预售 上帝不掷骰子:量子物理简史 给孩子讲量子力学作者李淼 著 科普读物 量子论物理学史自然科学

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李淼 著
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店铺: 至诚经典图书专营店
出版社: 北京联合出版公司
ISBN:9787559620798
商品编码:29472548768
包装:平装
开本:16开
用纸:纯质纸
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

量子理论和佛学有关吗?

“薛定谔的猫”到底是在说什么?

《生活大爆炸》中谢耳朵的与量子物理有何渊源?

量子的奥秘、科技的发展、人类的未来……本书都有答案。

科学饱含真正的美,但只有经过训练的人才能欣赏到。


内容简介

想象一个看不到的世界,既确定又不确定,既存在又不存在,既真实又不真实,我们无法触碰和感知,也不能否认和忽视。这就是量子的世界。

它或许就是人类认知所能达到的极限。

本书介绍了量子物理创立以来百余年的历史,从普朗克、爱因斯坦开始,一直到玻尔、海森堡、薛定谔、费曼,人类历史上智商zuigao的一群人,都深深醉心于这一理论。

即使你自认为已非常了解,本书也值得一读。因为这本书没有局限在理论和故事,而是发散到哲学、技术等诸多领域。本书绝不是一本正经地传授知识,而是像朋友一样指点和启发,从有趣的故事讲到精深的道理。


作者简介

李淼

现任中山大学天文与空间科学研究院院长,中国科学院教授、博士生导师,研究方向为宇宙学和超弦理论,被誉为zuiju世界影响力的中国学者之一。李淼是中国引力波计划的发起人,是刘慈欣极力推荐的物理课老师,同时也为马云、罗振宇、徐小平单独授课。

曾获文津图书奖、吴大猷科普奖,著有《<三体>中的物理学》、《越弱越暗越美丽》、《宇宙的一生》、《给孩子讲量子力学》。


目录

第 01 课 | 想象一个我们看不到的世界——量子力学的开端

第 02 课 | 普朗克:当某样东西具备无限大能量的可能时……

第 03 课 | 为什么我们无法拥有透视眼?

第 04 课 | 不确定的世界可以有多大可能性?

第 05 课 | 海森堡:你永远只能 get 到一半的世界

第 06 课 | 不确定不是我们的办法有问题,而是我们根本没有办法

第 07 课 | 当我们谈论量子的时候,波发生了什么?

第 08 课 | 了不起的薛定谔方程

第 09 课 | 量子理论和佛学有关吗?

第 10 课 | 你以为的真实就是量子的真实世界吗?

第 11 课 | 如雪崩般爆发的光子诞生了激光

第 12 课 | 薛定谔的猫死了吗?

第 13 课 | 半导体的前生今世

第 14 课 | 现实版谢耳朵的故事以及英特尔的诞生

第 15 课 | 在绝对零度中活跃的超导体分子们

第 16 课 | 按人类年纪来算,计算机多大了?

第 17 课 | 光在量子力学进程中的贡献

第 18 课 | 有了量子通讯,再也不担心个人信息泄露啦!

第 19 课 | 从量子力学角度看意识与物质世界的关系

第 20 课 | 用量子告诉你为什么灵魂不存在

第 21 课 | 为什么物质具有稳定性?

第 22 课 | 你知道量子力学是材料科学的后盾吗?

第 23 课 | 为什么世界是一个量子场?

第 24 课 | 除了万有引力和电磁力外,还有哪些相互作用力?

第 25 课 | 被学术界承认的最大的发现:黑洞蒸发

第 26 课 | 黑洞不是尽头,是存在的开始

淼叔爱问答

精彩书摘

这是我们进入量子世界的第一课。那么,什么是量子力学?一个由量子力学主宰的世界,到底是什么样的?

日常所见的量子力学教科书,都是按照历史的顺序来讲述的。但是,这样的叙述过程是违反逻辑的。虽然量子力学理论的确是按照历史的顺序一步一步展现在世人面前的。但如果我们对历史作一个复盘,就会发现历史顺序并不是最好的方法。因此在这本书里,我们要抛开历史顺序,从逻辑的角度来谈论一下量子力学的发现过程。

下面,我就带领大家开启一场量子世界之旅。在遨游神奇的量子世界之前,我们要先回顾一下非量子力学的世界是什么样的?

