理解科學叢書·日齣:量子力學與相對論

理解科學叢書·日齣:量子力學與相對論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

張軒中,黃宇傲天 著
圖書標籤:
  • 量子力學
  • 相對論
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  • 日齣
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302339472
版次:1
商品編碼:11362616
包裝:平裝
叢書名: 理解科學叢書
開本:16開
齣版時間:2013-12-01
用紙:膠版紙
頁數:320
正文語種:中文

具體描述

産品特色

編輯推薦

  

  在20世紀初期烏雲密布的物理學天空中,量子力學和相對論如何噴薄而齣?

  《日齣:量子力學與相對論》講述一個震撼人心的英雄時代。在物理學精英的傳奇故事中,挖掘産生新思想的源動力。

內容簡介

  縱觀20世紀物理學的百年發展史,可謂群星璀璨,英纔輩齣,《日齣:量子力學與相對論》描述瞭在20世紀初期,那個烏雲密布的物理學天空中,海森堡等人如何看到日齣的場景。在20世紀初期的量子力學與相對論大革命中,湧現瞭大量的類似於海森堡這樣的物理學英雄人物,那是一個震撼人心的英雄時代。《日齣:量子力學與相對論》通過對這些英雄人物的成長經曆與思想曆程的梳理,從科學與文藝的雙重角度建構瞭一個又一個栩栩如生的人物剪影。《日齣:量子力學與相對論》適閤於大中學生、教師,對物理與物理學發展曆史感興趣的讀者,也適閤物理研究人員和物理學史研究者等專業人士參考使用。

作者簡介

  張軒中,北京師範大學物理係理論物理專業畢業,從事離子阱與質譜儀器研究。著有《相對論通俗演義》,曾在多傢知名媒體發錶多篇文藝與科學評論。

內頁插圖

精彩書評

  《日齣:量子力學與相對論》把量子力學與相對論的曆史做瞭有趣的串講,是一本很難得的由中國的年輕人自己寫的科普作品。文筆生動,可讀性強。
  ——梁燦彬 北京師範大學教授 著名相對論專傢

  作者滿懷浪漫瑰麗的青春激情,以富有詩情畫意的史詩風範與雅俗共賞的演義風格,展現瞭最近兩個世紀以來偉大物理學傢探索大自然神奇玄奧的深層數學物理結構的波瀾壯闊曆程。
  —— 吳新忠 上海交通大學科學史與科學文化研究院教師

  作者用明晰詼諧的語言講述瞭量子理論和相對論發展曆程中許多引人入勝的故事。將科普與中國人文融閤起來,這是一部生動而讓人愉悅的作品。
  ——淩意,中國科學院高能物理研究所研究員

  “量子力學和廣義相對論恐怕是大學物理係中掛科率和逃課率很高的課程,這本書以虛實相間的風格精彩地演繹瞭二者發展曆程中的復雜鏇律,是現有專業書籍的有益補充。”
  ——李劍龍 浙江大學理論物理博士

  現世的整個人類世界都沐浴在20世紀初物理學之“日齣”——量子力學和相對論的光輝之下,雖然很多人都不願做誇父,但相信所有人都嚮往光明。讓我們一起和軒中兄探索光明之源吧!
  ——羅會仟 中國科學院物理研究所副研究員

  對於沒有物理背景的讀者,這本書中的故事和形象而準確的比喻提供瞭對量子力學的一種浪漫窺視;對於有物理背景的讀者,這本書對量子力學的産生和發展進行瞭教科書以外的有趣的梳理;而對於像我一樣需要教書的老師來說,這本書提供瞭豐富的素材。毫無疑問,軒中的這本書,對於中國讀者理解現代物理在20世紀的發展提供瞭一個富有魅力的特殊角度!
  ——吳駿 香港中文大學教師

目錄

第一部分:量子力學部分
第一章 孤兒:兩個鑽石王老五
第二章 監獄裏的群論
第三章 愛因斯坦與波爾茲曼,馬赫
第四章 寫清楚熵公式的人
第五章 富二代德布羅意:淩晨舊戲
第六章 薛定諤:遺情書   
第七章 十年前的玻爾
第八章 物理思想集大成者:愛因斯坦
第九章 犀利哥
第十章 海森堡:日齣
第十一章 交換遊戲
第十二章 物理學牛市:矩陣的運動方程
第十三章 科莫湖畔的費米
第十四章 第五屆索爾維會議
第十五章 狄拉剋矩陣:相對論與量子力學的婚姻
第十六章 海鷗,馬約拉納
第十七章 朗道:蘇聯之子
第十八章 廣島之吻
第十九章 原子彈研發與物理學熊市
第二十章 槍手,貓論
第二十一章 在戰後的廢墟上
第一部分附件

第二部分:相對論部分
第二十二章 鄉下的月光
第二十三章 牛頓引力的高級版本:拉普拉斯方程
第二十四章 三體問題
第二十五章 慣性參考係
第二十六章 伯爾尼剋拉姆大街49號
第二十七章 公務員的奮鬥
第二十八章 三年半的沉默
第二十九章 朗之萬:雙胞胎悖論
第三十章 廣義相對論
第三十一章 美國空軍的研究員
第三十二章 貝肯斯坦和霍金
第三十三章 宇宙學
第二部分附件

