上帝掷骰子吗？量子物理史话 曹天元 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹天元 著

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店铺： 北京东方博苑图书专营店

出版社： 北京联合出版公司

ISBN：9787550218895

商品编码：13548676380

包装：平装

出版时间：2011-04-01

基本信息

书名:上帝掷骰子吗？量子物理史话

定价：36.80元

售价：25.8元,便宜11.0元,折扣70

作者:曹天元

出版社：北京联合出版公司

出版日期：2011-04-01

ISBN：9787550218895

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《量子物理史话——上帝之骰子吗？》**修订版，给力上市，销售。80后，神秘客大话科学史，用“80后语言”叙述科学江湖。

　　爱因斯坦：玻尔，亲爱的上帝不掷骰子！
　　玻尔：爱因斯坦，别去指挥上帝应该怎么做！
　　霍金：上帝不但掷骰子，他还把骰子掷到我们看不见的地方去！

《量子物理史话——上帝之骰子吗？》所获荣誉：

2006 荣获第三届“吴大猷科普奖”
2005 “科学时报读书杯”**科普创作奖
2007 国家图书馆文津图书奖

内容提要

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本书是关于量子论的故事。量子论是一个极为奇妙的理论：从物理角度来说，它在科学家中间引起了为激烈的争议和关注；从现实角度来说，它给我们的社会带来了无与伦比的变化和进步；从科学史角度来说，也几乎没有哪段历史比量子论的创立得到了更为彻底的研究。然而不可思议的是，它的基本观点和假说至今没有渗透到大众的意识中去，这无疑又给它增添了一道神秘的光环。
　　本书将带你做一次量子之旅。我们从神话时代出发，沿着量子发展的道路，亲身去经历科学史上的乌云和暴雨，追逐流星的辉光，穿越重重迷雾和险滩，和的物理学家们并肩作战。除了回顾基本的历史背景，我们还将向着未来探险，去逐一摸索量子论面前的不同道路，闯入人迹罕至的未知境地，和先行者们一起开疆扩土。让你惊叹的，不仅仅是沿途那令人眼花缭乱的绚丽风景，更来自于你内心深处的思索和启示——那是科学深植在每个人心中不可抗拒的魅力。
这本书以极具诙谐但又不乏科学严谨的口吻叙述了经典物理和量子力学的碰撞，以及量子力学从无到控制整个微观世界的艰难发展历程，回顾了一些我们曾经学过的经典实验.
作者其实是在用“80后”的语言描写科学家们的江湖，虽然这本书写的是量子力学史，并且清晰勾勒出这门物理学中让专业人士都觉得难懂的学科的脉络，但书的主要内容其实却不是科学，而是学术江湖。“有人就有江湖”，他在讲人与人之间的关系，在讲科学家和科学家之间的关系。中国人更关心江湖，这本书的作者就是用了这个特别符合中国人思维习惯的方式来叙述科学。
谁可以谈科学，谁有资格谈科学？这本书用它的出现，向我们表明，不是物理学家也可以谈物理学，而且可以谈这么好。

目录

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量子物理史话

序

黄金时代 001

乌云 027

火流星 051

白云深处 077

曙光 101

殊途同归 127

不确定性 151

决战 177

歧途 263

回归经典 233

不等式的判决 261

新探险 285

尾声 317

外一篇
海森堡和德国
原子弹计划 319

后记 332

主要参考资料 334

人名索引 342

作者介绍

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曹天元（Capo），生于上海，足迹遍历内地、香港和美国，现居香港。本人不愿透露具体身份，于是，便是一个谜一般的存在。

