【XH】 上帝擲骰子嗎-量子物理史話-全新修訂 精裝珍藏 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹天元 著

圖書標籤:

• 量子物理
• 物理史
• 科學史
• 科普
• 傳記
• 哲學
• 上帝擲骰子
• 卡普拉
• 修訂版
• 精裝

店鋪： 愛尚美潤圖書專營店

齣版社： 北京聯閤齣版公司

ISBN：9787550217454

商品編碼：29485856571

包裝：精裝

齣版時間：2013-09-01

基本信息

書名：上帝擲骰子嗎-量子物理史話-全新修訂 精裝珍藏

定價：45.00元

作者：曹天元

齣版社：北京聯閤齣版公司

齣版日期：2013-09-01

ISBN：9787550217454

字數：

頁碼：381

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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榮獲“科學時報讀書杯”科普創作奬（2005）
　　第三屆“吳大猷科普奬”（2006）
　　國傢圖書館文津圖書奬（2007）
　　中國版《時間簡史》，專業性與趣味性兼備，超好看的科普佳作

內容提要

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　　《上帝擲骰子嗎？：量子物理史話（全新修訂）》是關於量子論的故事。量子論是一個極為奇妙的理論：從物理角度來說，它在科學傢中間引起瞭激烈的爭議和關注；從現實角度來說，它給我們的社會帶來瞭變化和進步；從科學史角度來說，也幾乎沒有哪段曆史比量子論的創立得到瞭更為的研究。然而不可思議的是，它的基本觀點和假說至今沒有滲透到大眾的意識中去，這無疑又給它增添瞭一道神秘的光環。
　　《上帝擲骰子嗎？：量子物理史話（全新修訂）》帶讀者做一次量子之旅，從神話時代齣發，沿著量子發展的道路，親身去經曆科學史上的烏雲和暴雨，追逐流星的輝光，穿越重重迷霧和險灘，和的物理學傢們並肩作戰。除瞭迴顧基本的曆史背景，還將嚮著未來探險，去逐一摸索量子論麵前的不同道路，闖入人跡罕至的未知境地，和先行者們一起開疆擴土。讓人驚嘆的，不僅僅是沿途那令人眼花繚亂的絢麗風景，更來自於人內心深處的思索和啓示——那是科學深植在每個人心中不可抗拒的魅力。
　　《上帝擲骰子嗎？：量子物理史話（全新修訂）》適閤任何有中學基本物理概念的讀者。

目錄

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序
黃金時代
烏雲
火流星
白雲生處
曙光
殊途同歸
不確定性
決戰
歧途
迴歸經典
不等式的判決
新探險
尾聲
外一篇
海森堡和德國
原子彈計劃
後記
主要參考資料
人名索引

作者介紹

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　　曹天元，齣生於上海，足跡遍曆內地、香港和美國，現居香港。本人不願透露具體身份。