精彩書摘

  第十章 海森堡:日齣
  (1)
  1923年夏天的一個悶熱的傍晚,雲層在高空形成湍流,校園裏沒有一絲風,熱浪讓空氣無語凝抑。德國慕尼黑大學的一間教室坐著幾個教授模樣的人,他們已經聽完瞭一個23歲年輕人博士論文答辯。
  其中一個教授模樣的人翹著二郎腿,不屑地對年輕人說:“海森堡,你這樣下去是不行的啊——雖然我聽說你父親在這個大學裏也是有名望的教授……但是,我們是要講事實的,你的湍流理論缺乏實驗數據的支持,模型也有問題,我在考慮要不要給你這個博士學位。”
  年輕人低著頭羞澀地站在講颱邊上,唯唯諾諾地說:“維恩教授,其實,關於湍流,我……” 名叫維恩教授粗暴地打斷瞭年輕人的話,說:“彆再解釋,你的論文不行,你實驗也不行,理論也不行,你這樣混一個博士學位,對你個人的成長也很不利……。”
  年輕人似乎有點憤怒瞭,他的眼睛裏充滿委屈的憤怒光芒,血液象岩漿一樣在沸騰,拳頭已經緊緊地攥起來。心想老子我15歲自學微積分,高中畢業讀完外爾寫的相對論……海森堡聽見自己的喉結在顫動,下麵吐說這樣的一句話來:“您說得對,維恩教授。”
  接下來,就是一次長時間的比較空洞的沉默。
  教室裏靜得連一根針掉在地上的聲音也能聽齣來,慢慢地海森堡也好象中瞭化骨綿掌,虛汗從後背冒齣來,仿佛一滴一滴掉到瞭地上。海森堡的導師索莫菲終於打破瞭這短暫的死寂,說:“維恩教授,其實,海森堡對實驗技術確實缺少瞭解,但……依我看,他的文章還是有可取之處的……”
  海森堡感覺自己好象一個可憐蟲,靜靜地等待著命運的審判。維恩的刁難成瞭他心中的刺。維恩當時已經得到諾貝爾奬,他對黑體輻射有一定的研究,得到瞭一個維恩位移定理,說黑體輻射最強的波長和溫度之乘積是一個常數---類似於汽車在額定功率一定的時候,汽車引擎産生的拉力和汽車的速度之乘積是一個常數。
  海森堡得到博士學位以後,連夜離開瞭慕尼黑前往哥廷根,23歲的臉上還充滿稚氣,但這次博士論文答辯已經讓他成熟瞭不少——他的人生觀已經悄悄改變瞭,他變瞭,內心深處變得怨憤——沒有人知道他已經長大瞭,心中充滿瞭不平。他前去投靠玻恩,這事情是早已經說好瞭的,1922年10月他們已經認識,海森堡這次去玻恩那裏相當於是去那裏做博士後研究——人生若隻如初見,交往越多,關係越微妙。自從投靠上玻恩以後,海森堡也漸漸地討厭起玻恩來,到瞭最後,他視玻恩為寇仇,在文章裏也很少提起玻恩對他的影響和鼓勵,甚至在1932年諾貝爾演講中他似乎也對“玻恩”這個人名諱莫如深——玻恩實在很委屈,他心裏說:“海森堡,我和你前世無怨今世無仇,你怎麼凡事都要刻意冷落我”。
  人是很為微妙的動物。
  海森堡在玻恩那裏開始他新的工作。1924年復活節,他第一次去哥本哈根,但不久就迴到瞭哥廷根。這個時候,錶麵上看上去有點靦腆的青年海森堡正在積蓄足夠多的力量——在他心中,那個曾經的陽光大男孩,已經死去,現在活著的,是一個內心世界如靜水深流的海森堡。海森堡不由地迴憶起自己的青少年時代……
  19世紀末到20世紀初的電力革命讓德國走在瞭世界最前沿,以西門子為代錶的電器公司增強瞭德國的科技與經濟實力,漸漸成為後起之秀,這個國傢在很多方麵已超越英法等老派帝國主義國傢。可惜在俾斯麥統一德意誌的時候,地球上的殖民地已經被西班牙,葡萄牙,荷蘭,法國,尤其是大英帝國給瓜分乾淨瞭——那個大英帝國不是曾經號稱是“日不落帝國”嗎?德國隻在非洲的幾個貧瘠地方扶植瞭自己的勢力。要打破前人的格局,德國聯閤瞭奧匈帝國與奧斯曼帝國組成同盟國,開始與英法對抗。英法自然不敢小視,拉攏瞭和德國幾乎同時崛起的美國與俄羅斯組成協約國。第一次世界大戰在巴爾乾半島這個火藥桶的引爆下展開瞭。
  從1914年一戰的正式開始,德國的大量的民用資源被消耗在無意義的戰場上,國民經濟開始崩潰,人民的生活也變得拮據。有一次海森堡因為太餓瞭,直接從自行車上摔瞭下來。眾所周知,一戰之後,德國戰敗,凡爾賽和約簽署,德國把阿爾薩斯與洛林地區歸還給法國,同時要承擔巨額賠款,在這個時期成長起來的德國年輕人進入瞭食不果腹的貧窮時代。籠罩在戰爭失敗的陰影下,慕尼黑的街頭天天上演著幾個政治派彆的血腥搏殺,弱肉強食成為社會常態。海森堡切切實實地感受到瞭政治的虛僞和殘忍,也許隻有在自然科學纔能找到那份純真與善良。成王敗寇的叢林現實讓人感覺到隻有讓自己變得更齣色,更強大纔能頑強地活下來……
  (2)
  1925年5月,天空那麼陰。
  北海。赫爾蘭島。
  海鷗在盤鏇。
  孤島,雜草叢生。
  海森堡戴著墨鏡,臉色陰鬱,走在沙灘上,用腳趾踢打浪花。他得瞭枯葉草病,是一種花粉過敏的病,需要在這一個沒人的地方躲一段時間。
  海浪打在沙灘上,發齣嘩嘩的響聲,那麼有節律,這個單調節律在海森堡聽起來是一個周期運動,他的腦子裏還在想這另外一個周期運動,那就是電子繞著原子核的圓周運動——這是玻爾的模型,他已經厭煩瞭。
  24歲的他厭煩瞭一切,他喜歡海浪的聲音,那像是一個孤獨的沉默者的哭泣,拍打著他的靈魂,他愛大海的蔚藍和深邃,他知道海浪裏還有他所研究的湍流,但現在他更關心一些簡單和諧的東西,那就是月球繞著地球轉,潮起潮落這些簡單的周期運動。玻爾的模型那麼單調,簡直有些無聊,因為電子的圓周運動的軌道根本是看不到的。隻有光的頻率和強度,纔是可觀測的。24歲,嫩得像一棵草,他決定齣手瞭——乾掉玻爾!
  電子軌道?周期運動?
  電子軌道是周期性的?
  周期函數可以展開為傅裏葉級數?
  展開它?
  展開以後?是頻率和振幅?有意思,值得一搞?
  哦,行,就這樣乾,海森堡像被沙灘上的什麼東西吸引住瞭,蹲下來,撿起瞭一顆美麗的鵝卵石,他將之攥到手心裏,然後緩慢地站起來,用力將之拋嚮遠處的大海。
  從海邊迴到他住的旅捨,洗瞭一個澡,他準備把剛纔腦子裏想到的那個東西寫下來。這時候,已經是晚上瞭。
  等海森堡連夜寫完這個傅裏葉級數展開,他發現,這個傅裏葉級數不應該使用正常的傅裏葉級數,因為原子發光的時候,光的很多頻率並不是等間隔分布的,光譜綫的頻率之間基本上顯得雜亂無章,但這些頻率也可以作為一種變異的傅裏葉級數的展開頻率——這就好象人民幣一樣,不是1元,2元,3元,4元,5元,6元……麵值為等間隔的紙幣都有,而是隻有1元,5元,10元……這些基本麵值,但同樣可以那這些麵值去展開任何需要支付的錢款數目。如果這種變異的傅裏葉級數展開是可行的,那麼兩個軌道的乘積滿足一個很奇怪的求和規律。這是什麼呀?海森堡寫到這裏,就停住瞭,陷入迷惘之中。他覺得自己象一個迷路瞭的旅人,這文章意味著什麼呢?
  寫完文章後,已經是淩晨,東方已經露齣魚肚白,睏意全無,海森堡齣門,跑到遠處的山崖上,靜等旭日的升起。
  天邊首先露齣一點魚肚白。
  海森堡的思緒仍然縈繞在那些令人睏惑的量子問題上,現在他壓抑已久的靈感不斷迸發,潛在的革命性思想正在努力衝破傳統觀念的束縛。他在想,既然電子沒有軌道,那麼通常的位置和速度描述將不再有意義,這樣看來,確實必須利用新的描述量來建立理論。玻爾的對應原理、剋拉默斯的色散關係不斷齣現在他的腦海中,他意識自己所創造的這種變異的傅裏葉級數展開也許確實可以建立一種新的力學理論。
  ……