19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。量子理论和相对论,这两大理论的出现,像一道分水岭一样,把物理学科划分成了经典物理学和现代物理学两个泾渭分明的领域。经典力学撑起的经典世界,也就是我们日常生活的世界。

在20世纪以前,我们对经典世界的认识主要来自于牛顿爵士(Isaac Newton)。大家知道,从牛顿开始,现代科学诞生了。牛顿爵士建立了一门全新的学科,叫经典力学,也称为牛顿力学。其核心是牛顿运动学三大定律和万有引力定律。

牛顿第一定律说的是,如果没有外力,物体会一直保持它原有的运动状态。在物理学上,我们把物体想要保持原有运动状态的特性叫做惯性。所以牛顿第一定律也叫惯性定律。一个静止的物体,要是不去推它,它就会一直不动;而一个在真空中运动的物体,你要是不去拦住它,它就不会停下来。

牛顿第二定律说的是,力能改变物体运动的速度。比如说,一个静止的物体,你推它一下,它就会动起来;而一个运动的物体,你把它抓住,它就会停下来。还有一点很关键,就是对于质量越大的物体,要改变其运动状态就得花越大的力气。

牛顿第三定律是说,如果你对物体施加一个作用力,就会受到物体给你的一个大小相等、方向相反的反作用力。举例来说,当你在健身房击打沙袋的时候,会感到沙袋给你一个回馈的力。你用力越大,沙袋回馈的力就越大。这就是作用力和反作用力在起作用。

除了这三条运动学定律,牛顿爵士还发现了一条关于力的新定律,叫万有引力定律。它说的是,任何两个有质量的物体之间都存在着一种彼此吸引的力,其大小与两个物体质量的乘积成正比,而与两个物体间距离的平方成反比。这种力普遍存在于整个宇宙。

关于万有引力的发现,我们都听说过牛顿与苹果的故事。一个成熟的苹果掉落,才引起了牛顿的思考。这种能够让成熟的苹果从树上掉下来的力就是吸引力。比如说,使得月球绕着地球转,以及让各大行星绕着太阳转的力也是这种吸引力。而这种无处不在的吸引力被称为万有引力。

这几条定律看似非常简单,但是可不要小看这几条简单的定律。由于牛顿力学的巨大成功,20世纪前的科学家们普遍相信,牛顿运动学三大定律和万有引力定律就是主宰整个宇宙的终极真理。

后来,在物理学中,牛顿的这些发现被总结成牛顿的物理学规律。我们今天回过头去看这些物理学规律,就会发现它们只适用于我们在日常生活里面看到的宏观现象,例如飞机的飞行,汽车的跑动,火车的行驶,蒸汽机的运行规律等等。包括太阳、地球、行星、甚至宇宙的运行规律,也都是宏观的。我们把这些规律,叫做遵循牛顿经典世界的物理学规律。我们可以用牛顿的物理学规律做出确定性的预测,这是牛顿的物理学规律的一个重要特点。比如说太阳在早上升起来,在黄昏时落下去,这些预言基本上都是确定的。再具体点说,牛顿的物理学规律对于“明天的太阳会在早上5点钟升起,在下午5点钟落下”这个现象,也可以做出非常精确的预言,甚至精确到,比秒还要短的时间长度,比厘米还要小的空间尺度。因此,牛顿的物理学规律被称为决定论。也就是说,当我们知道了某一个物体现在的位置和速度,就能知道它在未来任何时刻的位置和速度。

决定论在20世纪以前一直是学术界的主流观点。关于决定论的盛行,最好的例子就是法国物理学家拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)的故事。

拉普拉斯是牛顿力学的忠实信徒。他曾说过:“我们可以把宇宙现在的状态视为,其过去的果以及未来的因。如果一个智者能知道某一时刻所有的力以及所有物体的运动状态,那么未来就会像过去一样出现在他的面前。”

这个拉普拉斯口中全知全能的智者,后来被人称为“拉普拉斯妖”。拉普拉斯用牛顿力学计算了太阳系中所有行星的运动,然后写成了一本叫《天体力学》的书,献给了刚刚登基的法国皇帝拿破仑(Napoléon Bonaparte)。拿破仑看了书后问他:“你这本书讲的全是天上的事,为什么一个字都没有提到上帝?”拉普拉斯回答:“陛下,在我的理论里,不需要假设上帝的存在。”而这本书后来成为经典天体力学的代表作。