文摘

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　　我們的故事要從1887年的德國小城——卡爾斯魯厄（Karlsruhe）講起。美麗的萊茵河從阿爾卑斯山區緩緩流下，在山榖中輾轉嚮北，把南方溫暖濕潤的風帶到這片土地上。它本應是法德兩國之間的一段天然邊界，但在1870年，雄纔大略的俾斯麥通過一場漂亮的戰爭擊敗瞭拿破侖三世，攫取瞭河對岸的阿爾薩斯和洛林，也留下瞭法國人的眼淚和我們課本中震撼人心的《後一課》的故事。和阿爾薩斯隔河相望的是巴登邦，神秘的黑森林從這裏延展開去，孕育著德國古老的傳說和格林兄弟那奇妙的靈感。卡爾斯魯厄就安靜地躺在森林與大河之間，無數輻射狀的道路如蛛網般收聚，指嚮市中心那座的18世紀的宮殿。這是一座安靜祥和的城市，據說它的名字本身就是由城市的建造者卡爾（Karl）和“安靜”（Ruhe）一詞所組成。對於科學傢來說，這裏實在是一個遠離塵世喧囂，可以安心做研究的好地方。
　　海因裏希·魯道夫·赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）正站在卡爾斯魯厄大學的一間實驗室裏，專心緻誌地擺弄他的儀器。那時候，赫茲剛剛30歲，新婚燕爾，也許不會想到他將在科學史上成為和他的老師亥姆霍茲（HermannyoHelmholtz）一樣鼎鼎有名的人物，他不會想到將和汽車大王卡爾·本茨（Carl Benz）一起成為這個小城的驕傲。現在，他的心思隻是完完全全地傾注在他那套裝置上。
　　赫茲給他的裝置拍瞭照片，不過在19世紀80年代，照相的網目銅版印刷技術還剛剛發明不久，尚未普及，以緻連好的科學雜誌如《物理學紀事》（Anna．Zeder Physik）都沒能把它們印在論文裏麵。但是我們今天已經知道，赫茲的裝置是很簡單的：它的主要部分是一個電火花發生器，有兩個大銅球作為電容，並通過銅棒連接到兩個相隔很近的小銅球上。導綫從兩個小球上伸展齣去，纏繞在一個大感應綫圈的兩端，然後又連接到一個梅丁格電池上，將這套古怪的裝置連成瞭一個整體。
　　赫茲全神貫注地注視著那兩個幾乎緊挨在一起的小銅球，然後閤上瞭電路開關。頓時，電的魔力開始在這個簡單的係統裏展現齣來：無形的電流穿過裝置裏的感應綫圈，並開始對銅球電容進行充電。赫茲冷冷地注視著他的裝置，在心裏麵想象著電容兩端電壓不斷上升的情形。在電學的領域攻讀瞭那麼久，赫茲對自己的知識是有充分信心的。他知道，當電壓上升到2萬伏左右，兩個小球之間的空氣就會被擊穿，電荷就可以從中穿過，往來於兩個大銅球之間，從而形成一個高頻的振蕩迴路（Lc迴路）。但是，他現在想要觀察的不是這個。
　　果然，過瞭一會兒，隨著細微的“啪”的一聲，一束美麗的藍色電花爆開在兩個銅球之間，整個係統形成瞭一個完整的迴路，細小的電流束在空氣中不停地扭動，綻放齣幽幽的熒光來。火花稍縱即逝，因為每一次振蕩都伴隨著少許能量的損失，使得電容兩端的電壓很快又降到擊穿值以下。於是這個怪物蓄銳，繼續充電，直到再次恢復飽滿的精力，開始另一場火花錶演為止。
　　赫茲更加緊張瞭。他跑到窗口，將所有的窗簾都拉上，同時又關掉瞭實驗室的燈，讓自己處在一片黑暗之中。這樣一來，那些火花就顯得格外醒目而刺眼。赫茲揉瞭揉眼睛，讓它們更為習慣於黑暗的環境。他盯著那串間歇的電火花，還有電火花旁邊的空氣，心裏麵想象瞭一幅又一幅圖景。他不是要看這個裝置如何産生火花短路，他這個實驗的目的，是為瞭求證那虛無縹緲的“電磁波”的存在。那是一種什麼樣的東西啊，它看不見，摸不著，到那時為止誰也沒有見過、驗證過它的存在。可是，赫茲對此是堅信不疑的，因為它是麥剋斯韋（Maxwell）理論的一個預言，而麥剋斯韋理論……哦，它在數學上簡直得像一個奇跡！仿佛是上帝之手寫下的一首詩歌。這樣的理論，很難想象它是錯誤的。赫茲吸瞭一口氣，又笑瞭：不管理論怎樣無懈可擊，它畢竟還是要通過實驗來驗證的呀。他站在那裏看瞭一會兒，在心裏麵又推想瞭幾遍，終於確定自己的實驗無誤：如果麥剋斯韋是對的話，那麼每當發生器火花放電的時候，在兩個銅球之間就應該産生一個振蕩的電場，同時引發一個嚮外傳播的電磁波。赫茲轉過頭去，在不遠處，放著兩個開口的長方形銅環，在接口處也各鑲瞭一個小銅球，那是電磁波的接收器。如果麥剋斯韋預言的電磁波真的存在的話，那麼它就會飛越空間，到達接收器，在那裏感生一個振蕩的電動勢，從而在接收器的開口處也同樣激發齣電火花來。
　　實驗室裏麵靜悄悄的，赫茲一動不動地站在那裏，仿佛他的眼睛已經看見那無形的電磁波在空間穿越。當發生器上産生火花放電的時候，接收器是否也同時感生齣火花來呢？赫茲睜大瞭雙眼，他的心跳得快極瞭。銅環接收器突然顯得有點異樣，赫茲簡直忍不住要大叫一聲，他把自己的鼻子湊到銅環的前麵，明明白白地看見似乎有微弱的火花在兩個銅球之間的空氣裏躍過。是幻覺，還是心理作用？不，都不是。一次，兩次，三次，赫茲看清楚瞭：雖然它一閃即逝，但上帝啊，韆真萬確，真的有火花正從接收器的兩個小球之間穿過，而整個接收器卻是一個隔離的係統，既沒有連接電池也沒有任何的能量來源。赫茲不斷地重復著放電過程，每一次，火花都聽話地從接收器上被激發齣來，在赫茲看來，世上簡直沒有什麼能比它更加美麗瞭。
　　……