前言/序言

  推薦序(趙崢)
  本書是軒中學子繼《相對論通俗演義》之後的又一力作。軒中從中學時代起就是一位對文學和科學都充滿興趣,而且有誌於創造的青年。他先受張愛玲、徐誌摩等人作品的影響而關注文學,後又受康德、愛因斯坦、楊振寜等人的影響轉而關注科學,最終選擇瞭物理專業,進入北京師範大學物理係學習,加入該校的相對論小組深造。這個小組是全國最有影響力的相對論研究團隊之一。在劉遼教授和梁燦彬教授的領導下,為年青人打下較為深厚的物理基礎和數學基礎,並引導他們走嚮引力理論、時空理論、宇宙學和黑洞物理的研究前沿。
  軒中深受梁燦彬教授的影響,對理論物理和微分幾何充滿興趣,並在馬永革教授的指導下完成瞭碩士論文。在本科和研究生階段,軒中博覽群書,把自己的視野從相對論擴展到量子論及物理學史等領域。
  軒中最值得注意的優點是始終想做事情,不想虛度此生。在各種嘗試之後,他終於摸索到瞭適閤自己的創造領域,即選擇科學和文學的結閤部,把掌握的物理學前沿知識與自己的寫作能力結閤起來,以既科學又文學的方式把愛因斯坦、霍金等近代學者研究的前沿知識及成功者的創新之路介紹給廣大青年。
  我懷著欣喜的心情讀完瞭本書的電子稿,大有後生可畏又可愛的感覺。這本書和幾年前發錶的《相對論通俗演義》一樣,既保證瞭科學內容的正確,曆史梗概的真實,又帶有適當的文學色彩,而且使用的是年青人熟悉喜愛的語言,可讀性很強。《相對論通俗演義》一書不但受到瞭青年讀者的喜愛,也受到瞭許多理論物理專傢的好評,相信這本書同樣會得到較高的評價。
  我們中華民族是一個偉大的民族,從春鞦戰國到明朝中葉,站在人類文明的前列差不多2000年,隻是在近代落後瞭,而且挨打瞭。經過全國人民的流血奮鬥,今天的中國終於又站起來瞭,經濟得到瞭飛速的發展,中華民族再次奔嚮人類文明的最前列。在目前經濟危機的陰影籠罩全球的情況下,中國是最有活力,最充滿希望的國傢,全世界人民都在注意正在重新崛起的中華民族,對於當代中國青年來說,真是任重而道遠。
  小平同誌說,“科學技術是第一生産力”。中國經濟的可持續發展依賴於科技創新和教育的普及提高。幾十年來,中國的教育取得瞭長足進展,不僅基本普及瞭中、小學教育,而且大學生能占到同齡人的三分之一,這是震撼世界的成就,是中國可持續發展的強大動力之一。
  我們的教育質量,從知識水平和計算能力來說是不低的,但也有嚴重缺陷,這就是中國學生的創新動力和創新能力都不足。
  應該使年青人明白,500年的自然科學史錶明, 青年是科學發現的主力軍。伽利略25歲被譽為“當代的阿基米德”。牛頓23-25 歲期間完成瞭他一生最重要的科學發現。萊布尼茲27歲發明微積分, 伽羅華20歲創造瞭群論。赫姆霍茲26歲、邁耶28歲時提齣瞭熱力學第一定律。剋勞修斯26歲時提齣瞭熱力學第二定律。開爾文24歲提齣絕對溫標, 並預見到熱力學第三定律的存在。麥剋斯韋25歲對電磁理論作齣重大改進, 34歲建立起著名的電磁方程組。愛因斯坦26歲發錶狹義相對論, 提齣光子說, 36歲又發錶廣義相對論。曆史上重大的科學發現, 大都是年青人做齣的。他們雖然知識不如老年人豐富, 但很少保守思想, 最具創新精神。
  社會科學和文藝創作與自然科學不完全相同。貝多芬在47歲的時候說:“現在, 我知道如何搞創作瞭”。而且他在47歲之後的作品, 確實比以前的作品更為齣色。貝多芬和莎士比亞一樣, 都是在晚年纔達到自己藝術創作的頂峰的。
  然而, 不管是貝多芬、莎士比亞還是其它傑齣的文學藝術傢和社會科學傢,都不是40歲以後纔開始建功立業的。他們中的大多數,在30歲之前就已鋒芒畢露, 顯現齣耀眼的纔華。莎士比亞寫作《亨利四世》時隻有28歲,發錶《仲夏夜之夢》和《哈姆雷特》時也纔36-37歲。貝多芬在30歲之前就已創作齣優秀的作品,31歲時完成著名的《第一交響麯》, 40歲齣頭完成8首交響麯和50多部其它作品。莫紮特是有名的神童。歌德25歲發錶《少年維特之煩惱》,席勒21歲完成劇本《強盜》, 24歲發錶《陰謀與愛情》,雪萊21歲發錶長詩《麥布女王》,狄更斯24歲完成《匹剋威剋外傳》。泰戈爾15歲開始寫劇本, 普希金30歲之前完成瞭他一生中主要的詩歌創作。馬剋思30歲、恩格斯28歲時發錶《共産黨宣言》, 毛澤東26歲主編《湘江評論》。亞曆山大30歲左右就橫掃南歐、北非和西亞, 建立起橫跨三洲的大帝國。諸葛亮27歲發錶《隆中對》,提齣三分天下的戰略方針。打贏赤壁之戰時, 周瑜34歲, 諸葛亮纔28歲。
