你错了，爱因斯坦先生！ 牛顿、爱因斯坦、海森伯和费恩曼探讨量子力学的故事 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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哈拉尔德·弗里奇 著，邢志忠，邢紫烟 译

图书标签:

• 量子力学
• 物理学史
• 科学史
• 爱因斯坦
• 牛顿
• 海森伯
• 费恩曼
• 科学哲学
• 科普读物
• 现代物理学

出版社： 上海科技教育出版社

ISBN：9787542858573

版次：1

商品编码：12175912

包装：平装

丛书名： 世纪人文·开放人文

开本：16开

出版时间：2017-04-01

用纸：胶版纸

页数：166

字数：154000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：一般读者

对绝大多数人而言，量子力学似乎是一门与日常生活毫不相干而且神秘莫测的学科，只有物理学家才能理解它的真谛以及它所描绘的量子世界。但事实并非如此。其实我们每个人都可以轻松地领会量子物理学的基本原理，并从中感知和欣赏那些存在于我们的视野之外、趣味横生的量子现象。在科学化和文明化的现代社会，量子力学至关重要，因此它理应被大众所了解。
书中，牛顿对量子力学一无所知，他不断地提出各式各样的问题，在讨论中慢慢地也变成了一位量子物理学家。爱因斯坦则难以接受量子力学，把量子力学区别于经典力学的关键点一一指出来。费恩曼作为量子力学的一代名师，与量子力学体系的创立者之一——海森伯一道，耐心地解释量子理论。作者用通俗的语言，借由这些名家之口，把量子力学的发展历史、核心思想娓娓道来，为读者描绘出微观世界奇妙的景象。

内容简介

作者在本书中模仿伽利略《关于两大世界体系的对话》一书的写作风格，以虚拟的对话形式，让五位不同时代的物理学家展开一系列关于量子力学的起源和发展的热烈讨论，文笔生动有趣、通俗易懂。参与讨论的是牛顿、爱因斯坦、海森伯、费恩曼以及作者本人的化身哈勒尔教授，身份象征了从经典力学到量子力学，再到基本粒子物理学的历史发展脉络，而他们的话题涵盖了现代物理学的很多基本概念和原理。牛顿起初对量子物理学一无所知，但是在讨论过程中，他慢慢地也变成了一位量子物理学家。爱因斯坦虽然为量子理论的创立做出过杰出贡献，但后来却不断地质疑这一理论的基础和推论，因此他不得不经常面对海森伯、费恩曼和哈勒尔的批评。刚开始完全不了解量子力学的读者会像牛顿那样从讨论中学到很多东西，也会像爱因斯坦那样惊叹于相对论和量子力学相结合的产物（量子场论）在基本粒子物理学领域所取得的巨大成功。

作者简介

哈拉尔德·弗里奇，著名理论物理学家与科普作家。1971年在慕尼黑工业大学获得博士学位。曾经在斯坦福大学、加州理工学院和欧洲核子研究中心工作，1980年受聘成为慕尼黑大学索末菲教授，2008年退休。他与盖尔曼合作多年，共同为量子色动力学——描述强相互作用的理论——做出了意义深远的奠基性工作。他在大统一理论、味相互作用理论等许多领域都具有原创性的重要贡献。他的科普畅销书被译成多种文字，其中《夸克》《改变世界的方程》拥有众多读者。在20世纪80年代，他制作的名为“微观世界”的电视系列片在德国常播不衰，影响广泛。

目录

序言
引言
第一章 量子理论的起点
第二章 原子
第三章 波与粒子
第四章 量子振子
第五章 氢原子
第六章 自旋：一个新量子数
第七章 力与粒子
第八章 元素周期表
第九章 狄拉克方程与反粒子
第十章 电子和光子
第十一章 色夸克和胶子
第十二章 中微子振荡
第十三章 粒子的质量
第十四章 自然界的基本常量
第十五章 结局
物理学家小传
译后记