文摘

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序言

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宇宙的奥秘：从理性之光到奇异之境 在人类漫长的求知旅程中，我们从未停止对自身存在、宇宙起源以及万物运行规律的探索。从古老的神话传说中对天体的敬畏，到古希腊哲学家对原子论的初步构想，再到牛顿力学将宇宙描绘成一台精密运行的巨大机械，人类的理性之光不断照亮着未知的黑暗。然而，在对宏观世界的精妙理解达到顶峰之时，一股股奇异的、挑战常识的现象，如同潜流般在微观领域涌现，预示着一个更深邃、更令人费解的宇宙正在悄然揭开面纱。 理性之光的辉煌：经典物理学的时代 在十七世纪，艾萨克·牛顿以其划时代的成就，为我们构建了一个基于确定性、可预测性的经典物理学宏图。他提出的万有引力定律，解释了苹果落地和星体运行的同一规律，将天地之间的力量统一起来。在牛顿的光芒下，物理学呈现出一种近乎完美的秩序：物质由微不可分的粒子构成，它们的运动遵循着精确的数学法则，未来的一切都可以通过了解此刻的状态而推断。这是一种何等令人安心的图景！宇宙仿佛一位技艺精湛的钟表匠，将一切部件都安置得恰到好处，按照既定的齿轮咬合，永不停歇地运转。 这股理性之光不仅照亮了力学，也渗透到电磁学领域。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦将电和磁的现象统一在四个优美的方程组中，揭示了光是一种电磁波。这种统一性的发现，进一步巩固了经典物理学的至高无上地位。人们相信，只要我们能够穷尽所有的基本粒子，掌握它们之间的所有相互作用力，那么宇宙的一切奥秘都将洞若观火，尽在掌握。这种对确定性的崇拜，对秩序的信赖，构成了人类理性思维的巅峰。 裂痕初现：能量的量子化与普朗克的猜想 然而，就在经典物理学似乎已臻完美之际，一些无法解释的实验现象开始在物理学家的面前投下阴影。其中一个便是“黑体辐射”问题。根据经典物理学的理论，一个理想的黑体在加热时，会随着温度升高而辐射出无限强度的能量，尤其是在紫外线波段，这与实验观测到的结果截然不同，似乎能量的辐射强度存在一个上限。这个“紫外灾难”如同一个挥之不去的幽灵，困扰着一代物理学家。 1900年，德国物理学家马克斯·普朗克在一次学术会议上，提出了一个惊世骇俗的设想：能量的发射和吸收不是连续的，而是以一份份不连续的“量子”形式进行的。每一个量子拥有一个特定的能量值，这个值与电磁波的频率成正比。这个大胆的假设，尽管普朗克本人也曾将其视为一种“权宜之计”，但却奇迹般地解决了黑体辐射的难题。它就像一道微弱的闪电，划破了经典物理学宁静的天空，预示着一个全新的、奇异的物理图景即将展开。普朗克的贡献，如同一个种子，播撒在科学的土壤中，等待着萌芽和生长。 光之谜团：爱因斯坦与光子的诞生 普朗克的量子概念，起初并未引起广泛的重视，因为它似乎仅仅是为了解决黑体辐射的“技术性”问题。然而，三年后，一个年轻的、尚未在物理学界崭露头角的阿尔伯特·爱因斯坦，在1903年关于光电效应的研究中，再次将普朗克的量子思想推向了前沿。 光电效应是指，当光照射到某些金属表面时，会激发出电子。实验发现，只有当光的频率达到一定阈值时，才会发生光电效应，而且激发的电子能量与光的频率有关，与光的强度无关。这与经典波动理论的预测完全相悖。经典理论认为，光的强度越大，能量越大，越容易激发出电子。 为了解释这一现象，爱因斯坦大胆地提出了一个革命性的假设：光本身就是由一份份不连续的能量粒子组成的，他称之为“光量子”，后来我们称之为“光子”。每一个光子的能量，恰好就是普朗克所说的“量子”的能量。光子以粒子的形式撞击金属表面，将其能量传递给电子，如果能量足够，电子就会被激发出来。 爱因斯坦的这一观点，无疑是对经典波动理论的直接挑战。光，这个曾经被麦克斯韦完美地用波动来描述的现象，现在却展现出了粒子的特性。光既是波，又是粒子，这种“波粒二象性”的概念，如同潘多拉的魔盒被打开，预示着微观世界的奇异与反直的逻辑。爱因斯坦因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖，而他提出的光子概念，则为量子理论的发展奠定了坚实的基础。 