  翻開曆史的長捲,我們看到“自古英雄齣少年”。青年人應該有誌氣、有抱負,完全不應在權威麵前有自卑心理。應該象牛頓那樣, 努力站在巨人的肩上, 讓青春發齣光輝。
  青春的光輝, 主要産生於勤奮而不是天纔。愛因斯坦曾經說過:“在天纔和勤奮之間, 我毫不遲疑地選擇勤奮。它幾乎是世界上一切成就的催生婆”。《聊齋誌異》的作者蒲鬆齡曾用下麵的對聯自勉自警:
  有誌者,事竟成,破釜沉舟,百二秦關終屬楚;
  苦心人,天不負,臥薪嘗膽,三韆越甲可吞吳。
  清代詩人趙翼也在詩中寫道:
  江山代有纔人齣,各領風騷數百年。
  軒中的這本《量子力學與相對論遺情書》列舉瞭大量科學發展的麯摺經曆,對增強讀者的創新欲望,提高讀者的創新能力,大有裨益。而且在這方麵,軒中本人就做齣瞭榜樣,他像射門意識極強的足球運動員,總想把球踢進球門一樣,極想做一些創新工作。由於不斷地拼搏努力,他在 26歲的時候就完成瞭《相對論通俗演義》一書。今年正當軒中的而立之年,他又呈現給讀者這本優秀的作品。
  我應軒中之邀,不揣冒昧給他的新書作序,好在他的書確實是本好書。
  與文章有關及一些雜七雜八:廿三年(作者自序)
  張愛玲有一本小說,《十八春》,是十八年的意思,又叫《半生緣》。這個小說寫得很好,我隻看過她的這部小說,看完以後覺得我自己不應該寫小說。因為,張愛玲鬱達夫他們寫得很熟,算是看透瞭人間。那我隻能乾彆的事情,繞開他們。於是選瞭二十年的野路,去做彆的學問。
  我小的時候,看康德的《宇宙發展史概論》,大為吃驚,原來每個在地球上的人原始的來曆居然是星雲氣體和塵埃。這樣的感覺使得我覺得研究宇宙是一門好的學問。當時我大概隻有十來歲,又看瞭少數能見到的科普書,現在基本是沒有大記憶,但當時已經知道相對論與量子力學這兩件事情。初中時候評優秀的學生,我寫的自述裏赫然有這樣的語句:“自學量子力學與愛因斯坦的廣義相對論。”這樣的語言在現在看來是讓自己頭大如鬥的,但初中時代的我突然一下子腦子裏充滿瞭問號。
  後來我看瞭一些書,楊振寜的傳記是我高中時代買的一本好書,我讀瞭好幾遍,初步地懂得規範場論這個新鮮名詞。當時的感覺是,微分幾何是重要的,因為楊振寜在贊美Chern的示性類的時候有一句詩歌:歐高黎嘉陳。陳省身的名字也開始被我關注起來。
  我上初中的時候,思想是玩世不恭的,性格算非常內嚮。在學校裏我書讀得很好,相當自由,但一離開學校我基本不愛說話。我的腦子琢磨瞭大量物理知識,比如動量守恒與火箭。當時是滿頭霧水。相當幸運的是一天舅舅送給我一本解析幾何與微積分的習題集,我幾乎在瞬間學會瞭微積分,微積分具有相當的形式美。後來我的初中同學告訴我說,初中時候有一題目數學老師做不齣來,我上去用微積分給解答瞭。
  相當長的時間內研究微積分,雖然我並不關心極限。我很早就知道為什麼球麵的麵積是那樣算的,是積分積齣來的。
  當時我對數學很癡迷,我的叔叔有幾本大學數學的教材已經落滿塵埃,我找齣來讀瞭,蘇聯的翻譯本也有,繁體字看不懂,但我開始關心一個問題,那就是最速降綫。這個實際上就是變分。
  我在初中的時候讀到的書不多,讀過《形形式式的麯綫》,是很啓發人的一本書。看瞭以後想到一些問題,比如如何畫橢圓,如何計算橢圓麵積。
  總的說來,初中時代使得我更多地關心起數學與物理來。雖然小學時代我更多關心的是武俠小說。看過的言情小說不多,隻有五年級的夏天看瞭一本寫早戀的《啊,少男少女》。這本書在一個下午被我看完,我開始明白男歡女愛的美麗。後來看的書也不多,記憶中有路遙《平凡的世界》。 我記得那裏麵有一段討論宇宙與飛船的文字,路遙的那段文字給我的感覺很強大。
  高中時代來臨瞭,我上的春暉中學。那學校算比較好的,但藉書也不能隨便自己挑。我沒有藉到想要的書,總體上是鞏固瞭初中時代對微積分的認識。我去浙江大學度過半個暑假的夏令營,在那裏的書店,我買瞭幾本書,比如李政道的文集,還有近代物理的講義。現在有記憶的是當時去那裏看瞭一次錄象,好像是楊振寜在浙大的演講錄像,有點印象。同時期我對熱力學第二定律很有興趣,我想知道人生是不是混沌,賭博與蝴蝶效應有什麼關係。高中的生活馬上要晃過去,我看的書有一本叫《用物理方法解數學問題》,是天津商學院的吳振奎寫的。如果說這個世界上還有好書的話,那算一本。那書的角度現在看來是牛頓或者 Witten那樣的角度。數學與物理是不分傢的,陳省身在理論物理所訪問期間有詩歌,第一句說:物理幾何是一傢,共同攜手到天涯。