前言/序言

　　弗里奇让四位伟大的科学家复生，并展开了关于量子理论的起源和发展的热烈对话。他们讨论的话题包括：普朗克（Planck）不情愿地引进的量子（quanta）概念，玻尔（Bohr）发明的特设的量子规则，薛定谔（Schr dinger）和海森伯（Heisenberg）共同发现的量子力学（quantum mechanics），以及量子力学和爱因斯坦（Einstein）的狭义相对论（special theory of relativity）相结合的丰硕成果———相对论性量子场论（relativistic quantum field theory）。他们的对话揭示出这些早期的科学成就如何将我们引向如今已取得巨大成功的“标准模型”（standard model），后者几乎为所有已知的基本粒子现象提供了一个显然正确的、完备的而且前后一致的描述。
　　我将简要回顾量子物理学的某些方面，我们是如何得到它们的，以及还存在哪些未解之谜。所有的自然现象都是由四种基本力产生的：引力、电磁力和两种核力———一种是弱相互作用力，另外一种是强相互作用力。在爱因斯坦整个人生的后几十年，他对核力的态度几乎是敷衍了事，不闻不问。与此相反，他却竭尽全力去构建一个关于引力和电磁力的统一理论，但没有成功。我们必须承认，我们所获悉的关于核力的知识对其他大部分的科学学科几乎不会产生直接的影响。原因在于对那些学科而言，原子核同电子一样可以被看做具有特定质量和电荷的类点粒子（pointlike particle）。通过这种理想化的处理，可用薛定谔方程完美地描述每种化学元素的原子。实际上，该方程提供了一个基本的理论框架，支撑着诸如化学、生物学和地质学等许多自然科学分支。当然，懂得了基本规则并不会使这些学科的挑战性降低，就像懂得了国际象棋的规则并不会使人人都成为国际象棋大师一 样……但这终究是一个好的开端。
　　尽管引力在这四种力中最弱，但它的效应却最显而易见。引力解释了地球上和天空中的运动现象。它把属于我们的大气和海洋挽留了下来，并让我们站在地面上。然而，与其他几乎所有现象有关的却是电磁力：它使原子结合在一起，然后使它们组合成诸如分子、老鼠和山脉等。我们自己本质上是电磁生物，我们所看到的、感觉到的、听到的、品尝到的、触摸到的或者制造出来的一切东西也都是电磁力作用所致。引力和电磁力合起来解释了这个世界的几乎所有特性，不管是大尺度的还是小尺度的。这样看来，爱因斯坦忽视核力或许是有道理的。
　　不过电磁力和引力无法解释太阳和恒星是如何发光的，也不能解释构成人体的化学元素是怎样产生的。如果没有对原子核的深入了解，我们就不会面对核能所带来的希望和危险。这一切都始于1897年放射性的发现以及那之后不久原子核本身的发现。科学家们发现原子核是由两种粒子组成的：中子和质子———它们通过很强的短程核力结合在一起。对宇宙线的研究揭示了其他看来是基本的粒子：正电子、μ子、π介子和好几种所谓的奇异粒子（strange particle）。越来越强大的粒子加速器的设计、开发和投入运行，导致了几百种其他粒子的发现。它们的数目太多了，不可能都是基本粒子。
　　我们已经知道，这些粒子中的大多数根本不是基本的。所有强相互作用的粒子［叫做强子（hadron）］都是由夸克（quark）组成的，夸克之间通过交换胶子（gluon）而束缚在一起。比方说，质子是由两个上夸克（up quark）和一个下夸克（down quark）组成的束缚态，而奇异粒子只不过是含有奇异夸克（strange quark）的束缚态。（然而，我们不可能观测到单个夸克或胶子。）把夸克结合在一起的力，即色相互作用力或量子色动力学（QCD），是一种与数学上的SU（3）群有关的规范理论（gauge theory）。把核子结合在一起形成原子核的核力只是把夸克结合在一起的色相互作用力的微弱的剩余效应，就像把原子结合在一起形成化合物的化学力其实只是把原子结合在一起的电力的微弱的剩余效应一样。