拉普拉斯与拿破仑的相识很有渊源。拉普拉斯在18岁那年带着一封推荐信去了巴黎,想要见著名科学家达朗贝尔(Jean le Rond d'Alembert)一面。但是,达朗贝尔把他当成是一个小毛孩子,给他吃了闭门羹。拉普拉斯就把一篇自己写的论文寄给了达朗贝尔。达朗贝尔看了论文以后,态度发生了180°的大转弯,不但马上见了拉普拉斯,还主动表示要当他的教父,最后甚至把他推荐到一个军事学校去教书。所以说,当你足够优秀的时候,最好的推荐人其实就是你自己。

而在那个军事学校里,拉普拉斯和一个矮个子的学生结下了不解之缘。这个所谓的“矮个子”就是日后威震欧洲的拿破仑将军。随着拿破仑一步步地登上法兰西权力之巅,拉普拉斯也跟着飞黄腾达起来。在拿破仑称帝的时候,他甚至被委任为法国的内政部长,相当于中国的公安部长。可惜拉普拉斯虽然是做科研的一把好手,搞行政却是一个十足的饭桶,只在内政部长的位子上干了短短6个星期,就被忍无可忍的拿破仑罢了官。

再回到牛顿的经典力学。其实,牛顿的决定论还有另一个名称——机械论。

在哲学的范畴里经常会说机械论是不好的。假如,我们说一个人的思维太机械了,意思就是这个人的思维比较固化。按照牛顿决定论的逻辑,也就是说这个人的思维是可以预言的。当你看到一件事情时,就会想到相关的其他事情,随后做出相应的反应,这就像宏观世界中的一些物理学现象也可以被预言一样。

我们可以把这种物理学规律以及人的行为,做一个非常精妙的比喻,把它们比作一个大钟。一个大钟如果运转正常,那么上好发条之后,钟就会有条不紊地走下去,一直到能量耗尽为止。

但是,我们就有疑问了:上述这些现象,即决定论的预言,一定是终极的吗?是绝对不可改变的吗?

其实,如果学习了量子力学,我们就会说:不是这样的。

到了20世纪以后,科学家发现牛顿力学其实只适用于我们日常生活的宏观世界,如果把牛顿力学放到尺度特别小的微观世界就行不通了。这就涉及到我们还要谈的另外一个重要的问题:所有宏观物体的背后,是否还有我们所不了解的地方?

比如说,我们面前放着一台电脑。我们可以把这个电脑拆解开,电脑有显示屏和主机,拆开主机后有主板,而主板上有集成电路……我们可以把电脑一直这样分解下去,分解到非常微小的部分,这些部件既有人造的,也有非人造的。

再比如我们面前有张木制的桌子,如果用显微镜来看,通过研究木头中非常细小的纹路,我们就发现了干化的细胞。历史上最早发现的细胞就是干化的。在这之后,只要你拥有足够强大的显微镜,你就能看到细胞里面有很多更微小的结构,比如:细胞核、线粒体和DNA等。

万事万物都是由分子和原子构成的,通过这个我们可以想到古希腊的原子论。古希腊人的理论,就是在逻辑上推演出来的。他们想了解万事万物的里面到底有没有更基本的东西,于是他们就向事物的内部深处推演。

举个例子,我们把一块石头,用锤子敲碎后,会变成许多小石块。这些小石块也可以继续被敲碎,变成更小的石块。我们就这么一直敲下去,最后会敲出一个最小的石块,小到无论我们再怎么敲,都无法分割它了。那么,这个再也无法被分割的石块就被称为“原子”。

古希腊人早在2000多年前就已经提出了原子的概念。只不过古希腊人所说的原子,完全是一种哲学上的思辨。

那么原子是什么时候从哲学上的思辨,进入科学中的?