  當然,一直到現在,我對吳振奎的書最後的完美矩形與電路的基爾霍夫定律的關係也沒有把握。高中時代我還不知道自己到大學要學什麼,因為我的文科比理科要好一點。英語是最好的,寫作文也是老氣橫鞦。我已經忘記什麼時候我有Penfriend,他與我寫信,說我文筆齣眾。
  文筆齣眾在我看來有點小兒科,我覺得一個人要麼物理齣眾要麼數學齣眾,電腦齣眾也行,你要說自己文筆齣眾,我覺得那是很正常的事情,每個人的文筆都齣眾。當時我們學校有個畢業的人,成為小作傢瞭,來春暉中學講文學,坐在講颱上冷酷地抽煙、思索、談論文學,我不覺得那有多瞭不起。後來有院士來春暉中學講演,我驚為神人。
  高中時代是糊塗的,要學的東西很多,我們為瞭準備競賽還讀過大學的《細胞生物學》一類的高級書。
  20歲那年,我要考大學瞭,填報物理係是越來越確定的事情。在浙江大學與北京師範大學之間我琢磨瞭一下,填瞭北京師範大學。當時不知道的是,北京師範大學的廣義相對論,在國內是一麵旗幟。
  到瞭大學,第一年真是散漫到瞭極點,當時我覺得未來很遙遠,遠到你不知道未來到底是什麼。我做的最多的事情是上網和看電視,拿一點時間來寫小說。在寫小說上,我有過刻苦的練習,一天去自習教室寫10個小時,然後叫打印店的小姐幫忙打字。當時的思想是寫小說就是拿人性做試驗。設計一個一個場景,當然,我在高三開始瘋狂研究徐誌摩,我大一的暑假去瞭徐誌摩在海寜的老傢,人去樓空後我再次感懷,我以後有錢瞭要去他傢隔壁建一樓房,他的故居邊上的新華書店,是我考慮拆遷的對象。
  徐誌摩的作品是重要的,我不是從文學的意義上去想。但他的那種愛美自由的風格,在當時我的心裏是最重要的。我看陸小曼給《猛虎集》寫的序文,說徐誌摩雲遊去瞭,現在她很後悔當時自己的淘氣,寫著寫著再沒有人去執她的手瞭……我突然明白瞭很多事情,當時我對愛情是極度虛幻地追求,討一句話恐怕是在茫茫人海中訪我靈魂之唯一伴侶。
  徐誌摩的離婚與梁啓超給他的證婚詞,讓我記憶深刻。
  他是永遠隻有36歲的。這個在我看來是重要的,一個人居然沒有老過,是不是一件極度瀟灑之事情?
  大一的散漫使得我開始接受一點後現代的思想。在大學裏幾乎所有的人都會後現代,但重要的是一個人不能永遠停留在後現代。
  大二上學期我還是散漫的,我還是寫一點小說和文字,來慰藉自己。當然思想是不深刻的,我有時候覺得魯迅是深刻的。有一門課程叫數學物理方法,上這課程時我開始跟不上老師的思路,我的麵前齣現的第一本難的書是梁昆淼的。我壓根不知道這本書是要乾什麼,解決什麼問題。當時腦子裏還沒有球坐標係這樣的概念。我於是很痛苦,索性不學瞭。
  大二下學期的時候我上網,開始看一些幻方什麼的東西。看書也是沒有品位的,量子力學是大三要學的,我當時覺得我應該學會寫薛定諤的波動方程,那是時候,實際上我的數學物理已經學得相當差瞭。我連一個矩陣如何對角化等一係列問題全部不能自己。
  上網的時候也去超弦學友論壇(這個網絡BBS是由中國科學院理論物理研究所的高怡鴻研究員開設的,現在這個論壇已經關閉多時瞭),上這個論壇的時候開始知道這個世界上還有這樣一個人,他叫Witten。如果說每個時代都有被傳說很邪門的人,那麼Witten就是其中之一。物理圈裏有一個說法是witten的文章寫得很乾淨,他吃飯的時候把湯都喝光瞭,那我們吃什麼?
  大三上學期我同時上裴壽鏞教授開設的《量子力學》與另一門很有意義的課程,這就是由梁燦彬教授在北京師範大學物理係開設的《微分幾何初步與廣義相對論》。梁燦彬教授的課程相當於從幾何角度講解愛因斯坦的理論,拋棄瞭坐標係。我受到一點影響。
  我開始不再想著寫小說瞭,小說的力量太小瞭,一個方程能說明的事情小說要寫十萬字纔能說清楚。我雖然當時也看王小波或者彆人的小說,但基本上沒有震撼之感。最震撼我的東西全部集中在幾何上,比如Gauss——Bonnet——Chern定理。你生活在四維度的時空中,麯率怎麼樣,有多少洞。這樣的事情讓我煞費苦心。我開始處心積慮地學習一些幾何與拓撲,企圖趕上潮流。這個時候因為已經發現廣義相對論與規範場論都與微分流形及它上麵的縴維叢有關係。我開始明白瞭自己的23年,漸漸走到一條數學物理的路上去。而至於這條路有多長,能走多遠,那誰曉得呢?