原子内部的革命：原子模型的演进 在微观领域，对原子结构的探索也经历了一系列激动人心的变革。从约翰·道尔顿的原子学说到J.J.汤姆孙的“葡萄干布丁”模型，人们逐渐认识到原子并非不可分割的最小单元，而是内部包含着更小的粒子。 1911年，欧内斯特·卢瑟福通过著名的α粒子散射实验，发现了原子内部存在一个带正电、体积极小的原子核，绝大部分体积是空的。这个实验结果，颠覆了人们对原子的想象。他提出了“行星模型”，认为电子像行星一样围绕着原子核旋转。然而，这个模型很快遇到了经典电磁理论的挑战：按照经典理论，旋转的电子会不断辐射能量，最终螺旋式地坠入原子核，原子将不稳定。 1913年，尼尔斯·玻尔在卢瑟福模型的基础上，引入了普朗克的量子概念。他提出，电子在原子核外运动时，只能在特定的轨道上运动，这些轨道是“允许”的，在这些轨道上电子不辐射能量。当电子从一个高能级轨道跃迁到低能级轨道时，就会释放出特定能量的光子，这就是原子光谱线产生的原因。玻尔的原子模型，成功地解释了氢原子光谱，标志着量子理论在原子物理学中的重要突破。 量子力学的诞生：概率的崛起与不确定性的阴影 随着对原子结构和光的本质认识的深入，物理学家们意识到，经典物理学的定律已经无法完全描述微观世界的行为。进入20世纪20年代，一场更为深刻的革命——量子力学的诞生，彻底颠覆了我们对现实的理解。 1924年，路易·德布罗意提出了“物质波”的概念，认为不仅光具有波粒二象性，一切物质，包括电子，都具有波动性。这个大胆的设想，在1927年得到了戴维森-革末实验的证实，电子衍射的实验结果，无可辩驳地证明了电子的波动性。 在此基础上，不同学派的物理学家发展出了描述量子世界的不同数学框架。厄温·薛定谔提出了描述粒子运动状态的“薛定谔方程”，强调了量子态的演化。维尔纳·海森堡则提出了“矩阵力学”，侧重于可观测量的数学描述。尽管形式不同，但它们最终殊途同归，共同构成了量子力学这一描述微观世界的强大理论体系。 然而，量子力学所揭示的现实，是如此奇异而反直觉。其中最著名的便是海森堡的“不确定性原理”。它指出，我们无法同时精确地测量一个粒子的位置和动量。你对位置的测量越精确，对动量的测量就越不确定，反之亦然。这不仅仅是测量技术的限制，而是微观粒子本身的内在属性。 更令人费解的是，在量子力学中，粒子的状态不再是确定的，而是用“概率波”来描述。一个粒子可能同时处于多种状态的叠加，直到我们进行观测，它才会“坍缩”到一个确定的状态。这种概率性的描述，与经典物理学的确定性世界形成了鲜明的对比，引发了关于“现实”本质的深刻哲学讨论。 宇宙的深层逻辑：从确定性到概率性 从牛顿的经典力学到量子力学，人类对宇宙的认识经历了一场深刻的范式转移。经典物理学以其宏大的叙事，将宇宙描绘成一个由确定性规则主宰的宏伟机器，在那里，一切皆有因果，一切皆可预测。然而，当我们将目光投向微观世界，却发现这个宏伟机器的齿轮和零件，却遵循着一套截然不同的、充满概率性和不确定性的奇异逻辑。 这是一种从“因果”到“概率”的转变。在经典物理学中，已知原因必将导致确定的结果。而在量子世界，我们只能谈论某种结果发生的概率。这种概率的出现，并非源于我们认知的不足，而是宇宙本身固有的属性。 量子力学的诞生，不仅仅是物理学理论的革新，更是对人类认识世界方式的一次颠覆。它迫使我们重新审视“实在”、“测量”以及“客观性”等基本概念。量子世界的奇异性，也激发了无数的想象和探索。从量子纠缠的“鬼魅般的超距作用”，到量子隧穿的“不可思议”穿越，每一个现象都挑战着我们的直觉，也为我们揭示了宇宙更深邃、更令人着迷的一面。 这场从经典物理学到量子力学的知识演进，是一部关于人类智慧、好奇心和勇气的史诗。它展现了科学如何不断地突破自身的界限，如何从对宏观世界的精确描述，走向对微观世界更深层次、更奇异的理解。这个过程，正如探索一个浩瀚的宇宙，每一次的发现都带来了更多的疑问，也指引着我们走向更广阔的未知。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书写风格，让我印象深刻。它不像一些科普读物那样，一味地追求简单化，而是保持着科学的严谨性，同时又不失文学的韵味。