《窥探上帝的秘密:量子史话(巅峰之旅)》杨建邺电子书图书酷

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内容简介

量子理论是关于自然界的最基本的理论，它被认为是人类所创造的最优美、最成功的科学艺术品。它优美的数学形式令人赞叹，它精确的预言与实验惊人地符合，而它的成功应用更是遍及现代社会的每个角落。从激光、核能到计算机、互联网，还有最新的量子计算机，无不留下量子的足迹。可以说，是量子引领人们迈入了现代社会，让人们享受到丰富多彩的现代生活。
然而，令人不可思议的是，人们至今仍未能理解量子理论的含义，并一直为此争论不休。为了让读者更好地认识量子，以及量子力学和量子理论，《窥探上帝的秘密:量子史话》对量子力学的一百多年的历史作了梳理，讲述了量子理论建立的艰难过程，并对量子力学如何影响我们生活着的世界，和我们对这个世界的看法给出了生动的讲解。

20世纪初，物理学家开始探索原子、原子核以及基本粒子这个无声无形的世界，继理论和实验探讨之后，就出现了一个新的王国——量子力学（Quantum Mechanics）。
我们可以毫不夸张地说，量子力学是历史上最成功的理论。它的起源可以追溯到一百多年以前。但是直到20世纪末，由于量子工程和技术被广泛地运用，而且与人们日常生活息息相关，介绍“量子”方面的书才逐渐增多，众多读者才慢慢熟悉“量子”（quanta）这个词。
量子力学始于普朗克的量子论（创立在1900年），爱因斯坦接着向前大大推进了量子论，玻尔的进入更是大大加快了量子理论的进展。在量子理论对这光怪陆离的粒子世界的描述中，人们习惯的经典定律经常失效。一个粒子可以同时处于多个位置，还可以无阻碍地穿过障碍物；所有的物体都有“波粒二象性”，它既是粒子又是波；两个分得很开的物体也可以进行某种“纠缠”（entaglement），类似“精神性”的合作。如此种种，使得量子理论听起来总是令人不可思议。量子理论的创立者之一尼尔斯·玻尔（Niels Bohr，1885—1962，1922年获得诺贝尔物理学奖）就曾经说过：“如果一个人没有被量子力学弄糊涂，那他就还没有真正懂得量子力学。”
1988年获得诺贝尔物理学奖的莱德曼（Leon M. Lederman，1922—）在他写于1993年的《上帝粒子——假如宇宙是答案，究竟什么是问题》一书中谈到量子力学引起的种种困惑时写道：
这件事引发了一个更加深刻的问题，人类的大脑是否已为理解量子物理学的神秘作好了准备呢？这个问题直到20世纪90年代还困扰着一些非常优秀的物理学家。理论家帕格尔斯（Heins Pagels，几年前悲惨地死于一次登山事故）在他写得非常好的《宇宙密码》（The Cosmic Code）一书中指出：人的大脑可能还没有进化得足够完善，以至于现在还无法理解量子实在。他可能是对的，尽管他的几个同行似乎自认为比我们中的其他人进化得更加完善一些。
正因为如此，多少年来，量子理论的神秘面纱使得它始终不为科学研究领域以外的大众所了解。
实际上，量子理论是门非常实用的学科，早在第二次世界大战之前，它的原理就已经被运用于超导、分析金属和半导体的电学和热学性质。战后，晶体管和激光器这两个运用量子理论原理的广为人知的装置，更是极大地推动了信息革命的发展。
现在，我们的周围到处都是直接或间接运用量子理论的技术和装置。从最简单的CD唱片机到庞大的现代光纤通信系统，从无水涂料到激光制动车闸，从医院的核磁共振成像仪到隧道扫描显微镜，量子技术已经成为一种非常具有商业利润的行业，因量子理论的成功运用而获得的巨大收益占据了工业国家国民生产总值的很大一部分。
在未来的21世纪，量子技术将提供更多惊人的进展，例如纳米技术装置领域，它的目标是设计和制造分子尺寸的机器，其潜在运用包括医学、计算机以及新型奇异材料的构造；量子技术专家已经可以俘获单个原子了，并且还可以利用可控的电磁场操纵原子，进行量子雕刻甚至是晶体的单原子成像；还有正处于设想中的量子计算机、量子运输……真是前途无量！
本书除了介绍量子力学艰难成长过程和为之作出了卓越贡献的物理学家们，还将以适当的篇幅介绍量子力学带来的伟大的技术革命。
当然看完本书后，读者也许能更深刻领会莱德曼说的一段话：
作为一门在20世纪90年代占统治地位的精妙的理论，量子力学行得通。它在原子领域行得通。它在分子领域行得通。它在复杂的固体、金属、绝缘体、半导体、超导体，以及已应用它的任何领域内都行得通。但对我们来说更重要的是，量子理论是我们目前在研究原子核、原子核结构及其下面的更基本的物质——在那里我们将遇到“原子”和上帝粒子——中所拥有的唯一工具。也正是在那里，量子理论的概念性难题将扮演一个重要的角色，虽然这些难题常常被大多数物理学家视为只是“哲学问题”而避而不谈。