穿越時空的思想巨匠:從微觀粒子躍遷到宏觀宇宙的深刻洞察 本書將帶領讀者踏上一場思想的盛宴,一場跨越瞭物理學兩大革命性理論——量子力學與相對論——的深度探索。我們不再僅僅是旁觀者,而是將成為這場科學史上的思想巨匠們的同行者,親曆他們如何以驚人的洞察力,顛覆瞭我們對實在的認知,重塑瞭宇宙的麵貌。 第一部分:揭開微觀世界的神秘麵紗——量子力學的革命 想象一下,你正試圖理解構成我們世界的最基本單元。在量子力學齣現之前,我們所熟知的世界是確定的、可預測的,就像鍾錶的齒輪一樣精密運轉。但到瞭20世紀初,物理學傢們在探索原子和亞原子粒子時,卻遭遇瞭一係列前所未有的難題。這些微小的存在,似乎遵循著一套截然不同的、甚至可以說是“怪異”的規則。 1. 黑體輻射與能量的“量子化”:普朗剋的智慧火花 一切的起點,或許可以追溯到黑體輻射的難題。經典物理學無法解釋為何高溫物體發齣的光綫顔色分布會隨著溫度變化,也無法解釋為何在高頻時能量會趨於無窮大——這被稱為“紫外災難”。正是在這樣的睏境中,一位名叫馬剋斯·普朗剋的德國物理學傢,大膽地提齣瞭一個驚人的假設:能量並非連續不斷地傳遞,而是以離散的、稱為“量子”的最小單位一份一份地傳遞。這個看似微小的改動,卻如同劃破黑暗的閃電,預示著一個新時代的到來。我們將在書中詳細解析普朗剋的這個革命性思想,理解它如何成為量子力學的奠基石,以及它如何深刻地改變瞭我們對能量本質的理解。 2. 光電效應與波粒二象性的曙光:愛因斯坦的突破 緊接著,愛因斯坦在解釋光電效應時,進一步發展瞭普朗剋的量子概念。他提齣,光本身也具有粒子性,就像一個個微小的能量包,稱為“光子”。這便是著名的“光子的概念”。光電效應的實驗現象錶明,隻有當入射光的頻率高於某個閾值時,金屬纔會發射電子,而這與光的強度無關。愛因斯坦的解釋,不僅解決瞭光電效應的謎團,更揭示瞭光同時具有波和粒子的雙重性質——波粒二象性。我們將深入探討這一概念,理解它如何挑戰瞭我們長久以來對“波”和“粒子”的直觀定義,以及它在現代物理學中扮演的核心角色。 3. 原子結構的迷霧與玻爾模型的猜想 原子,這個構成物質的基本單位,在量子力學問世前,其結構依然是一個巨大的謎團。盧瑟福提齣的原子模型,就像一個微型的太陽係,電子圍繞著原子核運轉。然而,根據經典電磁理論,加速運動的電子應該不斷地輻射能量,最終螺鏇式地墜入原子核,導緻原子不穩定。這個矛盾讓科學傢們束手無策。丹麥物理學傢尼爾斯·玻爾,巧妙地將普朗剋的量子概念引入原子結構,提齣瞭著名的玻爾原子模型。他假設電子隻能在特定的軌道上運動,並且在這些軌道之間躍遷時纔會吸收或輻射能量,且輻射的能量與頻率成正比。本書將生動地呈現玻爾模型的發展過程,以及它如何在一定程度上解釋瞭原子光譜的離散性,為理解原子世界的穩定性和行為提供瞭重要的綫索。 4. 概率的陰影與不確定性的定律:海森堡的哲學思考 隨著研究的深入,量子世界的“怪異”之處愈發顯現。路易·德布羅意提齣的物質波概念,更是將波粒二象性推廣到瞭所有物質粒子,就連電子也具有波動性。但真正將量子力學的哲學根基動搖的,是維爾納·海森堡的不確定性原理。他指齣,我們不可能同時精確地知道一個粒子的位置和動量。測量其中一個量越精確,另一個量的不確定性就越大。這一原理,徹底顛覆瞭決定論的哲學思想,引入瞭概率和不確定性作為宇宙的基本屬性。我們將細緻地解讀不確定性原理,理解它對我們認識微觀世界的影響,以及它如何促使科學傢們從“可知”的世界走嚮“可知性”的界限。 5. 量子糾纏與“幽靈般的超距作用”:薛定諤的貓之思 量子力學的奇特之處遠不止於此。量子糾纏,一個連愛因斯坦都感到睏惑的現象,描述瞭兩個或多個粒子之間一種奇特的關聯:無論它們相距多遠,對一個粒子的測量結果會瞬間影響到另一個粒子的狀態。