因為困難晦澀而後退,始終保持著飽滿的好奇繼續閱讀。

1.《給孩子講宇宙》

我看的第一本講宇宙學的書不是這本,而是理論物理學家勞倫斯的《A universe from nothing》。因為我很喜歡其中的一段話,「你身體裡的每一個原子都來自一顆爆炸了的恆星。形成你左手的原子可能和形成你右手的來自不同的恆星。這是我所知的關於物理的最有詩意的事情-你的一切都是星辰」,因此慕名而去。但遺憾的是這本書從第四章開始如果沒有一點學科基礎實在是很難看懂,同時中文翻譯存在許多讓人容易誤解的地方,因此我不得不在看完前四章後轉而尋找更基礎、更系統的讀物。

幸運的是我找到了。

著名物理學家李淼寫給孩子的宇宙學普及讀物《給孩子講物理》就是這樣一本既基礎又系統的書,由於它是面向孩子的書,所以很多解釋難理解要點的地方都做到了圖文並茂。這是一本不僅講宇宙,同時還講物理學家軼事的書。千萬不要因為它是兒童讀物而覺得幼稚簡單,在完全未知的領域,成年人也是孩子。

2.《Everything and Nothing》 上集

前面提到過《A universe from nothing》這本書我沒辦法讀下去,但是我又確實很好奇為什麼宇宙是無中生有產生,BBC這部豆瓣高分紀錄片,中文譯為「萬物於虛無」給了我解答。

這部紀錄片的上集講的是宇宙學和《給孩子講宇宙學》類似,但又有不同。看完書以後再通過視頻形式去體驗,聽多家之言才能對事物了解得更全面。

3.《給孩子講量子力學》

關於宇宙學的科普似乎還是無法解釋為什麼無中可以生有。量子力學這個話題無法再迴避。為了更好地去理解宏觀的宇宙,我們有必要去認識牛頓經典定律不適用的微觀量子世界。

同樣是著名物理學家李淼寫給孩子的普及讀物。我兩次推薦這樣的作品有以下兩個原因,第一,我們對於某些領域的認知其實就像是孩子一樣,需要的的不是從1到2而是從0到1,這種兒童科普讀物最適合。第二,寫作者就是用我們熟知的母語寫作的而不是翻譯作品,所以可以避免了翻譯可能造成的一些語意模糊模糊甚至語意錯誤。

4.《Everything and Nothing》 下集

同樣看完書再通過類似視頻進行補充了解。《Everything and Nothing》 的下集講量子力學,會解開我們在書中遇到的一些難題,同時讓我們知道什麼是虛無,反物質,為什麼海德堡測不準表明「無中可以生有」。

5.《上帝擲骰子嗎》

通過上述科普作品,我們對宇宙和量子力學有了基本的理解。這時候便可以開始從自己感興趣的點選擇不同的讀物。《上帝擲骰子嗎》是《給孩子講量子力學》的成人版,將帶領讀者體驗更細緻的從無到有的風雲史。

6.《別鬧了,費曼先生》

得到哪些驚人成就的科學家其實也有頑皮搗蛋的一面。這本理論物理學家費曼的自傳,文風輕快、幽默風趣,讓我們了解物理學理論背後的那個人的智慧。

剩下的讀物可以基於興趣進行閱讀,以上僅僅是入門向的作品,藉助這些作品叩開其他更深奧讀物的大門。同時可以勞逸結合看看紀錄片,了解物理學家的奇聞異事也是美妙的體驗。最後,雖然物理真的很難,並不是每個人都能學會,但是這真的不會阻礙我們從物理中得到美的體驗,只要願意去了解。

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