序言

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星辰大海的低語：物理學革命的壯麗史詩 讓我們一同踏上一段穿越時空的非凡旅程，去探尋人類智力在理解宇宙最深層奧秘過程中所經曆的驚心動魄的變革。這不僅是一部關於科學發現的故事，更是一部關於人類好奇心、堅持不懈以及智慧火花如何照亮未知黑暗的史詩。我們將從牛頓的宏偉機械宇宙齣發，那裏一切都遵循著確定、可預測的法則，如同精密鍾錶般運轉。然而，隨著時代的推進，微觀世界的齣現，以及光、電磁等現象的層齣不窮，一個更深邃、更令人不安的真實圖景逐漸展露，它挑戰著我們最基本的世界觀。 故事的開端，是那個被譽為“科學之父”的艾薩剋·牛頓所構建的宏偉經典力學體係。在他那簡潔優美的萬有引力定律下，宇宙似乎成瞭一個巨大的、可以被精確計算和預測的機械裝置。行星沿著既定的軌道運行，物體按照清晰的軌跡下落，一切都遵循著嚴格的因果律。這種清晰、有序的圖景，在隨後的幾個世紀裏，成為瞭人類理解自然界的主流範式。科學傢們滿懷信心地認為，隻要我們積纍足夠多的觀測數據，掌握足夠多的定律，我們就能完全理解宇宙的運作方式，甚至預知未來的一切。這種對確定性的信仰，是那個時代科學精神的基石。 然而，正如任何一個看似堅不可摧的帝國都會迎來挑戰者一樣，經典物理學的王國也開始齣現裂痕。這些裂痕並非源於理論上的邏輯錯誤，而是源於實驗觀測到的、無法被經典框架解釋的奇怪現象。首先是熱力學，它悄然地揭示瞭能量的不可逆性和熵的增加，這些概念在牛頓的機械宇宙中並沒有直接的位置。隨後，當科學傢們開始深入研究光和電磁波時，他們發現光既錶現齣波動性，又錶現齣粒子性，這種“波粒二象性”徹底顛覆瞭經典的物質和能量劃分。黑體輻射的難題，更是讓物理學界陷入瞭睏境，普朗剋的量子假說，如同一顆投入平靜湖麵的石子，激起瞭巨大的漣漪。他大膽地提齣，能量不是連續傳遞的，而是以離散的“量子”形式存在的。這個看似微小的假設，卻是一場革命的開端。 緊接著，愛因斯坦的光電效應解釋，進一步鞏固瞭光量子的概念，並為他日後提齣更具革命性的相對論奠定瞭基礎。但真正讓物理學走嚮顛覆性變革的，是量子力學的崛起。以普朗剋、愛因斯坦、玻爾、海森堡、薛定諤、狄拉剋等為代錶的偉大頭腦，匯聚成瞭一股思想的洪流。他們試圖用全新的數學語言和概念來描述微觀世界的奇異行為。 玻爾的原子模型，引入瞭電子在特定能級上運行的概念，解釋瞭原子光譜為何是綫狀的，而非連續的。這標誌著人類開始認識到，微觀世界並非是經典意義上的“小球”，而是遵循著一套截然不同的規則。然而，要真正理解這些規則，還需要更深刻的洞察。 海森堡的不確定性原理，是量子力學中最令人著迷的成果之一。他指齣，我們無法同時精確地知道一個粒子的位置和動量。這意味著，在微觀尺度上，因果關係的概念受到瞭根本性的挑戰。我們無法像預測宏觀物體的運動那樣，精確預測微觀粒子的未來狀態。這不僅僅是一個技術上的限製，更是一個哲學上的深刻問題。它似乎暗示著，宇宙在最底層的運作中，存在著一種內在的隨機性。 薛定諤方程，則提供瞭一種描述量子係統演化的數學工具。通過波函數，薛定諤試圖描繪粒子的概率分布，這在一定程度上彌補瞭海森堡不確定性帶來的直觀睏難。然而，波函數究竟代錶什麼，以及它如何與我們可觀測到的粒子聯係起來，成為瞭一個持續引發爭論的焦點。 狄拉剋，則將相對論的觀念與量子力學相結閤，預言瞭反物質的存在，進一步拓展瞭我們對物質世界的認知邊界。他的數學框架，以其高度的抽象性和優雅性，成為瞭量子場論的基石。 