這種“幽靈般的超距作用”,挑戰瞭我們對空間和因果關係的直覺。而薛定諤的貓思想實驗,更是將量子疊加態的模糊性推嚮瞭極緻,引發瞭關於量子世界與宏觀世界界限的深刻思考。本書將帶你領略這些量子力學中最令人著迷的現象,以及它們如何不斷挑戰著我們的認知極限。 第二部分:重塑宇宙的宏偉圖景——相對論的深刻變革 如果說量子力學帶領我們深入微觀世界的奇境,那麼相對論則為我們打開瞭認識宏觀宇宙的全新視角。它不僅徹底改變瞭我們對時間、空間、質量和能量的理解,更揭示瞭宇宙運行的終極規律。 1. 狹義相對論:時空交織與質能等價 在20世紀初,一個年輕的專利局職員阿爾伯特·愛因斯坦,以其非凡的想象力,提齣瞭狹義相對論。他基於兩個基本假設——相對性原理(物理定律在所有慣性參考係中都相同)和光速不變原理(光在真空中的速度對所有慣性觀察者來說都是相同的)——推導齣瞭革命性的結論。我們曾經堅信不移的絕對時間和絕對空間,被證明是相對的。運動的物體會發生時間膨脹和長度收縮,而質量和能量,也並非獨立的實體,而是可以通過著名的質能方程 E=mc² 相互轉化。本書將詳細闡釋狹義相對論的核心思想,帶領讀者理解為何“同時”是相對的概念,以及核能的巨大威力是如何源於質能等價的深刻洞察。 2. 從牛頓的力到時空的彎麯:廣義相對論的宇宙觀 愛因斯坦並沒有止步於狹義相對論。他對引力的本質感到不滿,認為牛頓的引力理論無法解釋引力傳遞的速度,也無法解釋引力對光綫的彎麯。在曆經十年的艱苦探索後,他提齣瞭廣義相對論。廣義相對論的核心思想是:引力並非一種“力”,而是由物質和能量造成的時空彎麯所産生的效應。質量巨大的物體會使周圍的時空發生扭麯,而其他物體則沿著這個彎麯的時空路徑運動,我們感知到的就是引力。本書將生動地描繪廣義相對論的宏偉圖景,從引力場的數學描述,到光綫在黑洞附近的彎麯,再到水星近日點進動的精確解釋,我們將一一揭示它的強大預測能力和對宇宙理解的顛覆性意義。 3. 黑洞的誕生與時空的奇點 廣義相對論最引人注目的預言之一,便是黑洞的存在。黑洞是時空極度彎麯的區域,其引力之強大,連光都無法逃脫。本書將帶領讀者一同探尋黑洞的奧秘,從它形成的原因,到事件視界的邊界,再到黑洞內部可能存在的奇點。我們將理解黑洞如何成為宇宙中最神秘、最極端的天體之一,並思考它們對宇宙演化的潛在影響。 4. 引力波的漣漪與宇宙的“竊竊私語” 廣義相對論還預言瞭引力波的存在——時空漣漪,由劇烈的天體事件(如黑洞閤並)産生,以光速傳播。這些微弱的引力波,如同宇宙深處的“竊竊私語”,承載著關於宇宙演化和極端物理過程的寶貴信息。本書將迴顧引力波的發現曆程,以及它如何為我們提供瞭一種全新的觀測宇宙的方式,打開瞭多信使天文學的新紀元。 5. 相對論與量子力學的融閤:未來的探索方嚮 盡管量子力學和相對論各自取得瞭輝煌的成就,但它們在描述宇宙的極端條件下(如黑洞內部或宇宙大爆炸之初)卻存在著深刻的矛盾。如何將這兩大理論統一起來,是21世紀物理學麵臨的最大挑戰。本書將在最後一部分,展望量子引力、弦理論等前沿研究方嚮,為讀者勾勒齣未來物理學探索的宏偉藍圖,激發讀者對未知宇宙的無限好奇。 結語:思想的火花,照亮人類的認知邊界 《理解科學叢書·日齣:量子力學與相對論》不僅僅是一本介紹物理學理論的書籍,它更是對人類智慧和探索精神的禮贊。我們將通過對這些顛覆性理論的深入剖析,體會科學傢們如何憑藉勇氣、智慧和不懈的努力,不斷挑戰已有的認知,拓展人類對宇宙的理解邊界。這本書將激發你對科學的興趣,培養你批判性思考的能力,更重要的是,它將讓你以一種全新的視角,重新審視我們所生活的這個宏偉而奇妙的宇宙。準備好,與我們一同迎接這場思想的日齣,見證人類智慧的光輝!

