量子力学究竟是什么

万维钢

出版时间

2022-01-02

ISBN

9787513346986

评分

★★★★★
书籍介绍

● 你可能听过不同版本的量子力学讲解,有侧重计算的学院版、讲故事的历史版、可爱的卡通版,还有霸道总裁假装学过版。量子力学已经是一种文化,每个人都可以有自己的体验角度。

但万维钢老师的这本《量子力学究竟是什么》,无疑是非常另类又令人着迷的一个版本。因为它选择了一个与众不同的角度:

量子力学的诡秘。

日常世界里的你,此时此刻不能既在北京又在哈尔滨。但是在微观世界里,电子可以同时出现在所有的地方——它不但能既在这里又在那里,而且能同时沿着好几条不同的路线前进。

日常世界的桌子上不会突然凭空冒出一个苹果和一个橘子。但是在微观世界里,真空之中,就可以突然凭空冒出一个电子和一个正电子。

正是因为微观世界的这些“不正常”,才有了日常世界的“正常”。 量子力学是这个世界的底层逻辑,哺育了几乎所有的现代先进科技。

读完这本书,你可以了解量子力学的前世今生,了解它的发展史上那些星辰一样的人物,了解量子力学的基本概念和前沿理论,比如:全同粒子、波函数、量子隧穿、超距作用、反物质、自旋、EPR佯谬、薛定谔的猫、量子纠缠……

但你更要了解,这些诡秘之后还藏着更大的秘密。

有人看到时,粒子才决定自己的状态?光子可以同时走过两条路径?现在能改变过去吗?平行宇宙是否存在?薛定谔的猫到底是死还是活?……通过探索微观世界中的这些不确定性,你将抓住现实世界的确定。

●“通才”系列图书 献给终身学习的你

《学习究竟是什么》

《相对论究竟是什么》

《博弈论究竟是什么》

《量子力学究竟是什么》

《科学思考者》

……

·为什么普通人要读量子力学

万维钢:量子力学是这个世界的底层逻辑,哺育了几乎所有的现代先进科技。……再普通的人也有权知道世界是怎么回事儿。对生活的地方懵然无知的人,但凡有心,就应该感到无助和慌乱。今天意识不到自己的无知,会让未来的自己感到遗憾。量子力学提供了一个令人震惊的答案,我们为那些不知道量子力学的人感到悲哀……

·为什么要读万维钢讲量子力学?

前物理学家,现科学作家,4年、4季、40万+ 付费用户“精英日课”主理人

百万畅销书作家,中国好书、文津图书奖得主

有趣有料的量子力学发展史,与众不同的切入角度,覆盖基本概念和前沿理论,带你真正读懂量子力学

AI导读
核心看点
  • 揭示微观世界违背常识的诡秘底层逻辑
  • 梳理量子力学发展史及关键人物思想交锋
  • 探讨波函数坍缩与平行宇宙等前沿哲学命题
适合谁读
  • 对量子力学感兴趣但畏惧数学公式的读者
  • 希望构建科学世界观的终身学习者
  • 喜欢通俗科普与思维挑战的普通大众
读前提醒
  • 无需具备物理基础,重点理解概念逻辑
  • 接受反直觉结论,不必纠结微观细节
  • 结合历史背景阅读,体会科学家思维突破
读者共识
  • 语言生动幽默,将晦涩理论通俗化
  • 颠覆日常认知,引发对世界本质的思考
  • 适合大众阅读,是优秀的量子力学入门书

