簡介
本書回顧量子論從無到有發(fā)展的風(fēng)云錄口渔，從18世紀(jì)開始，直到21世紀(jì)蒿涎，一批科學(xué)巨人開始顛覆傳統(tǒng)物理學(xué)大廈哀托，為了宇宙的終極理論而戰(zhàn)，大大改變了人類發(fā)展的歷史劳秋。
本書將帶你做一次量子之旅仓手。我們從神話時代出發(fā)，沿著量子發(fā)展的道路玻淑，親身去經(jīng)歷科學(xué)史上的烏云和暴雨嗽冒，追逐流星的輝光，穿越重重迷霧和險灘补履，和最偉大的物理學(xué)家們并肩作戰(zhàn)添坊。除了回顧基本的歷史背景，我們還將向著未來探險箫锤，去逐一摸索量子論面前的不同道路贬蛙，闖入人跡罕至的未知境地，和先行者們一起開疆?dāng)U土谚攒。讓你驚嘆的阳准，不僅僅是沿途那令人眼花繚亂的絢麗風(fēng)景，更來自于你內(nèi)心深處的思索和啟示——那是科學(xué)深植在每個人心中不可抗拒的魅力五鲫。
榮獲“科學(xué)時報讀書杯最佳科普創(chuàng)作獎”溺职、“第三屆吳大猷科普獎”、“國家圖書館文津圖書獎”位喂、“40年中國ZUI具影響力的40本科學(xué)科普書”多項大獎浪耘。
推薦
用浪漫主義的文筆，史詩的敘述方式塑崖，講述了量子物理從產(chǎn)生到逐漸完善的過程七冲。
過程中，有無數(shù)閃耀一時的物理學(xué)天才规婆，提出震驚世界的理論澜躺，講述他們對這個世界的認(rèn)知，被無數(shù)人認(rèn)同和追隨抒蚜。
然后被下一個耀眼的天才提出的理論推翻掘鄙，再次顛覆世人的認(rèn)知。
數(shù)百年間嗡髓，所有人類中最聰明的一群人操漠，上下求索，
探索光到底是波饿这，還是粒子浊伙；
探索物理學(xué)存在的基石，物質(zhì)的本源长捧；
探索世界的存在嚣鄙，宇宙的產(chǎn)生；
探索 “人” 的本質(zhì)串结。
經(jīng)過無數(shù)次推倒又重建哑子，反復(fù)拉扯，最終逐漸完善成為我們現(xiàn)在看到的樣子肌割，但爭論依然存在赵抢。
下一次被推翻是什么時候，我們拭目以待声功。
媒體及名人推薦
教科書要是能這么有趣就好了烦却！生動的比喻，豐富的八卦先巴，讓艱澀的量子力學(xué)顯得平易近人其爵，堪稱學(xué)生上課時最想偷看的物理小說！
——劉慈欣
量子論的故事本來就跌宕起伏伸蚯、激動人心摩渺，這位身世神秘的中國作家將這段故事演繹的高潮迭起、引人入勝剂邮，希望了解量子力學(xué)的普通讀者請讀此書摇幻。
——吳國盛（清華大學(xué)人文學(xué)院教授、科學(xué)史系主任）
生動有趣的量子物理學(xué)簡史。作者既不是學(xué)物理的绰姻，也不是專業(yè)作家枉侧，但寫出了國內(nèi)最好的量子物理學(xué)通俗讀物。
——徐來（少年得到科學(xué)總編輯狂芋，科普作家）
科學(xué)英雄史詩榨馁、量子物理學(xué)版本的《人類群星閃耀時》。必須說真實的科學(xué)探索沒有那么浪漫寫意帜矾，科學(xué)家的生活可能還挺苦逼翼虫。但是作為普通人，這些徹底顛覆我們世界觀的人仍然是毫無疑問的英雄屡萤。
——王立銘（浙江大學(xué)教授珍剑、生物學(xué)家）
如果要評選物理學(xué)發(fā)展史上最偉大的那些年代，那么有兩個時期是一定會入選的：17世紀(jì)末和20世紀(jì)初死陆。前者以牛頓《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》的出版為標(biāo)志招拙，宣告了近代經(jīng)典物理學(xué)的正式創(chuàng)立；而后者則為我們帶來了相對論和量子論翔曲，并徹底地推翻和重建了整個物理學(xué)體系迫像。所不同的是，今天當(dāng)我們再次談?wù)撈鹋ｎD的時代瞳遍，心中更多的已經(jīng)只是對那段光輝歲月的懷舊和祭奠闻妓；而相對論和量子論卻至今仍然深深地影響和困擾著我們，就像兩顆青澀的橄欖掠械，嚼得越久由缆，反而更加滋味無窮。