　　我们的相互作用力四剑客中的最后一位是弱相互作用力，它容许质子变成中子，从而使得太阳能通过核聚变过程产生能量，也使得死亡已久的恒星能够制造出构成人体的元素。它还容许中子在β衰变的过程中变成质子，而β衰变是三种天然放射性形式中的一种。如今我们知道弱相互作用力和电磁力是密切相关的，有些人把这种相关性说成是这两种力的统一。这两种力无法分开来理解，而只能合在一起在电弱理论（electroweak theory）的框架中来理解。电弱理论基于另外一种规范理论，这种规范理论涉及自发破缺的规范群SU（2）×U（1）。在这种理论中，无质量的光子与很重的弱相互作用的传播子（mediator）W玻色子和Z玻色子联系在一起。电弱理论已经通过了种种实验检验。实际上，它的建立和发展产生了包括我本人在内的八位诺贝尔奖获得者。
　　电弱理论连同量子色动力学是如今取得巨大成功的标准模型的两个组成部分。标准模型基于作用在三个基本费米子家族上的 规范群SU（3）*SU（2）*U（1），而每个费米子家族是由一对夸克和一对轻子（lepton）组成的。尽管标准模型取得了很多实验上的成功，但仍然存在许多令人烦恼的问题没有得到解决。我开列其中的一部分难题，以此为这篇简短的序言画上句号：
　　问题（一）：怎样处理被标准模型忽略掉的引力？虽然这种力极其微弱，因此和基本粒子现象没有什么关系，但它在量子世界里不可能仍旧只是一种经典的力。因此建立引力的量子理论至关重要。这项任务也许已经在超弦理论（superstring theory）的框架内实现了，但是到目前为止这个雄心勃勃的理论既没有被实验证实，也没有被证伪。
　　问题（二）：是什么导致了弱电对称性的破缺，从而使得弱相互作用力很弱，并给出了大多数粒子的质量？希格斯机制（Higgs mechanism）提供了一个简单的解释，但是它也导致了一个深刻的理论问题。许多有独创性的解决方案被提了出来，例如超对称和彩（technicolor）模型，但没有一个答案是令人信服的。正在大型强子对撞机（LHC）上开展的实验将会引导我们朝着正确的答案前进，或许我们沿着这条途径会发现那个令人难以捉摸的希格斯玻色子。
　　问题（三）：宇宙学家和天文学家已经做出了很多令人吃惊的新发现，包括：我们的宇宙是平坦的，它膨胀得越来越快，宇宙中的大部分质量是暗的，且并非由任何已知的粒子构成的。我们现在知道，宇宙包含大约70%的暗能量、25%的暗物质和仅仅5%的普通物质，如标准模型所描述的那样。因此人们提出了两个意义深远的问题：什么是暗能量？什么是暗物质？前一个问题似乎很难处理，而暗物质的问题则可以通过几种有希望的途径来研究：通过大型强子对撞机产生并探测暗物质；或者当它经过地下深处的探测器时观测它的相互作用；或者在空中观测它的间接效应。
　　问题（四）：标准模型比它初看起来的样子要更为错综复杂。它含有许多可调节的参量，其数值必须通过实验来确定。比方说，各种夸克和轻子的质量和它们的混合就涉及至少20个独立参量（其中大部分参量已经得到了测量）。对于这些参量而言，它们的取值似乎没有任何规律或者理由。毫无疑问，（我们希望）存在尚未被发现的物理原理，使我们最终能够从这些第一性原理出发来计算这些参量，或者至少能发现它们之间的某些关系。
　　或许在遥远的未来，这本书的新版可能会让那些设法解决这些难题中的任何一个或者全部难题的人复生，他们会在我们中间或者会是我们的继承人。不过，在此期间，仍然有很多工作要做。
　　谢尔登·李·格拉肖（Sheldon L. Glashow）
　　波士顿大学
　　美国马萨诸塞州