然而，量子力學最令人不安的推論，或許是它對“實在”的定義。在經典物理學中，一個物體總是具有確定的屬性，無論我們是否觀測它。但在量子世界，粒子的狀態往往是疊加的，直到被測量的那一刻，它纔“坍縮”到一個確定的狀態。這種“觀測導緻坍縮”的現象，引發瞭無數的哲學思考。 愛因斯坦，這位量子理論的早期貢獻者，卻對這種內在的隨機性深感不安。他著名的論斷“上帝不擲骰子”，錶達瞭他對一個由概率支配的宇宙的抗拒。他堅信，宇宙背後必定存在著更深層、更確定的規律，隻是我們尚未發現。他對量子力學完備性的質疑，以及與玻爾之間關於量子力學解釋的激烈辯論，成為瞭量子物理發展史上的一段傳奇。 這場思想的博弈，並非僅僅局限於理論的探討，它觸及瞭我們對現實本質的理解。哥本哈根解釋，作為量子力學的主流解釋，認為波函數描述的是粒子在被觀測之前的概率，而觀測行為本身會迫使係統從所有可能的疊加態中隨機選擇一個。這種解釋，雖然在實踐中取得瞭巨大的成功，但其哲學上的含糊不清，以及對“觀測者”角色的強調，卻讓許多科學傢，包括愛因斯坦在內，感到睏惑和不滿。 隨著量子理論的發展，各種奇特的現象和概念層齣不窮：量子糾纏，這種“幽靈般的超距作用”，讓兩個粒子即使相隔遙遠，也能夠瞬間相互影響；量子隧穿，粒子能夠“穿過”看似不可逾越的能量壁壘，這在經典物理學中是絕對不可能發生的。這些現象，既是量子理論的直接推論，也是對人類直覺的嚴峻考驗。 理解量子力學，就如同進入瞭一個全新的維度。它不再是冰冷、客觀的機械規律，而充滿瞭概率、不確定性和觀察者效應。它迫使我們重新審視“實在”的含義，重新思考因果關係在微觀世界中的角色。從原子的結構到恒星的演化，從半導體的應用到宇宙的起源，量子力學的影響無處不在，深刻地改變瞭我們對世界的認知，也驅動著科技的飛速發展。 這段旅程，是一部關於人類智慧如何挑戰自身極限，如何不斷超越已有的認知框架，去探索宇宙最深層奧秘的壯麗篇章。它充滿瞭激烈的爭論，充滿瞭個人的睏惑與堅持，也充滿瞭集體的智慧閃光。它告訴我們，即使是最深刻的真理，也可能隱藏在最令人費解的現象之後，等待著我們去揭示。 我們所迴顧的，正是人類在理解這一前所未有的物理圖景時所經曆的艱辛、輝煌與哲學睏境。從經典的機械宇宙的確定性，到量子世界的概率性與不確定性，物理學的曆史，就是一部不斷突破認知邊界的鬥爭史。這其中，既有科學傢的嚴謹求證，也有哲學傢式的深刻反思。而我們，正站在巨人的肩膀上，繼續仰望星辰大海，聆聽那來自宇宙最深處的低語。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的外觀設計就足夠吸引人瞭。那硬挺的精裝封麵，搭配著細膩的文字印刷，拿在手裏就有一種被珍視的感覺。我一直覺得，一本好書，不僅僅是內容上的充實，其載體本身也應該是一件藝術品。而這本書，恰恰做到瞭這一點。在閱讀內容的過程中，我更是深陷其中，仿佛置身於一個思想的迷宮，卻又樂此不疲地尋找著齣路。作者對於量子力學發展史的梳理，脈絡清晰，邏輯嚴謹，卻又充滿瞭人文關懷。他沒有將那些偉大的科學傢們塑造成不食人間煙火的神，而是將他們刻畫成有血有肉、有情感、有睏惑的普通人，這讓我更容易理解他們的思想，也更能體會到他們探索未知時所經曆的艱辛與喜悅。書中對一些核心概念的闡釋，更是深入淺齣，即使是沒有深厚物理學背景的讀者，也能大緻領會其精髓。我尤其贊賞作者在解釋那些看似違反直覺的量子現象時，所采用的比喻和類比，它們巧妙地幫助我跨越瞭理解的鴻溝，讓我能更直觀地感受到量子世界的奇妙。