我在這里要給大家講的是量子論的故事猾蒂。這個故事更像一個傳奇：由一個不起眼的線索開始均唉，曲徑通幽，漸漸地落英繽紛肚菠，亂花迷眼舔箭，正在沒個頭緒處，突然間峰回路轉(zhuǎn)蚊逢，天地開闊层扶，如河出伏流，一瀉汪洋烙荷。然而還未來得及一覽美景镜会，轉(zhuǎn)眼又大起大落，誤入白云深處不知歸路……量子力學(xué)的發(fā)展史是物理學(xué)上最激動人心的篇章终抽，我們會看到物理大廈在狂風(fēng)暴雨下轟然坍塌戳表，卻又在熊熊烈焰中得到了洗禮和重生桶至。我們會看到最革命的思潮席卷大地，帶來了讓人驚駭?shù)碾婇W雷鳴匾旭，同時卻又展現(xiàn)出震撼人心的美麗镣屹。我們會看到科學(xué)如何在荊棘和沼澤中艱難地走來，卻更加堅定了對勝利的信念季率。
量子理論是一個極為復(fù)雜而又難解的謎題野瘦。她像一個神秘的少女描沟，我們天天與她相見飒泻，卻始終無法猜透她的內(nèi)心世界。今天吏廉，我們的現(xiàn)代文明泞遗，從電腦到激光，從核能到生物技術(shù)席覆，幾乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于量子論史辙。但量子論究竟意味著什么？這個問題至今卻依然難以回答佩伤。在自然哲學(xué)觀上聊倔，量子論帶給了我們前所未有的沖擊和震動，甚至改變了整個物理世界的基本思想生巡。它的觀念是如此地革命耙蔑，乃至最不保守的科學(xué)家都在潛意識里對它懷有深深的懼意。現(xiàn)代文明的繁盛是理性的勝利孤荣，而量子論無疑是理性的最高成就之一甸陌，但是它被賦予的力量太過強大，以致連它的創(chuàng)造者本身都難以駕馭盐股，以致量子論的奠基人之一玻爾（Niels Bohr）都要說：“如果誰不為量子論而感到困惑钱豁，那他就是沒有理解量子論》柚”
掐指算來牲尺，量子概念的誕生已經(jīng)超過整整100年，但不可思議的是幌蚊，它的一些基本思想?yún)s至今不為普通的大眾所熟知谤碳。那么，就讓我們再次回到那個偉大的年代霹肝，去回顧一下那場史詩般壯麗的革命吧估蹄。我們將沿著量子論當(dāng)年走過的道路展開這次探險，我們將和20世紀(jì)最偉大的物理天才們同行沫换，去親身體驗一下他們當(dāng)年曾經(jīng)歷過的那些困惑臭蚁、激動最铁、恐懼、狂喜和震驚垮兑。這將注定是一次奇妙的旅程冷尉，我們將穿越幽深的森林和廣袤的沙漠，飛越迷霧重重的峽谷和驚濤駭浪的狂潮系枪。你也許會感到暈眩雀哨，可是請千萬跟緊我的步伐，不要隨意觀光而掉隊私爷，否則很有可能陷入沼澤中無法自拔雾棺。請記住我的警告。
不過現(xiàn)在衬浑，已經(jīng)沒時間考慮這么多了捌浩。請大家坐好，系好安全帶工秩，我們的旅程開始了尸饺。
——作者序
內(nèi)容摘錄
不存在一個客觀的，絕對的世界助币。唯一存在的浪听，就是我們能夠觀測到的世界。物理學(xué)的全部意義眉菱，不在于它能夠揭示出自然“是什么”迹栓，而在于它能夠明確，關(guān)于自然我們能“說什么”倍谜。
光量子和傳統(tǒng)的電磁波動圖像顯得格格不入迈螟。它其實就是昔日微粒說的一種翻版，假設(shè)光是離散的尔崔，由一個個小的基本單位所組成的答毫。自托馬斯·楊的時代又已經(jīng)過去了一百年，冥冥中天道循環(huán)季春，當(dāng)年被打倒在地的霸主以反叛的姿態(tài)再次登上舞臺洗搂，向已經(jīng)占據(jù)了王位的波動說展開挑戰(zhàn)。這兩個命中注定的對手終于要進行一場最后的決戰(zhàn)载弄，從而領(lǐng)悟到各自存在的終極意義：如果沒有了你耘拇，我獨自站在這里，又是為了什么宇攻。
歷史不是確定的實在惫叛，除非它已經(jīng)被記錄下來。 我們不能改變過去發(fā)生的事實逞刷，但我們可以延遲決定過去“應(yīng)當(dāng)”怎樣發(fā)生嘉涌。因為直到我們決定怎樣觀測之前妻熊，“歷史”實際上還沒有在現(xiàn)實中發(fā)生過！ 宇宙的歷史仑最，可以在它已經(jīng)發(fā)生后才被決定究竟是怎樣發(fā)生的扔役！
波函數(shù)無需"坍縮", 去隨機選擇左還是右, 事實上兩種可能都發(fā)生了! 只不過它表現(xiàn)為整個世界的疊加: 生活在一個世界中的人們發(fā)現(xiàn)在他們那里電子通過了左邊的狹縫, 而在另一個世界中, 人們觀察到的電子則在右邊!量子過程造成了"兩個世界"!