最早从科学上阐述原子概念的人,是著名的奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Edward Boltzmann)。他认为很多宏观的现象,例如:热量从温度高的地方向温度低的地方传递,就可以通过分子和原子理论来解释。玻尔兹曼一直相信世界是由原子构成的,并以此为基础创立了一门叫统计力学的学科。不过在那个年代,大家都普遍不相信原子论,所以玻尔兹曼在学术上有一大批反对者。这些人常年攻击原子论,甚至直接攻击玻尔兹曼本人,这让他感到很痛苦。玻尔兹曼曾感慨自己是一个“软弱无力地与时代潮流抗争的人”。但玻尔兹曼并非孤军奋战。当时,有一个年青的德国科学家也站在他这边。而这个德国科学家不是别人,正是日后被称为“量子论之父”的普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck)。不过当时玻尔兹曼很心高气傲,觉得支持他的德国人是个无名小卒,根本看不上眼。

玻尔兹曼是一个很奇怪的老师,他上课时不喜欢往黑板上写东西,光是在讲台上一个人“哇啦哇啦”地讲个不停。有学生向他抱怨说:“老师,你以后得往黑板上写公式,光讲不写,我们都记不住啊”。 玻尔兹曼一口答应了,但是到了第二天,他又在课堂上滔滔不绝地讲,最后还总结道:“大家看这个问题,就像一加一等于二那么简单。”然后他突然想起自己上次对学生的承诺,于是拿起粉笔,在黑板上工工整整地写上了“1+1=2”。(求当时学生们的心理阴影面积。)

其实,从19世纪末一直往前推,到牛顿和伽利略,甚至到更早的古希腊时期,人类都是用宏观的概念来描述这个世界的。一切东西都可以用宏观的量来表示,牛顿的物理定律就是从宏观这个概念出发的。

桌子或者是电脑,这两样东西都是固体,有体积、有质量;气体有压强和密度。当你触摸一个东西,会感觉到它有温度;当你称量一个东西,能看到它的质量;你周围有空气,你也可以感受到大气的压强,比如在地面上,压强是1个大气压;当你登上高山,气压就降低了。在上海的1个大气压条件下煮水,水到100摄氏度才会沸腾。但是到了青藏高原上,由于压强降低,所以水不到100度就沸腾了。我们这里提到的物体的体积、质量、水的温度、密度和大气的压强等等,这些都是宏观的概念,我们把这些量叫做宏观的量。

虽然之前没有足够强大的放大镜或者显微镜,去研究木头里面的细胞,细胞里面的分子和原子,但是从古希腊的原子论开始,到19世纪下半叶的原子理论,科学家们其实早就开始去想象一个我们看不见的世界。这些古希腊的哲人和物理学家,利用他们的想象,去探知一个我们无法直接通过肉眼就看到的世界。

那么如何去解释这些宏观的现象呢?一个最简便的方法是:假定分子和原子是存在的。比如,玻尔兹曼就曾假设:一团气体的温度其实标志着这团气体里面的分子和原子运动的速度,这些原子的速度越高,气体的温度就越高。这就是一个关于原子的假说。

到了20世纪初,很多物理学家都提出了一些理论。特别是爱因斯坦(Albert.Einstein),在1905年提出了狭义相对论,还提出了光子的概念。

他同时还提出了一个非常聪明的办法来证明分子和原子是存在的。那就是我们通过在放大镜下观测花粉在液体中的运动,来间接地观察分子和原子,这种运动就叫做布朗运动。

花粉虽然小到我们肉眼看不到,需要用放大镜去观察,但是它还是没有小到分子和原子那样的程度。因此,花粉也还是一个比较宏观的物体。爱因斯坦说,由于花粉在液体中受到液体里包含的大量分子和原子的碰撞,它就产生了像醉汉一样无规则的运动。爱因斯坦认为,通过测量花粉的运动规律,例如每秒钟可以走多远,就可以测量每立方厘米这种液体里面含有多少分子和原子,这个数值就是所谓的阿伏伽德罗常数。

爱因斯坦是第一个用理论测量分子和原子的科学家。在爱因斯坦发表这个理论之后不久,就有其他物理学家,特别是法国的让·皮兰(Jean Perrin)等人,通过实验测出了阿伏伽德罗常数。这个常数代表单位体积的物体内含有多少个分子或原子。

这就把我们引入了以前只存在于想象中的那个世界,也就是古希腊人和19世纪下半叶的玻尔兹曼等物理学家想象的一个微观世界。这是牛顿和在他之后的物理学家没有办法想象的。这些也是我们在这本书中要谈到的量子世界中的奇妙力量。

在这个微观世界中,到底是由什么物理学规律统治着?这个被我们称为“量子世界”的时空中的物理规律到底会是什么样子?

太阳还会像在经典世界中一样,由我们准确预测到早上5点升起,在黄昏5点钟落下吗?或者我们是不是没有办法做出跟经典世界中一样准确的预言?