作者在处理那些复杂的科学概念时，并没有选择回避，而是用一种更加巧妙和富有洞察力的方式进行解读。他善于运用比喻和类比，但这些比喻和类比，并非是浅显的，而是能够真正触及到概念的本质。我能够感受到，作者对量子物理有着极其深刻的理解，并且能够以一种令人信服的方式，将其传达给读者。我仿佛在听一位博学的智者，在向我娓娓道来宇宙最深层的秘密。这种既有深度又不失趣味的叙事，让我欲罢不能，恨不得一口气读完。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力，在于它不仅仅是一本关于科学的书，更是一本关于人类探索精神的书。我被那些科学家们在面对未知时的勇气和坚持所深深打动。他们不畏权威，敢于挑战传统观念，正是这种不懈的求索，才有了我们今天对世界的认知。我尤其欣赏作者在讲述科学史时，所注入的人文关怀。他不仅仅关注科学理论本身，更关注提出这些理论的科学家们。他们的生活经历，他们的思想斗争，他们的个人情感，都被巧妙地融入了叙述之中，使得这些科学巨匠的形象更加鲜活立体。我仿佛看到了，在那些冰冷的公式和理论背后，跳动着一颗颗充满智慧和激情的心。这种人性化的叙事，让科学不再是枯燥的知识堆砌，而是充满生命力和感染力的故事。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，理解物理学，尤其是量子物理，需要一种超越常识的想象力。而这本书，恰恰培养了我的这种想象力。作者用一种非常巧妙的方式，引导我去思考那些挑战我们直觉的现象。他并没有强行灌输所谓的“正确答案”，而是邀请我一同去探索，去理解。例如，在讨论“量子退相干”时，作者的解释让我深刻地理解了，为什么在宏观世界里，我们看不到那些量子现象。这种循序渐进的引导，让我能够逐渐适应量子世界的逻辑，而不是被它所排斥。我不再觉得量子力学是“反常识”的，反而觉得它以一种更加深刻的方式，揭示了世界的本质。这种思维的拓展，对于我来说，是这次阅读最宝贵的收获。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，仿佛瞬间被拉入了一个充满智慧火花的时代，那些关于微观世界的讨论，远比我想象的要更加波澜壮阔。从普朗克的能量量子假说到海森堡的不确定性原理，每一个概念的诞生都伴随着深刻的思考和激烈的辩论。我最能感受到的是，科学家们在面对未知时的那种纯粹的好奇心和不懈的探索精神。他们并非一开始就拥有清晰的答案，而是通过一次次的实验、一次次的理论推导，一点点地拨开笼罩在量子世界上的迷雾。作者在叙述这些科学史实的时候，并没有枯燥地罗列事实，而是将科学家的个人经历、他们的性格特点，以及他们所处的时代背景巧妙地融入其中，使得整个量子物理的发展史读起来就像一部跌宕起伏的史诗。我仿佛看到了普朗克在深夜灯下演算，看到了爱因斯坦与波尔在会议上唇枪舌剑，也看到了薛定谔的猫在箱子里时而存在时而消失的困境。这种人性的光辉和智慧的碰撞，让冰冷的科学概念变得鲜活而充满温度，也让我对这些伟大的科学家们油然而生敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就充满了哲思，深邃的蓝色背景，点缀着抽象的粒子轨迹，仿佛在预示着即将开启一段探索宇宙最微观奥秘的旅程。我一直对物理学，尤其是那些挑战我们直觉的量子理论，抱有浓厚的兴趣。这本书的书名本身就带着一种戏剧性和哲学性的张力，"上帝掷骰子吗？" 这个经典的问题，出自爱因斯坦之口，却贯穿了量子力学的整个发展历程，暗示了其内在的概率性和不确定性。我在阅读之前，就对那些关于叠加态、量子纠缠、波粒二象性的概念充满了好奇，脑海中已经勾勒出了一幅充满神秘色彩的图景。作者曹天元的名字，在科学普及领域已经有着不错的口碑，这让我对这本书的质量更加期待。我希望这本书能够用一种既严谨又不失趣味的方式，带领我走进量子世界的奇妙殿堂，理解那些看似不可思议的现象是如何被科学家们一步步揭示出来的，又有哪些科学家的智慧和争论，塑造了我们今天对量子物理的认知。我尤其好奇，作者将如何处理那些复杂的数学公式和抽象的概念，让普通读者也能够从中领略到科学的魅力，而不是望而却步。这本书无疑是一次知识探索的邀请，我准备好迎接它所带来的震撼和启迪。