用戶評價

評分

從結構布局來看,這本書顯然是經過瞭長期的打磨和審慎的取捨。它沒有試圖麵麵俱到地涵蓋所有已知的科學分支,而是聚焦於幾個核心的、相互關聯的知識體係,通過深挖這幾個體係的內在聯係,構建起一個宏大的知識全景圖。這種“少即是多”的策略非常高明,避免瞭信息過載,使得讀者可以將注意力集中在最根本的邏輯鏈條上。我欣賞它對曆史背景的著墨,它沒有將物理學的進步視為一條直綫,而是清晰地展示瞭無數次嘗試、錯誤、爭論和妥協,這些細節使科學的發展過程充滿瞭人性的光輝與掙紮。更重要的是,它清晰地區分瞭“被證實”的理論和“仍在探索中”的假說,並在後者上保持瞭審慎的批判態度,不盲目鼓吹任何未經檢驗的“新潮”理論。這種嚴謹的學術態度,讓讀者在獲取知識的同時,也學會瞭如何批判性地審視信息,這在信息爆炸的今天,無疑是最寶貴的財富之一。

評分

對於知識的延伸和拓展方麵,這本書的錶現尤為齣色。它不僅僅停留在“是什麼”的層麵,而是大量篇幅用於探討“為什麼會是這樣”以及“這將會如何影響我們對世界的認知”。書中對某些關鍵概念的討論,常常會引申齣跨學科的思考,比如物理學觀念的轉變如何反作用於哲學思辨,或者對確定性與概率性認知的改變如何影響瞭我們對現實的理解。在閱讀過程中,我經常會被引導去思考那些尚未被解答的“邊界問題”,作者並沒有迴避這些難題,而是將它們作為激勵讀者繼續探索的動力。書的末尾部分,對於未來可能的發展方嚮進行瞭展望,這種前瞻性的分析,讓讀者感到自己不僅是知識的接收者,更是科學未來的一部分。它成功地激發瞭一種求知欲,驅使我想要去閱讀更多更專業的文獻,去挖掘那些在這本書中隻是被輕輕帶過但又引人深思的細節,可以說,它成功地播下瞭深入研究的種子。

評分

這本書在語言運用上的精妙之處,值得單獨稱贊。它的行文風格在不同章節之間展現齣令人驚訝的切換能力。在闡述基礎概念時,語言是極其精確且邏輯嚴密的,每一個詞語的選擇都仿佛經過瞭韆錘百煉,避免瞭任何語義上的模糊地帶,確保瞭基礎概念的準確無誤。然而,一旦進入到對前沿理論的探討或者哲學層麵的反思時,語言風格會立刻變得詩意且富有哲理,充滿瞭對宇宙終極奧秘的敬畏之情。這種“科學的理性”與“人文的感性”之間的完美融閤,使得閱讀過程充滿瞭層次感。我特彆留意到作者在處理一些高深莫測的數學推導時,會穿插一些非常巧妙的比喻,這些比喻既不失準確性,又極大地簡化瞭讀者的認知負擔。它避開瞭那些為炫技而堆砌的復雜符號,而是將重點放在瞭概念的“物理圖像”上,這對於培養讀者的直覺理解力至關重要。總而言之,這本書的文字功底,已經超越瞭一般的科普範疇,達到瞭文學性的高度。

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這本《理解科學叢書》的新作,光是翻開扉頁就能感受到一種撲麵而來的嚴謹感。封麵設計簡潔卻極具張力,色調的運用恰到好處地烘托齣主題的深邃。內頁的排版也相當考究,字體大小和行距的拿捏,讓閱讀體驗變得非常舒適,即便是麵對那些晦澀的理論,眼睛也不會輕易感到疲勞。我特彆喜歡它在章節過渡時所采用的插圖風格,不是那種廉價的電腦製圖,而是帶有某種古典科學插畫韻味的素描或蝕刻畫,這些圖例往往能比枯燥的文字更有效地幫助讀者建立起對抽象概念的初步認知框架。比如,關於經典力學與新物理學分野的描述部分,作者沒有急於拋齣復雜的數學公式,而是先用一係列生動的曆史場景勾勒齣當時科學界麵臨的睏境,這種敘事手法極大地降低瞭閱讀門檻,讓我這個非專業人士也能感受到那種“範式轉移”的震撼。書中對不同科學流派的觀點平衡處理得也很好,沒有偏袒任何一方,而是客觀地呈現瞭它們各自的邏輯自洽性以及最終被檢驗的結果。這種深思熟慮的編排,讓人感覺作者不僅是知識的搬運工,更是一位引導者,引領我們走入科學思維的殿堂,而不是簡單地灌輸知識點。

評分

初讀之下,這本書的敘事節奏感令人驚嘆。它不是那種平鋪直敘、缺乏波瀾的科普讀物,反而更像是一部精心編排的史詩。在講述關鍵轉摺點時,作者總能精準地把握住情緒的遞進,使得原本冰冷的物理學概念獲得瞭鮮活的生命力。例如,在描述某個實驗的突破時,筆觸會變得略微激動,仿佛作者本人也在現場見證瞭那曆史性的一刻。這種情感的注入,讓讀者在跟隨作者思索的過程中,能夠體驗到科學發現過程中的掙紮、睏惑乃至豁然開朗的喜悅。它成功地捕捉到瞭“靈感乍現”的魅力,這在許多嚴肅的科學著作中是很難得的。此外,書中對於理論的解釋,很少直接使用長篇大論的定義,而是采用瞭一種“問題驅動”的模式——先提齣一個當時物理學傢無法解答的矛盾點,然後展示不同理論是如何試圖解決這個矛盾的,最後纔揭示最優解。這種層層遞進的結構,極大地增強瞭閱讀的參與感和探索欲,讀起來完全沒有那種“被動接受信息”的枯燥感,更像是與一位飽學之士進行瞭一場充滿啓發性的對話。

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很棒的科普書,買瞭兩本,一本自己看,一本送人

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京東的東西非常好, 物流也很給力!

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非常感謝京東商城給予的優質的服務,從倉儲管理、物流配送等各方麵都是做的非常好的。送貨及時,配送員也非常的熱情。

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白色衣衫毅然“可我還是來瞭。”

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居然有這麼多科普的?

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書都是全新的未開過封,和描述的一樣。質量好好,沒得說!

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不錯,內容風趣幽默,能把如此晦澀難懂的知識變得如此有趣,真高

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無意間看到的,還不錯。

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科普作品,要好好閱讀,不錯。

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