以上的两个问题,所表达的就是量子理论要覆盖的一个方面,在了解量子理论之后,我们就能够得到一个解答。当然我们还会解答一些更加让人脑洞大开的问题,一些大家没有想象过的问题:

比如,桌子为什么能在很长时间内都不改变形状?电脑为什么可以长时间使用而不会破损?我们在大街上开车的时候,为什么可以安心地坐在里面,而不会担心车辆散架……

观察仔细的人就会发现,我们以上提到的这些物体都是固体。在生活中,我们还会遇到除了固体以外的非固体的东西,例如水和油之类的液体。除了液体之外还有气体,比如我们周围的空气。

回想一下,我们小时候都玩过氢气球。这些氢气是怎么来的?

我们可以把锌放到硫酸里面,让它分解出氢气。我们还可以做更多实验,把大气里面的成分提纯出来,变成氧气、氮气、氢气和二氧化碳,甚至是水蒸气。气体和液体不同于固体,是可以改变形状的。它们还有一个特性,就是不会突然爆炸。这里所说的爆炸不是化学家所研究的那种特殊情况产生的爆炸,而是只谈论生活中我们能够接触到的气体和液体,它们不会突然发生爆炸,也不会突然变形。

再举一个例子,我们在一个水杯中倒上半杯水,如果我们不去喝它,过了一段时间或是一夜(短时间内,这里不包括液体蒸发),它还是半杯水,而不会变得更多或者更少。

这是为什么?从经典世界来说,牛顿的物理理论和在他之后的物理学都没有对此现象做出解释,而是把这种现象当成了一个既定的事实,一个我们不得不接受的事实,或者说一种规律。

例如,桌子不会变形,只因为它是固体;电脑经久耐用,也是因为它是固体等。传统的物理学中没有解释这些问题,也不想做出解释。外形无法改变的电脑的金属外壳有强度和硬度,外形可以改变的橡胶有弹性系数。物理学家把所有这些东西都用一些宏观的概念总结成为经验和规律,但是他们却对这些规律不加以解释。

我们再回到刚才提到的那半杯水,到了明天它仍然是半杯水。经典物理学家就会解释说,在给定的温度和大气压之下,水的体积不会变。再以我们周围的空气为例,物理学家们说,在温度为15摄氏度、气压为1个大气压的情况下,空气的体积就不会发生变化或者突然爆炸。所有这些现象都变成了我们不得不接受的经验事实和规律。

但是到了19世纪下半叶,玻尔兹曼等物理学家想要对宏观现象做出解释,就必须假设出分子和原子。

到了20世纪,物理学家们进一步发现了更多物理学界的新现象。因此他们不得不解释这些新现象,不得不强迫自己冲破牛顿力学的既有概念——决定论,直到发现了量子理论。

直到今天,无论是普通人还是实验室中的物理学家们,仍然觉得量子力学非常神奇。因为它能解释很多我们以前不愿意或者无法解释的现象。同时,这些量子力学的理论非常新颖和奇异,以至于我们在逻辑上认为,量子论的世界是根本无法理解的,因为它突破了我们日常生活的经验和常识。