宇宙在薛定諤方程的演化中被投影到多個“世界”中去，在每個世界中產(chǎn)生不同的結(jié)果警医。這樣一來亿胸，在宇宙的發(fā)展史上，就逐漸產(chǎn)生越來越多的“世界”预皇。歷史只有一個侈玄，但世界有很多個！
我們設(shè)想一座“鈉大廈”深啤，在它的三樓拗馒，只有一位孤零零的房客住在3001房路星。而在相鄰的“氯大廈”的三樓溯街，則正好只有一間空房沒人入住(3122)。出于電子對熱鬧的向往洋丐，鈉大廈的那位孤獨者順理成章地決定搬遷到氯大廈中去填滿那個空白的房間呈昔，而其也受到了那里房客們的熱烈歡迎。這一舉動也促成了兩座大廈的聯(lián)誼友绝，形成了一個“食鹽社區(qū)”堤尾。
現(xiàn)在的問題已經(jīng)不再僅僅是光到底是粒子還是波，現(xiàn)在的問題還有電子到底是粒子還是波迁客，你和我到底是粒子還是波郭宝，這整個物質(zhì)世界到底是粒子還是波。
p和q就像一對前世冤家掷漱，它們?nèi)松幌嘁娬呈遥瑒尤鐓⑴c商，處在一種有你無我的狀態(tài)卜范。不管我們親近哪個衔统，都會同時急劇地疏遠(yuǎn)另一個。這種奇特的量被稱為“共軛量”海雪，我們以后會看到锦爵，這樣的量還有許多。
不過20世紀(jì)60年代末奥裸，有人想到了一種可能性：引力的能量是負(fù)數(shù)（因為引力是吸力险掀，假設(shè)無限遠(yuǎn)的勢能是0，那么當(dāng)物體靠近后因為引力做功使得其勢能為負(fù)值）湾宙，所以在短時間內(nèi)憑空生出的物質(zhì)能量樟氢，它們之間又可以形成引力場枝恋，其產(chǎn)生的負(fù)能量正好和它們本身抵消，使得總能量仍然保持為0嗡害，不破壞守恒定律焚碌。這樣，物質(zhì)就真的從一無所有中產(chǎn)生了霸妹。
許多人都相信十电，我們的宇宙本身就是通過這種機制產(chǎn)生的。量子效應(yīng)使得一小塊時空突然從根本沒有的時空中產(chǎn)生叹螟，然后因為各種力的作用鹃骂，它突然指數(shù)級地膨脹起來，在瞬間擴大到整個宇宙的尺度罢绽。MIT的科學(xué)家阿倫·古斯(Alan Guth)從這種想法出發(fā)畏线，創(chuàng)立了宇宙的“暴脹理論”(Inflation)。在宇宙創(chuàng)生的極早期良价，各塊空間都以難以想象的驚人速度暴脹寝殴，使得宇宙的總體積增大了許多許多倍。這就可以解釋為什么今天它的結(jié)構(gòu)在各個方向看來都是均勻同一的明垢。
停止?fàn)幷摪沈汲＃系壅娴臄S骰子！隨機性是世界的基石痊银，當(dāng)電子出現(xiàn)在這里時抵蚊，它是一個隨機的過程，并不需要有誰給它加上難以忍受的條條框框溯革。全世界的粒子和波現(xiàn)在都得到了解放贞绳，從牛頓到麥克斯韋寫好的劇本中掙扎出來，大口地呼吸自由空氣致稀。它們和觀測者玩捉迷藏冈闭，在他們背后融化成概率波彌散開去，神秘地互相滲透和干涉豺裆。當(dāng)觀測者回過頭去尋找它們拒秘，它們又快樂地現(xiàn)出原形，呈現(xiàn)出一個面貌等候在那里臭猜。這種游戲不至于過火躺酒，因為還有波動方程和不確定性原理在起著規(guī)則的作用。而統(tǒng)計規(guī)律則把微觀上的無法無天抹平成為宏觀上的井井有條蔑歌。