前言序篇无奈之中：普朗克揭竿而起普朗克其人无奈之中的抉择普朗克进退失据战争让普朗克饱受痛苦向前推进：爱因斯坦得不到理解伯尔尼专利局的技术员一个启发性观点一片反对之声密立根歪打正着康普顿效应定乾坤福星降临：能斯特请教爱因斯坦固体比热出现难题第一届索尔维会议第一届索尔维会议的重要作用新秀玻尔：命令原子如何运动来到剑桥，又离开剑桥来到卢瑟福的身边转机原子内部信息的传递者伟大的突破反响无心插柳：弗兰克和赫兹谱新篇弗兰克-赫兹实验弗兰克和赫兹的错误结论引起争论玻尔原子理论最终获胜初生牛犊：法国王子让爱因斯坦自叹弗如路易-德布罗意其人德布罗意的博士论文爱因斯坦慧眼识英才德布罗意的思路物质波思想的实验验证几点启示绝境求生：海森伯和矩阵力学的缘起走进物理学殿堂 “玻尔节”上遇玻尔差一点得不到博士学位哥本哈根之行，灵感突发矩阵力学横空出世拨云睹日：泡利不相容原理和电子自旋的发现天才泡利不相容原理克朗尼格的不幸乌伦贝克和高斯密特运气好谁更聪明：是薛定谔方程还是薛定谔? 维也纳大学出来的物理学家机遇盯上了薛定谔惊喜和诅咒并存殊途同归，各有千秋灵机一动：“具有魔力”的狄拉克方程狄拉克青少年时期剑桥大学的研究生初显身手，气度不凡狄拉克方程的第一个意想不到的礼物——自旋狄拉克方程的第二个意想不到的礼物——反粒子荣获诺贝尔物理学奖争长竞短：不确定性原理和互补原理矛盾重重，争论不断互补原理和哥本哈根学派的诠释异军突起：玻恩的几率诠释 “我怎样成了一个物理学家” 哥廷根大学物理系主任波函数的几率诠释玻恩诠释给科学观念带来的冲击爱因斯坦：上帝不掷骰子！量子论的初期探索爱因斯坦与玻尔索尔维会议上的第一次交锋第二次交锋——光盒佯谬第三次交锋——EPR佯谬贝尔不等式和实验验证生死未卜：薛定谔的猫和多世界诠释薛定谔的猫量子力学的多世界诠释魔术大师：怪才费曼和费曼规则迷人的科学风采另辟蹊径奇妙的费曼图出师不利终于走上坦途引力之谜：钱德拉塞卡、霍金和量子引力钱德拉塞卡欲哭无泪霍金辐射和黑洞不黑量子引力探密人间奇迹：量子技术和工程奇妙的量子隧道效应普利希娜小姐和激光奇妙的超导和超流纳米技术量子计算机参考书目

作者简介

杨建邺教授少负钻研物理之志，讵料长空霹雳，雏鹰羽铩。然则以逆境为园林，永葆其对祖国拳拳之爱，写物理贤哲以励后人，遂有《杨振宁传》之问世。盖凡传记高手，皆以史实徵信，褒贬公允，文采炜烨为极则。此书于振宁先生科学思想辨微析几，于人生经历探幽发奥，于美学思想取精用宏，洋洋大哉。本人才疏学浅本不胜任代序，惟有感而发、出自真诚而已。谨祈读者妙文共赏、疑义相析，则所愿也。 –此文字指其他 kindle_edition 版本。