对于我们来说,量子力学中的世界是一个完全陌生的世界。我们还没有了解其中的物理学规律。

现在,我们要尝试通过这本书来对量子力学做一个初步的了解,以此来对我们周围的世界做出更加深入的探索。



《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》:一本为孩子铺就的量子启蒙之路 当古老的神话传说与现代科学的精深奥秘碰撞,当那些看似遥不可及的物理学概念,以一种温柔而智慧的方式,触及到孩子们好奇的心灵,《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》便应运而生。这本书,由著名物理学家李淼先生倾情撰写,它不仅仅是一本关于量子力学的科普读物,更是一段穿越时空、探索宇宙最底层逻辑的奇妙旅程,而这一切,都将以最适合孩子理解的方式呈现。 一部科学巨匠的群像,一段量子诞生的史诗 量子力学的诞生,并非一蹴而就,而是汇聚了一群天才的智慧,他们中的许多人,甚至因为对这个新理论的困惑与挣扎,而经历了思想上的巨变。本书将带领小读者们,一同走进这些科学巨匠的时代,去认识那些改变人类对世界认知的伟大头脑。 从普朗克的“能量量子”设想开始,那是一个试图解释黑体辐射的难题,却意外开启了一个全新的物理学时代。想象一下,一位一丝不苟的德国学者,在深夜的灯光下,苦苦思索着那些令人费解的实验数据,最终,一个微小到难以置信的“量子”概念,在他手中悄然诞生。这个概念,就像一颗种子,将会在未来的几十年里,催生出参天大树。 紧接着,爱因斯坦,这位被誉为“宇宙之父”的科学家,用他的光电效应解释,将普朗克的能量量子理论推向了一个新的高度。光,不再是连续的波,而是由一份份能量组成的粒子,即光子。这一发现,不仅为他赢得了诺贝尔奖,更深刻地改变了人们对光的理解,也为量子理论的发展注入了强大的动力。但这位伟大的思想家,最终却在量子理论的某些“不确定性”面前,流露出了他的不安,那句“上帝不掷骰子”的著名论断,正是他对于量子世界的深刻忧虑。 波尔,这位丹麦的物理学巨匠,则将量子理论的触角延伸到了原子结构。他提出的原子模型,成功地解释了原子光谱的离散性,让人们第一次看到了微观世界的秩序。在他的模型中,电子不再是随意绕着原子核运动,而是只能在特定的轨道上“跳跃”,每一次跳跃,都伴随着能量的吸收或释放。这就像一只小小的精灵,在原子内部,有着自己独特的、不可思议的运动规律。 海森堡,这位年轻的天才,凭借着他的矩阵力学,以一种全新的数学语言,描述了量子世界的种种现象。他提出的“不确定性原理”,更是揭示了量子世界一个颠覆性的真相:我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。这就像试图去捕捉一只在黑暗中跳跃的萤火虫,你越想看清它的位置,就越难以确定它的速度,反之亦然。 薛定谔,则通过他的波动方程,为量子力学赋予了另一种优美的数学形式。他将粒子视为一种“概率波”,描绘了粒子在空间中存在的可能性。而他提出的那个著名的“薛定谔的猫”思想实验,更是将量子叠加态的奇特之处,以一种极具冲击力的方式呈现在世人面前,让孩子们在惊奇之余,也能初步体会到微观世界与宏观世界之间那道模糊的界限。 还有狄拉克,他将相对论与量子力学相结合,预言了反物质的存在,这一惊人的预言,后来被实验一一证实,让人们再次感叹量子世界的深邃与奇妙。 本书将通过生动的故事和形象的比喻,将这些科学巨匠的探索过程、他们的思想火花、以及他们之间围绕量子理论展开的辩论,娓娓道来。小读者们将在不知不觉中,与这些伟大的头脑一同思考,一同感受科学探索的魅力。 从宏观到微观,一场思维的奇妙飞跃 我们所生活的宏观世界,遵循着我们熟悉且直观的物理规律。一颗苹果落下,我们知道是重力在作用;一个球滚过草地,我们能预测它的轨迹。然而,当我们将目光投向微观世界,一切都变得截然不同。 本书将用孩子们能够理解的语言,带领他们认识宏观世界与微观世界的巨大差异。我们会从熟悉的事物开始,比如水滴、尘埃,然后逐渐深入,去探索构成这些事物的更小的粒子,例如原子。 原子,这个古老哲学中的概念,在量子力学中被赋予了全新的生命。我们将会知道,原子并非是坚不可摧的实心球,而是由一个原子核和围绕它运动的电子组成的“小太阳系”。