貓也在不停觀察著自己啊羹应。這的確是至關(guān)重要的區(qū)別，人有能力測量自己活著與否次屠，而貓不能园匹。意識這個字眼出現(xiàn)在物理學(xué)中雳刺。
只是赫茲卻沒有想到，他的這個決定在冥冥中忽然改變了許多事情裸违。他并不知道掖桦，自己已經(jīng)在電磁波的實驗中親手種下了一個幽靈的種子，而頂替他去柏林任教的那個人供汛，則會在一個命中注定的時刻把這個幽靈從沉睡中喚醒過來枪汪。在那之后，一切都改變了怔昨，在未來的30年間雀久，一些非常奇妙的事情會不斷地發(fā)生，徹底地重塑整個物理學(xué)的面貌趁舀。一場革命的序幕已經(jīng)在不知不覺中肖悄拉開赖捌，而我們的宇宙，也即將經(jīng)受 場暴風(fēng)雨般的洗禮矮烹，從而變得更加神秘莫測越庇，光怪陸離，震撼人心擂送。
如果站在一個比較高的高度來看歷史悦荒，一切事物都是遵循特定軌跡的，沒有無緣無故的事情嘹吨，也沒有不和常理的發(fā)展。在時代浪尖上弄潮的英雄人物境氢，其實都只是適合了那個時代的基本要求蟀拷，這才得到了屬于他們的無上榮耀。
換言之萍聊，不存在一個客觀的絕對的世界问芬。唯一存在的，就是我們能夠觀測到的世界寿桨。物理學(xué)的全部意義此衅，不在于它能夠揭示出自然“是什么”，而在于它能夠明確亭螟，關(guān)于自然我們能“說什么”挡鞍。沒有一個脫離于觀測而存在的“絕對自然”，只有我們和那些復(fù)雜的測量關(guān)系预烙，煕攘縱橫交錯墨微，構(gòu)成了這個令人心醉的宇宙的全部。測量是新物理學(xué)的核心扁掸，測量行為創(chuàng)造了整個世界翘县。
牛頓的體系閃耀著神圣不可侵犯的光輝最域，從誕生的那刻起便有著一種天上地下唯我獨尊的氣魄。麥克斯韋的方程組簡潔深刻锈麸，傾倒眾生镀脂，被譽為上帝譜寫的詩歌。愛因斯坦的相對論雖然是平民出身忘伞，但骨子里卻繼承著經(jīng)典體系的貴族優(yōu)雅氣質(zhì)狗热，它的光芒稍經(jīng)發(fā)掘后便立即照亮了整個時代。這些理論虑省，雖然也曾有磨難匿刮，但它們最后的成功都是近乎壓倒性的，天命所歸探颈，不可抗拒熟丸。而偉人們的個人天才和魅力，則更加為其抹上了高貴而驕傲的色彩伪节。但量子論卻不同光羞，量子論的成長史，更像是一部艱難的探索史怀大，其中的每一步纱兑，都充滿了陷阱、荊棘和迷霧化借。量子的誕生伴隨著巨大的陣痛潜慎，它的命運注定了將要起伏而多舛，甚至一直到今天蓖康，它還在與反對者們不懈地搏斗铐炫。量子論的思想是如此反叛和躁動，以至于它與生俱來地有著一種對抗權(quán)貴的平民風(fēng)格蒜焊；而它顯示出來的潛在力量又是如此地巨大而近乎無法控制倒信，這一切使得所有的人都對它懷有深深的懼意。