评分☆☆☆☆☆

我之前对量子力学的了解，大多停留在一些科普读物的浅层介绍，总是觉得那些概念如同天马行空，缺乏深刻的理解。而这本书，则给了我一次深入骨髓的体验。作者并非简单地罗列名词和公式，而是通过一个宏大的历史视角，将量子力学的发展脉络娓娓道来。我看到了从经典物理的局限性，到量子概念的萌芽，再到量子力学的建立和发展，每一个阶段都充满了引人入胜的故事。我不再仅仅是知道“量子纠缠”这个词，而是理解了它在整个量子理论体系中的地位，以及它所带来的颠覆性意义。作者对于科学史料的梳理和整合，功力深厚，使得整个叙述逻辑清晰，条理分明。我仿佛置身于那个科学探索的黄金时代，与那些伟大的科学家们一同经历了从疑惑到顿悟的艰难历程。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书，我最大的感受是，科学并非是少数天才的专属领域，它也可以是大众可以理解和欣赏的美丽风景。作者曹天元先生用他卓越的叙事能力，将量子物理的复杂世界，化为了一幅幅生动形象的画面。我不再被那些晦涩难懂的数学公式所困扰，而是通过引人入胜的故事和恰到好处的比喻，理解了那些看似深奥的物理概念。例如，作者在解释“波粒二象性”时，所使用的类比，让我眼前豁然开朗。我能够清晰地感受到，科学家们是如何在实验中观察到电子既表现出波动性，又表现出粒子性的奇特现象。这种“可视化”的解读方式，极大地降低了阅读门槛，让我能够真正地投入到对量子世界的探索之中，而不是望而却步。我仿佛看到，那些曾经遥不可及的科学真理，正在作者的笔下，变得触手可及。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，真正的科学普及，在于能够用最简洁、最生动的语言，将最复杂的思想传达给大众。而这本书，恰恰做到了这一点。曹天元先生的文字功底，在此书中得到了淋漓尽致的体现。他善于运用生动的比喻和形象的描述，将那些抽象难懂的量子概念，转化为读者能够理解和想象的图景。例如，在解释量子叠加态时，他并没有仅仅停留在数学公式的层面，而是通过一些日常生活的类比，让我瞬间领悟到了那个“既在此，又在彼”的奇妙状态。这种“化繁为简”的能力，对于一个非物理专业的读者来说，是弥足珍贵的。我不再感到量子力学是一门遥不可及的学科，反而觉得它充满了趣味和哲学意味。更让我印象深刻的是，作者并没有回避量子力学中那些令人费解的、甚至是反直觉的部分，而是坦诚地展现了科学家们是如何在这些难题面前进行探索和思考的。这种诚实和开放的态度，让我更加信服这本书的科学严谨性。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，科学史不仅仅是关于科学概念的演变，更是关于人类智慧的闪光。而这本书，完美地展现了这一点。在阅读的过程中，我感受到了那个时代科学界的思想碰撞，不同学派、不同观点之间的激烈争论，正是这种争论，推动了量子物理的不断发展。我看到了爱因斯坦对量子力学中概率性的不接受，他那句“上帝不掷骰子”的论断，成为了贯穿全书的哲学线索。而波尔，则用他严密的逻辑和实验证据，一次次地回应着爱因斯坦的质疑。这种“求同存异”，甚至“求异存同”的科学精神，让我深思。科学并非一成不变的真理，而是在不断的质疑和修正中前进的。作者在处理这些科学家的争论时，并没有偏袒任何一方，而是客观地展现了他们各自的观点和论证过程，让读者自己去体会和思考。这种处理方式，让我觉得更加尊重科学，也更加尊重那些为科学进步做出贡献的伟大头脑。

评分☆☆☆☆☆

我一直相信，好的书籍能够改变你看待世界的方式。而这本书，无疑做到了这一点。在阅读的过程中，我不仅学习到了量子物理的知识，更重要的是，我开始用一种更加开放和包容的心态去理解这个世界。我不再执着于那些非黑即白的简单答案，而是开始接受和欣赏事物本身的复杂性和不确定性。这种思维上的转变，对于我来说，是极其宝贵的。作者在书中对于“上帝掷骰子”这个问题的探讨，也引发了我对于命运、随机性以及人类自由意志的深刻思考。我不再将科学仅仅视为一门学科，而是将其看作一种探索世界、认识自我的哲学方式。这本书，不仅开阔了我的知识视野，更提升了我对世界的认知高度。