《你错了，爱因斯坦先生！ 牛顿、爱因斯坦、海森堡和费恩曼探讨量子力学的故事》：一部探索物理学革命的非凡之旅 这本引人入胜的书籍，以其独具匠心的视角，带领读者踏上一段穿越物理学最深刻变革时期的史诗般旅程。它不仅仅是一次对量子力学发展的梳理，更是一场跨越时空的思想对话，邀请我们与那些塑造了我们宇宙观的巨匠——牛顿、爱因斯坦、海森堡和费恩曼——一同沉浸在对物质、能量和实在本质的无尽追问之中。 本书的故事并非从量子力学这个概念的诞生开始，而是溯源于更久远的物理学时代。我们首先会遇到的是那个被誉为“科学之父”的艾萨克·牛顿。他的经典力学，以其优雅的数学语言和精确的预言能力，统治了物理学界数百年。牛顿的光学研究，对光是粒子性的早期探索，更是为后来的量子革命埋下了伏笔，尽管他本人当时还无法预见到其深远的影响。作者将细致地描绘牛顿的时代背景，他如何通过严谨的实验和深刻的思考，构建起那个宏伟的、以机械论为基础的宇宙图景。我们将在书中看到，牛顿的万有引力定律如何解释了行星的运动，他的运动三定律如何成为了所有经典物理学现象的基石。这部分内容将帮助读者建立起对物理学传统观念的理解，为接下来的颠覆做好铺垫。 然而，任何宏伟的叙事都将面临挑战，物理学也不例外。当科学家们将目光投向原子内部，以及光与物质的相互作用时，经典物理学的局限性便开始显现。这正是阿尔伯特·爱因斯坦登场的时刻。爱因斯坦，这位以相对论闻名的天才，他的光电效应解释，却为他赢得了诺贝尔奖，并且标志着他对量子概念的初步接受。书中将深入剖析爱因斯坦关于光子存在的理论，他如何打破了光是连续波动的传统观念，提出了光是由离散的能量包组成的革命性思想。我们将看到，正是爱因斯坦的这一工作，直接开启了量子力学的大门。尽管如此，爱因斯坦本人对量子力学的某些“古怪”之处——比如不确定性和概率性——却始终心存疑虑，他著名的“上帝不掷骰子”的论调，成为了他在量子世界中的一个标志性立场。本书将生动地展现爱因斯坦与量子力学之间这种复杂而充满张力的关系，他既是量子革命的奠基人之一，又是其最深刻的批评者之一。 随着研究的深入，一个全新的、与我们日常直觉完全相悖的世界展现在科学家们面前。这就是量子力学核心的领域，而维尔纳·海森堡，正是这个领域的杰出代表。他提出的矩阵力学，是早期量子力学最成功的数学形式之一。但真正让海森堡名垂青史的，是他那划时代的“不确定性原理”。这本书将详细解读这一原理的含义：我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。这一原理不仅是对测量能力的限制，更是对自然本身内在规律的深刻揭示。我们将探索海森堡如何通过严谨的数学推导和深刻的物理洞察，揭示量子世界的内在不确定性。本书将力求以清晰易懂的方式，阐释不确定性原理对我们理解物质世界的影响，它如何迫使我们放弃了决定论的信念，转而拥抱概率的视角。同时，书中也会探讨海森堡在第二次世界大战期间，参与原子弹项目的复杂历史，这为我们展现了科学家在时代洪流中的责任与困境。 在量子力学的舞台上，理查德·费恩曼的出现，为这个原本充满抽象和枯燥概念的领域注入了无限的活力和创造力。费恩曼，以其独特的教导方式和深刻的物理直觉，将量子力学中那些最难以理解的现象，用一种前所未有的直观方式呈现出来。他发明的“费曼图”，是一种革命性的可视化工具，能够以简洁的图像语言描述粒子之间的相互作用，极大地简化了量子场论的计算。本书将重点介绍费恩曼如何通过他的“路径积分”方法，对量子力学的理解进行了一次重大的飞跃。我们将跟随费曼的思路，理解为什么粒子会以看似“不可能”的多种路径同时穿越空间，以及这些路径如何叠加，最终决定了粒子的行为。费曼的贡献不仅仅在于数学工具的创新，更在于他对物理学精神的传承——保持好奇心，勇于质疑，以及用最简单明了的方式解释最复杂的概念。