評分☆☆☆☆☆

我不得不承認，在拿起這本書之前，我對量子物理的印象僅僅停留在科幻電影裏那些光怪陸離的特效。然而，這本書徹底顛覆瞭我的認知。作者以一種極為引人入勝的敘事方式，將那些復雜到令人望而生畏的物理概念，變得生動有趣，甚至充滿瞭戲劇性。他筆下的科學傢們，不再是實驗室裏默默無聞的象牙塔學者，而是充滿瞭激情、理想，甚至偶爾會犯錯的普通人。我尤其喜歡他對於科學史上的重大爭議的細緻描繪，那些關於“上帝是否擲骰子”的爭論，讓我感受到瞭科學真理的來之不易，以及人類對於理解宇宙本質的不懈追求。這本書並沒有迴避那些最令人費解的量子現象，反而以一種充滿好奇和探索的精神去解讀它們。我仿佛看到瞭一個全新的世界在眼前徐徐展開，一個由概率、疊加和糾纏構成的奇妙領域。閱讀這本書，就像是在進行一場精神的探險，每一次翻頁都可能帶來意想不到的發現。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是一場智識的盛宴，從它被我捧在手裏那一刻起，我就知道我即將踏上一段非凡的旅程。書本的觸感、紙張的質感，都透露著一種沉甸甸的厚重感，仿佛裏麵蘊含著無盡的智慧與曆史。翻開第一頁，我便被作者流暢而引人入勝的筆觸所吸引。他並非直接拋齣晦澀的概念，而是如同一個耐心而充滿激情的嚮導，帶領讀者一步步走進那個充滿奇思妙想、顛覆認知的量子世界。我尤其喜歡他對科學傢們之間思想碰撞的描繪，那些天纔們的爭論、妥協、甚至是對立，都如同戲劇一般展現在我眼前，讓我感受到瞭科學進步並非一帆風順，而是充滿瞭人性與智慧的較量。那些關於粒子、波、概率的討論，在他筆下變得生動形象，不再是冰冷的數據和公式，而是充滿瞭哲學思辨的魅力。我時常會在閱讀時停下來，迴味那些深刻的論斷，思考宇宙最深層的奧秘。這本書真的讓我對“科學”這個詞有瞭全新的認識，它不再是遙不可及的學問，而是人類不斷探索未知、挑戰極限的偉大精神的體現。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶來的不僅僅是知識的增量，更是一種思維方式的重塑。在閱讀過程中，我常常會停下來，思考作者提齣的每一個問題，以及那些科學傢的每一個猜想。那些關於概率、不確定性、疊加態的討論，讓我開始重新審視我們習以為常的現實世界。作者的敘述方式非常獨特，他善於在看似平淡的敘事中埋下深刻的哲學思考，讓讀者在不經意間就被引導至更深層次的討論。我喜歡他時不時地穿插一些曆史軼事和人物傳記，這不僅讓閱讀過程更加有趣，也讓我對那些偉大的頭腦有瞭更全麵的認識。我仿佛看到瞭愛因斯坦的堅持，波爾的豁達，海森堡的焦慮，以及薛定諤的睏惑，他們每一個人的思想火花，都匯聚成瞭點亮量子物理學這片星空的璀璨光芒。這本書讓我認識到，科學的進步，從來都不是單一的綫性發展，而是一個充滿麯摺、碰撞、以及無數次“不確定性”的螺鏇上升過程。

評分☆☆☆☆☆

這本書的精裝版本，光是拿在手裏就有一種令人愉悅的質感，書頁的厚度、墨跡的清晰度，都體現瞭齣版者的用心。而書的內容，更是如同其外錶一樣，值得細細品味。作者在講述量子物理的發展曆程時，沒有采用枯燥的教科書式敘述，而是將科學傢的個人經曆、他們之間的思想交流，甚至是一些生活趣事巧妙地融入其中。這使得整個閱讀過程充滿瞭人情味，也讓我更能理解那些科學理論是如何在具體的曆史背景下，由一個個鮮活的個體所創造齣來的。我尤其欣賞作者對於“不確定性原理”等核心概念的解讀，他通過生動形象的比喻，將那些抽象的物理概念轉化為易於理解的畫麵，讓我仿佛親眼目睹瞭那些微觀粒子的奇特行為。這本書不僅僅是在講解物理知識，更是在展現科學精神，那種對未知的好奇、對真理的追求，以及在麵對挑戰時的勇氣和智慧。它讓我看到瞭科學的魅力，也讓我對人類的智慧有瞭更深的敬意。