本書回顧量子論從無到有發展的風云錄。量子論是一個極為奇妙的理論:從物理角度來說,它在科學家中間引起了最為激烈的爭議和關注;從現實角度來說,它給我們的社會帶來了無與倫比的變化和進步;從科學史角度來說,也幾乎沒有哪段歷史比量子論的創立得到了更為徹底的研究。然而不可思議的是,它的基本觀點和假說至今沒有滲透到大眾的意識中去,這無疑又給它增添了一道神秘的光環。
1.國內ZUI暢銷的科普神作,豆瓣評分9.2,創科普類圖書中強大口碑。
劉慈欣盛贊:”教科書要是能這么有趣就好了!”
百萬讀者驚呼:原來物理這么燃!
2.扎克伯格關注的科技前沿,全球下一輪新科技革命的引爆點。
美國能源部長佩里:“量子信息科學代表信息時代的下一個前沿”;中國『十三五』戰略性新興產業發展規劃,將量子通信列入重點專項規劃,成為引領產業轉型升級重要指引;全球科技巨頭微軟、IBM、谷歌,國內BAT競相布局量子科技,成為兵家必爭之地。
3.權威獎項認證,原創科普扛鼎之作。
榮獲“科學時報讀書杯ZUI佳科普創作獎”、“第三屆吳大猷科普獎”、“國家圖書館文津圖書獎”、“40年中國ZUI具影響力的40本科學科普書”多項大獎。
4.打破量子物理的高冷面具,關于量子物理,沒有人寫得比他更通俗、更有趣。
再現量子物理一路的荊棘與榮光,展現科學激動人心的魅力,這部量子物理史,足以喚起你對世界的全部好奇!
5.升級版全面煥新:
◎內文重新修訂,增加新近科學進展,作者特為新版作序。
◎與Sheldon科學漫畫工作室合作,圖文打造生動有趣的閱讀體驗。
◎超過100張漫畫、科學示意圖、珍稀高清照片,無限拉近你與量子物理的距離。
◎雙色印刷,版式大氣,知識與審美的雙重享受。
《量子物理史話》本來是筆者利用業余時間發表在網絡論壇上的作品,沒想到讀者反應熱烈,才得以集結成書并出版。十多年來,它受到了很多人的歡迎,遠遠出乎我當初的預料,也讓我深深感動。這說明,在這個浮躁喧囂的網絡時代,人們心中對于自然的好奇和向往,卻始終不曾更改。
當然,作為面向大眾的通俗讀物,本書仍以故事性和娛樂性為主。只要大家讀完后,覺得這是一個有趣的故事,這就已經是它最大的成功。我一直強調一個概念,如果科學是一種產品,那么科普就好比是它的廣告。廣告的作用,并不在于讓人了解這個產品的技術細節,而只是引發人們對這個產品的購買興趣。因此,本文盡量以歷史敘述為主,同時降低理論的知識門檻。事實上,我僅僅假定讀者具有初中的數學水平和一點點高中物理知識,而就算你對數理完全不通,我也希望你可以從本文中得到一點感染和啟示。然而不可避免地,運用日常化的語言和比喻有時會顯得牽強附會,不符合物理上的嚴格概念。所以,如果各位想要獲得對量子論更好更準確的認識,還是要去參考教科書和專業書籍。因為上帝是數學家,唯一能夠描述宇宙的語言是數學!
序 Preface
第一章 黃金時代 The Golden Age
第二章 烏云 Dark Clouds
第三章 火流星 Falling Fireball
第四章 白云深處 Into the Mist
第五章 曙光 The Dawn
第六章 殊途同歸 Two Sides of One Coin
第七章 不確定性 Uncertainty Principle
第八章 決戰 The Duel
第九章 歧途 At the Crossroads
第十章 回歸經典 Back to Eden
第十一章 不等式的判決 Judgement of the Inequality
第十二章 新探險 New Adventures
尾聲 Finale
海森堡和德國原子彈計劃 Encore
后記 Acknowledgements
主要參考資料 Bibliography
書中的人名翻譯與原名對照(Index)
序 Preface
如果要評選物理學發展史上最偉大的那些年代,那么有兩個時期是一定會入選的:17世紀末和20世紀初。前者以牛頓《自然哲學之數學原理》的出版為標志,宣告了近代經典物理學的正式創立;而后者則為我們帶來了相對論和量子論,并徹底推翻和重建了整個物理學體系。所不同的是,今天當我們再次談論起牛頓的時代,心中更多的已經只是對那段光輝歲月的懷舊和祭奠。而相對論和量子論卻至今仍然深深地影響和困擾著我們,就像兩顆青澀的橄欖,嚼得越久,反而愈加滋味無窮。
我在這里要給大家講的是量子論的故事。這個故事更像一個傳奇:由一個不起眼的線索開始,曲徑通幽,漸漸地落英繽紛,亂花迷眼。正在沒頭緒處時,突然間峰回路轉,天地開闊,如河出伏流,一瀉汪洋,但還未來得及一覽美景,轉眼間卻又大起大落,誤入白云深處不知歸路……量子力學的發展史是物理學上最激動人心的篇章,我們會看到物理大廈在狂風暴雨下轟然坍塌,卻又在熊熊烈焰中得到了洗禮和重生。我們會看到最革命的思潮席卷大地,帶來了讓人驚駭的電閃雷鳴,同時卻又展現出震撼人心的美麗。我們會看到科學如何在荊棘和沼澤中艱難地走來,卻更加堅定了對勝利的信念。
量子理論是一個極為復雜而又難解的謎題。她像一個神秘的少女,我們天天與她相見,卻始終無法猜透她的內心世界。今天,我們的現代文明,從電腦到激光,從核能到生物技術,幾乎沒有哪個領域不依賴于量子論。但量子論究竟帶給了我們什么?這個問題卻至今依然難以回答。在自然哲學觀上,量子論帶給了我們前所未有的沖擊和震撼,甚至改變了整個物理世界的基本思想。它的觀念是如此地革命,乃至最不保守的科學家都在潛意識里對它懷有深深的懼意。現代文明的繁盛是理性的勝利,而量子論無疑是理性的最高成就。但是它被賦予的力量太過強大,以致連它的創造者本身都難以駕馭,連量子論的奠基人之一玻爾(Niels Bohr)都要說:“如果誰不為量子論而感到困惑,那他就是沒有理解量子論。”
掐指算來,量子概念的誕生已經有一個多世紀,但不可思議的是,它的一些基本思想卻至今不為普通的大眾所熟知。那么,就讓我們再次回到那個偉大的年代,回顧那場史詩般壯麗的革命吧。我們將沿著量子論當年走過的道路展開這次探險,我們將和20世紀最偉大的物理天才們同行,去親身體驗一下他們當年曾經歷過的那些困惑、激動、恐懼、狂喜和震驚。這將注定是一次奇妙的旅程,我們將穿越幽深的森林和廣袤的沙漠,飛越迷霧重重的峽谷和驚濤駭浪的狂潮。你也許會感到暈眩,可是請千萬跟緊我的步伐,不要隨意觀光而掉隊,否則很有可能陷入沼澤中無法自拔。請記住我的警告。
不過現在,已經沒時間考慮那么多了。請大家坐好,系好安全帶,我們的旅程開始了。