本书将通过描绘费曼的生动教学片段和他的标志性科学思维，展现他如何成为一位伟大的物理学家和一位杰出的沟通者。 这本书并非仅仅是罗列科学家的成就和理论，它更注重的是科学思想的演进过程，以及科学家们之间持续的、有时是激烈的争论。牛顿的宏大图景，爱因斯坦对量子世界“不完美”的忧虑，海森堡对不确定性的宣告，以及费恩曼对量子现象的直观描绘，这些不同的视角和贡献，共同构成了量子力学的完整图景。本书将通过对他们著作、信件、演讲以及学术会议记录的梳理，重现那些塑造了我们现代物理学的伟大思想碰撞。 读者将在书中体验到： 追溯经典： 从牛顿的机械宇宙到爱因斯坦的光子假设，理解经典物理学的辉煌与局限。 量子启蒙： 深入剖析光电效应、波粒二象性等早期量子概念的提出过程。 不确定性风暴： 详细解读海森堡不确定性原理，以及它对科学哲学带来的冲击。 费曼的奇妙世界： 领略费曼图和路径积分的直观魅力，理解量子场论的精髓。 思想的对话： 感受牛顿、爱因斯坦、海森堡和费恩曼之间关于量子力学本质的深刻辩论。 对实在的追问： 探讨量子力学如何改变了我们对物质、能量、因果律和观察者作用的理解。 本书旨在为所有对宇宙奥秘充满好奇的读者提供一场智识盛宴。无论你是物理学专业人士，还是对科学充满热情的爱好者，都能在这本书中找到属于自己的那份启发和震撼。它将引领你穿越时空的隧道，亲历物理学史上最伟大的革命之一，让你深刻理解，我们今天的宇宙观，是如何一步步从质疑与探索中孕育而生的。 《你错了，爱因斯坦先生！ 牛顿、爱因斯坦、海森堡和费恩曼探讨量子力学的故事》，是一部关于人类智慧、探索精神以及对宇宙本质永不停止追问的赞歌。它将激发你对科学的敬畏之心，并让你重新审视我们所处的这个既熟悉又陌生的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于它处理复杂理论的细腻与耐心。坦白说，量子力学向来是让普通读者望而却步的领域，充满了概率、波函数坍缩和多世界诠释这些令人头皮发麻的概念。然而，作者似乎深谙“大道至简”的道理，他没有用冷冰冰的数学公式来压垮我们，而是巧妙地将这些深奥的原理嵌入到场景的描述和人物的诘问之中。我尤其欣赏作者在构建这些思想交锋场景时所展现出的那种历史的厚重感。每一次概念的提出，都伴随着对先前理论基础的审慎考量和颠覆。这感觉就像是剥洋葱，一层层地揭示出物理学是如何从看似坚不可摧的宏观确定性，滑向微观世界的奇特随机性的。这种渐进式的引导，使得即便是对现代物理学知之甚少的读者，也能跟上节奏，不至于在中途迷失方向。它不仅仅是关于“是什么”的解释，更是关于“如何思考”的示范，展现了科学思维本身的严谨性和创造力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式真是妙不可言，它成功地架起了一座横跨几个世纪的科学对话的桥梁。阅读的过程中，我仿佛置身于一个超乎想象的研讨会现场，牛顿的经典力学世界观与后来的量子革命形成了激烈的碰撞与有趣的融合。作者的功力深厚，不仅对这些物理学巨匠们的思想体系有着深刻的理解，更难得的是，他赋予了这些历史人物鲜活的“个性”和“声音”。比如，牛顿的那种不容置疑的严谨与对绝对时空的执着，与爱因斯坦晚年对统一场论的孜孜不倦的追求，以及海森堡对测不准原理的坚持，被描绘得栩栩如生。这种“对话体”的结构，极大地增强了阅读的代入感，使得那些原本抽象晦涩的物理概念，在人物的争论和解释中变得可感、可触。它不是枯燥的教科书，而是一场智力的盛宴，让人在欣赏科学思想演进的同时，也体会到人类求知欲的伟大与不易。这种将历史人物“复活”并让他们直接辩论核心科学问题的手法，是本书最引人入胜的特点之一，它让读者不再是被动的接受者，而是积极的参与者，去思考“如果牛顿活在量子时代会如何反应？”这样的终极问题。