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "海森堡说,电子有时候表现得像是粒子,有时候表现得像是波,它到底是什么,我们无法想象,也没必要想象。你应该关心的是可测量的东西。至于电子的“轨道”到底是什么样的,它是如何从这里“走到”那里的,其实都是不可测量的。 想要画出电子的路线图,你必须在每一个时刻都同时知道电子的位置和速度(也就是知道动量,p=mv)-而海森堡说,这是不可能的!你不可能同时精确地知道一个电子的位置和动量。 海森堡是这么论证的:要想知道一个电子在哪里,你就得用光去照一照它。光的分辨率取决于其波长,波长越短,分辨率就越高,探测就越精确。所以想要精确地测量一个电子的位置,你就得用波长非常短的光。而根据光量子理论,波长越短频率就越"
  • "回顾这段历史,我们看到玻尔、海森堡和玻恩这些人很容易就接受了量子力学,他们代表“主流”。因为这一派人物都团结在丹麦哥本哈根大学玻尔的麾下,量子力学的这个主流解释也被称为“哥本哈根解释”。 而普朗克、爱因斯坦、德布罗意和薛定谔,虽然对量子力学作出了决定性的贡献,但是并不愿意接受“主流解释”。这是为什么呢? 这可能跟思想保守有关系,但是以我之见,这里面还有一个讲不讲哲学的问题。 如果你是工程师思维,做事只看结果,那么量子力学已经能给你提供足够好的结果了。没有谁需要精确地预测单个电子的位置。做实验都是用一大堆粒子,量子力学描写粒子集体行为非常精确。物理学家有句话叫“Shut up and calcu"
  • "鼠儿果: 双缝实验里打在屏幕上的电子可以认为是电子的波函数坍缩后得到确定的“位置”,电子是被屏幕吸收了吗?如果有可能再捕捉到这个电子,它的不确定性还在吗?简单问就是····一个任意量子波函数坍缩后还有可能回到原来的概率叠加态吗? 万维钢: 是的,电子跟屏幕上的感光物质发生了反应,形成了一个光斑,等于是被屏幕吸收了。从微观角度看来,电子接触到屏幕那一刻,它就等于是进入了下一个物理过程,前面那个自由飞行的过程就结束了,所以波函数必须发生改变。 我们如果把屏幕当作宏观的物体,就可以说电子原来的波函数已经坍缩了,或者说已经死了,不确定性消失了。它无法再回到原来的叠加态了。 而如果你不这么看,如果你把屏"
  • "灰灰: 根据热力学第二定律,宇宙最后会达到热寂,能量不会再流动了。即使到那个状态了,还是不会有绝对静止的物体吗? 万维钢: 热寂的意思不是温度变成了绝对零度,而是温度在各处都一样。宇宙中所有星体都散开,到处漂浮着一些基本粒子,这样的场景,并不代表就是绝对零度。宇宙微波背景辐射仍然在,光子们仍然在,原子们仍然在震动,只不过没有什么有意义的能量流动了。 王小波有一句描写热寂的话:“将来的世界是银子的。”——这是因为银子的导热性能特别好,意思就是温度到处都一样。这个意境并不美丽,但是原子们仍然在动。"
  • "王晓彤: 如果我们画第一个圈,代表数学世界;画第二个圈,代表真实世界。那么,这两个世界的圈应该是什么关系?完全重合吗,还是相互包含?如果是相互包含,那谁包含谁呢? 林曦: 常听到人说,数学是一种精妙的、可以用来抽象化地描述物质的符号。仿佛“先有物质后有数学”。而文中又谈到,狄拉克方程通过数学,“要求”反物质的存在。感觉似乎又变成了“先有数学后有物质”。如何理解这种看似“鸡生蛋还是蛋生鸡”的关系呢? 万维钢: 真实世界这个圈很小,数学世界的圈很大,真实世界包含在数学世界之中。只要一种可能性在逻辑上没问题,它就是数学世界的一部分,它就有可能,甚至可以说一定会,在某一个宇宙中发生;但是在我们的这个宇"
  • "咱们把以往的经过再捋一遍。薛定谔方程只是薛定谔在“情欲大爆发”期间灵感来了,写下的波函数方程。薛定谔运气好,这个方程恰好能解出氢原子的能级。但是当时连薛定谔本人都不知道波函数是什么东西,后来还是玻恩提出一个猜测,说波函数绝对值的平方代表概率。 这么看的话,数学只是物理学家用的一个工具,甚至可以说是一个玩具。真实世界没有任何理由必须听从这个方程,对吧? 那么现在这个方程得出了一个违背常识的解,应该怎么办呢?中学老师一定会告诉你舍掉那个解。 1927年,也就是薛定谔的论文刚刚发表不到一年,就有好几个物理学家解薛定谔方程得到了这个能够穿墙的解。我们可以称之为“量子隧道效应(Quantum tunne"
  • "物理学家迫切需要把电动力学、薛定谔方程和狭义相对论统一起来,弄一个“量子电动力学”。 把这件事干成的主力人物,正是狄拉克。1928年,也就是薛定谔方程刚刚发表两年之后,26岁的狄拉克就把量子电动力学的关键理论给做出来了。你想想狄拉克得有多么强悍的数学能力。 融合了相对论的波动方程就叫“狄拉克方程”。那么按照物理学家的常规操作,下一步就是看看这个新方程能不能解出新的物理学。 狄拉克解出了两个新事物。 一个是1931年的时候,狄拉克发现方程的解里面,除了寻常的、带负电的电子之外,还有一种质量和电子一样,但是带正电的物质,可以叫作“正电子”。强势的狄拉克说,既然我这个方程里有正电子,正电子就应该存在"
  • "这就引出了一个关键事实:原子中并没有一个能跟你发生直接接触的“实体”。广阔空间中的两个点,怎么可能发生直接的碰撞呢?你永远都摸不到一个质子、中子和电子。 那你说我用拳头砸墙,为什么手会疼呢?我触摸各种物体,为什么会有那么鲜明的触感呢?你感受到的一切,都是电磁相互作用。你手上的电子和墙上的电子都带负电,它们一离近了就互相排斥。根据不同的距离和温度,这个排斥力有时候强有时候弱,有时候密集有时候稀疏,而你的全部感觉都来自这个排斥力。 你在日常生活中看到一根铁棍断裂了,汽车的车身被刮了一下,所有这些变化,以及所有的化学反应,都跟原子核没什么关系。化学家发明了各种理论来描写这些现象,比如“化学键”之类的"
作者简介
万维钢 前物理学家,现科学作家,得到App订阅专栏“万维钢·精英日课”主理人。1999年毕业于中国科学技术大学,2005年获得美国科罗拉多大学物理学博士学位,曾长期从事核聚变等离子体物理研究,现居美国,从事专职写作。 著有畅销书《万万没想到:用理工科思维理解世界》(获得第十届“文津图书奖”及“2014中国好书”等奖项)、《智识分子:做个复杂的现代人》、《高手:精英的见识和我们的时代》、《你有你的计划,世界另有计划》等。他主张以科学精神钻研社会现象,擅长让高端的道理落地,乐于激发读者思考。
目录
诡秘之主
孤单光量子
原子中的幽灵
德布罗意的明悟
海森堡论不确定性

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用户评论
非常棒,我一个文科生读得津津有味。不见得其中所有内容都读懂(或许也不可能),但读明白梗概,就足够刷新一次对于世界的认识。一本有意思的书,值得一读。
讲得很通俗易懂,反正我看这本书就是想一直看下去,不停地翻。
突然就看完了,最后的两个多小时感觉像只过了半个小时。
万维刚老师终于算是让我看懂了些| 〉
讲得很生动,还有最新科研进展,作为量子力学的科普很不错。
理解彻底失败。看到花样美男普朗克研究量子力学后变毁容大叔,好心酸。百分之九十的内容不理解,百分之十的内容还是关于物理学家本身的趣事和八卦。啊哈……至少我理解了物理学家工作的难和困境了。
很好的量子力学科普书
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