然而,这个“小太阳系”的运行规则,却与我们的太阳系截然不同。电子不再是围绕原子核稳定地运转,而是存在于一种“概率云”中,仿佛一个幽灵,随时可能出现在不同的位置。 然后,我们将深入到原子核内部,去认识构成原子核的质子和中子,甚至再进一步,去探索构成质子和中子的夸克。你会惊奇地发现,组成我们身体,组成我们周围一切事物的基本粒子,是如此的微小,又是如此的“不确定”。 本书将通过一系列巧妙的比喻和有趣的设问,帮助孩子们理解量子力学中的核心概念。例如,用“魔术盒子”来比喻叠加态,盒子里的猫,在打开之前,同时处于“活着”和“死去”的两种状态;用“影子游戏”来比喻测量对量子态的影响,当你试图去“看清”一个粒子的某个属性时,你可能就已经改变了它另一个属性。 量子世界的奇特现象,激发无限的想象力 量子力学之所以迷人,就在于它充满了与我们日常经验相悖的奇特现象,而这些现象,恰恰是激发孩子们想象力和好奇心的绝佳素材。 叠加态(Superposition): 想象一下,一个硬币在空中旋转,在它落地之前,它既不是正面朝上,也不是反面朝上,而是同时处于一种“正面”和“反面”的叠加状态。只有当它落地,你看到它最终的状态时,这种叠加才“坍缩”成一种确定的结果。量子世界里的粒子,就是这样,它们可以在同一时间处于多种状态的组合之中。 量子纠缠(Entanglement): 这可能是量子世界中最令人着迷的现象之一。想象一下,有两个粒子,它们之间存在一种特殊的联系,无论它们相距多远,当一个粒子的状态发生改变时,另一个粒子的状态也会瞬间发生相应的改变。这种“幽灵般的超距作用”,让爱因斯坦也为之困惑。本书会用生动的故事,来描绘这种“心有灵犀”的粒子伙伴。 量子隧穿(Quantum Tunneling): 在我们的宏观世界里,如果你想翻过一堵墙,你必须要有足够的能量跳过去。但在量子世界里,粒子却有可能“穿过”一个它本不具备能量能够越过的势垒。这就像一只小小的蚂蚁,能够穿过厚厚的墙壁,到达另一边,而无需翻越。 这些看似不可思议的现象,在本书中将以最易于理解的方式被呈现,让孩子们在惊叹之余,也能对宇宙的奥秘产生更深的敬畏。 科普的温度,教育的温度 《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》并不仅仅是一本科幻小说,它是一本严谨的科学读物,但它更拥有着一颗温暖的心。李淼先生深谙儿童的心理,他知道如何用最温和、最引人入胜的方式,将复杂的科学概念传递给他们。 本书的语言风格,亲切而富有童趣,没有枯燥的公式,也没有晦涩的术语。它更像是一位和蔼的长者,在炉火边,给孩子们讲述着宇宙最深处的秘密。书中穿插的精美插图,更是将那些抽象的量子概念,具象化,让孩子们能够一目了然。 更重要的是,本书并非仅仅满足于传授知识,它更注重激发孩子们的科学兴趣,培养他们的科学思维。它鼓励孩子们去提问,去思考,去质疑,去探索。它告诉孩子们,科学的魅力,不仅仅在于知道答案,更在于追寻答案的过程。 为什么选择《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》? 在人工智能和信息爆炸的时代,为孩子们选择一本真正有价值的科普读物至关重要。本书具备以下几个显著优势: 权威性: 作者李淼先生是享誉国际的物理学家,他对量子物理的理解和阐释,既有深度又有独到的视角。 适龄性: 本书专为青少年读者设计,语言生动有趣,概念解释清晰易懂,能够有效降低阅读门槛。 启发性: 它不仅仅是知识的传递,更是科学精神的培养,能够点燃孩子们对科学的火种,培养他们成为未来的探索者。 趣味性: 量子世界的奇特现象本身就极具吸引力,本书将其以最生动的方式呈现,让孩子们乐在其中。 前瞻性: 量子物理是现代科学的前沿领域,了解量子力学,能够帮助孩子们建立对未来科学发展的基本认知。 《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》是一本值得您为孩子购买的图书。它将为孩子们打开一扇通往量子世界的大门,让他们在充满好奇与惊喜的探索中,爱上科学,理解宇宙,塑造未来。这不仅仅是一次阅读,更是一次关于智慧、勇气和无限可能的启蒙。