评分☆☆☆☆☆

作为一名业余的科学爱好者，我发现这本书在平衡学术深度和文学可读性方面做得极其出色，几乎找不到同类作品能与之匹敌。很多科普读物要么过于学术化，充斥着只有专家才能理解的术语，要么为了追求通俗而牺牲了科学的严谨性，变得浮于表面。这本书显然走了一条“中庸”但又极具突破性的道路。它没有回避那些关键的哲学难题——比如实在的本质、观察者的角色——而是将其作为推动情节和辩论的核心动力。我能感受到作者在每一个转折点上都进行了精心的权衡，确保了故事的流畅性，同时又忠实地反映了科学争论的尖锐性。特别是当涉及到像不确定性原理那样深刻挑战我们直觉的概念时，作者的叙述充满了对这些“宇宙底层规则”的敬畏，这种敬畏感很容易感染到读者，让人在读完之后，对我们所处的世界观产生一次深刻的洗礼和重塑。

评分☆☆☆☆☆

从结构布局来看，作者无疑在叙事节奏的掌控上有着高超的技巧。本书并非简单地按照时间顺序罗列发现，而是围绕着量子力学这一核心“矛盾点”展开，邀请不同时代、不同思想体系的代表人物进行跨时空的对话，这本身就是一个极富创意的安排。每一次切换视角或引入一位新人物的观点，都像是在原来的论述上增添了一层新的维度，使得对量子理论的理解变得更加立体和多面。这种非线性的叙事手法，成功地避免了科学科普中常见的冗长铺陈，让每一个章节都充满了必要的张力。读到后半部分时，你会清晰地感觉到，作者已经成功地将读者带入了这场关于“什么是真实存在”的终极思辨之中。它不仅是关于物理定律的讨论，更像是一部关于人类认知极限的哲学史诗，让人在合上书本后，仍旧久久地沉浸在对宇宙基本构成的深思之中，那种意犹未尽的感觉，正是好书的标志。

评分☆☆☆☆☆

这本书的独特视角，在于它不再将这些伟大的科学家视为遥不可及的雕像，而是将他们放置在了一个充满人性和学术张力的“辩论室”中。这种拟人化的处理方式，极大地丰富了对科学史的理解。我们不再是看历史记录，而是亲历了知识产生的痛苦过程——每一次突破都伴随着对旧有权威的挑战，甚至是“朋友”间的观点对立。例如，当爱因斯坦对量子力学的随机性表达出“上帝不掷骰子”的经典质疑时，书中对于其他人物如何回应这份深深的哲学困惑的处理，非常精妙。它展示了科学进步并非一帆风顺的线性发展，而是充满了妥协、坚持、以及对未知领域的恐惧与向往的复杂过程。这种对科学“人”的一面的挖掘，使得整个阅读体验充满了戏剧张力和情感共鸣，远超一般的科学传记或科普读物所能提供的范畴。

评分☆☆☆☆☆

还不错，希望京东在活动的时候什么都能有货！

评分☆☆☆☆☆

还不错还不错。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

不错，书页里面没有味道，应该是正品

评分☆☆☆☆☆

可以..............

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参与讨论的是牛顿、爱因斯坦、海森伯、费恩曼以及作者本人的化身哈勒尔教授，象征了从经典力学到量子力学，再到基本粒子物理学的历史发展脉络，而他们的话题涵盖了现代物理学的很多基本概念和原理。

评分☆☆☆☆☆

很好的科普读物，感兴趣的可以购买。

评分☆☆☆☆☆

这个系列一直在出，质量参差不齐。