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我对李淼老师的名字并不陌生,他是一位在科学界非常有影响力的学者,所以当看到这本《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》时,我的第一反应就是“一定要读”。“量子论物理学史”这个词组尤其吸引我,我一直认为,理解一个理论的最佳方式就是了解它的起源和发展。我知道量子力学的发展过程充满了争议、颠覆和革命性的思想,而李淼老师的梳理,我期待着能有一种清晰的脉络,让我看到那些伟大的思想火花是如何碰撞,又是如何一步步汇聚成我们今天所理解的量子理论。而且,这本书定位为“科普读物”,这对我来说至关重要。我并非物理学专业背景,对抽象的数学公式和物理定律常常感到困惑。但我相信,李淼老师能够用他丰富的知识和独特的叙事能力,将复杂的量子概念转化为普通读者能够理解的语言,就像是在给“孩子”讲故事一样。这种“讲故事”的方式,我相信会比枯燥的教科书更能激发我的兴趣,让我对科学产生更深层次的共鸣。

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我一直觉得,科学,尤其是像量子力学这样前沿的科学,往往离我们的日常生活很遥远,感觉像是一个只存在于实验室和理论研究中的概念。但李淼老师的这本《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》却用一种“给孩子讲”的视角来呈现,这让我眼前一亮。我非常好奇,究竟是什么样的语言和比喻,能够将如此抽象的概念变得生动有趣,甚至让孩子们也能理解。这本书的“量子论物理学史”部分也让我很期待,我一直对科学史很着迷,想知道那些突破性的理论是如何诞生的,背后有哪些有趣的故事和曲折的探索过程。它不仅仅是关于“是什么”,更是关于“为什么”和“如何”。我想象着,阅读这本书的过程,就像是在和一位经验丰富的向导一起,穿越量子世界的迷雾,每一步都充满了惊喜和发现。它承诺的是一次“简史”,这意味着它会提炼出最重要的精髓,让我快速地对量子物理有一个整体的认识,而不会被过于细节的知识点所淹没。我非常看重这种“简明扼要”但又“信息量丰富”的科普方式,希望它能成为我了解量子力学的一个绝佳起点。

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我是一位对自然科学抱有浓厚兴趣的普通读者,尤其对那些能够改变我们世界观的理论感到着迷。李淼老师的这本《预售 上帝不掷骰子:量子物理简史》恰恰满足了我的这种渴求。“量子论物理学史”这个标签表明,它会带领我们回顾一段科学的辉煌历程,去了解那些伟大的头脑是如何一步步揭开物质世界的神秘面纱的。我知道量子力学的诞生本身就充满了戏剧性,充满了对传统物理学的颠覆。而“给孩子讲量子力学”这种表述,则让我看到了一丝希望——这意味着作者将以一种更易于理解、更具启发性的方式来阐述这些复杂的概念。我并不指望能完全掌握那些深奥的公式,但如果能通过这本书,对量子世界的本质有一个更清晰的认识,了解那些颠覆性的思想是如何产生的,以及它们对我们理解世界产生了怎样的影响,我就会觉得这本书非常有价值。我期待它能成为一本既能满足我的求知欲,又能让我感到愉悦的科普读物。

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这本书的封面设计真的很吸引我,深邃的蓝色背景上,星辰点点,仿佛隐藏着宇宙的奥秘。书名“预售 上帝不掷骰子:量子物理简史”本身就带着一种哲学思辨的意味,让我对量子力学这个我一直觉得深不可测的领域充满了好奇。我一直对科学知识很感兴趣,但很多时候,那些复杂的公式和概念总是让我望而却步。这本书的副标题“给孩子讲量子力学”让我看到了希望,这意味着作者李淼老师会用一种更加通俗易懂的方式来解读这个艰深的学科。我尤其喜欢“科普读物”这个定位,它意味着这本书不是一本枯燥的学术论文,而是充满趣味性和启发性的知识分享。我期待着这本书能够像一位耐心温柔的老师,引导我一步步走进量子世界的奇妙旅程,揭开那些看似违背常理却又真实存在的现象。同时,“量子论物理学史自然科学”这几个标签也表明了这本书的内容深度,它不仅会介绍量子理论本身,还会追溯它的发展历程,让我了解那些伟大的科学家是如何一步步探索和建立起这个理论体系的。我迫不及待地想翻开这本书,去感受科学的魅力。

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这本书的名字本身就有一种引人入胜的魔力。“预售 上帝不掷骰子:量子物理简史”——“上帝不掷骰子”这句话,本身就带着对量子力学随机性的一种哲学探讨,非常吸引我。我一直对量子力学中的“不确定性原理”和“叠加态”等概念感到好奇,它们似乎挑战着我们对现实世界的直观认知。而“量子论物理学史”则暗示了这本书不仅仅是关于理论本身,更包含了它发展的历史脉络。我想象着,这本书会带领我回顾那些伟大的物理学家是如何一步步克服困难,提出革命性思想的。同时,“给孩子讲量子力学”这个定位,让我对它的易读性充满了信心。我希望这本书能够用一种非常生动、形象的方式来解释这些复杂的概念,避免使用过多生僻的专业术语,让非专业读者也能轻松理解。我期待着它能够像一本精彩的科幻小说一样,让我沉浸在量子世界的奇妙之中,同时也能学到扎实的科学知识。

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