上帝掷骰子吗？：量子物理史话（升级版）

元数据

上帝掷骰子吗？：量子物理史话（升级版）

• 
• 书名： 上帝掷骰子吗？：量子物理史话（升级版）
• 作者： 曹天元
• 简介： 本书回顾量子论从无到有发展的风云录，从18世纪开始，直到21世纪，一批科学巨人开始颠覆传统物理学大厦，为了宇宙的终极理论而战，大大改变了人类发展的历史。你会知道：1.用武侠小说般的语言，清晰勾勒量子物理发展风云录。2.量子究竟是什么，为什么说量子论是上帝在掷骰子？3.对双缝干涉实验、薛定谔的猫、量子纠缠、多重宇宙等硬核知识的生动解读。4.量子物理如何影响世界，量子计算机、量子通信……量子物理未来将有哪些应用。5.牛顿、普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、霍金……科学版的《人类群星闪耀时》，兼具科普、哲学、文学、传奇、探险故事、名人传记等多项功能。
• 出版时间 2019-06-01 00:00:00
• ISBN： 9787559630612
• 分类： 科学技术-科学科普
• 出版社： 北京联合出版公司

高亮划线

Preface 序

• 📌 如果要评选物理学发展史上最伟大的那些年代，那么有两个时期是一定会入选的：17世纪末和20世纪初。前者以牛顿《自然哲学之数学原理》的出版为标志，宣告了近代经典物理学的正式创立；而后者则为我们带来了相对论和量子论，并彻底推翻和重建了整个物理学体系

  • ⏱ 2022-04-14 15:25:24

• 📌 但是它被赋予的力量太过强大，以致连它的创造者本身都难以驾驭，连量子论的奠基人之一玻尔（Niels Bohr）都要说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”

  • ⏱ 2022-04-14 15:29:10

Part. 1

• 📌 原来电磁波一点都不神秘，我们平时见到的光就是电磁波的一种，只不过普通光的频率正好落在某一个范围内，而能够为我们的眼睛所感觉到罢了。 ^25622039-5-4121-4186
  • ⏱ 2022-04-14 15:38:41

Part. 2

• 📌 波动说认为，光不是一种物质粒子，而是由于介质的振动而产生的一种波。我们想象一下足球场上观众掀起的“人浪”：虽然每个观众只是简单地站起和坐下，并没有四处乱跑，但那个“浪头”却实实在在地环绕全场运动着，这个“浪头”就是一种波。

  • ⏱ 2022-04-14 15:51:53

• 📌 但是波动说巧妙地摆脱了这个难题：它假设了一种看不见摸不着的介质来实现光的传播，这种介质有一个十分响亮而让人印象深刻的名字，叫作“以太”（Aether）。

  • ⏱ 2022-04-14 15:52:20

Part. 3

• 📌 他驳斥了波动理论，质疑如果光和声音同样是波，为什么光无法像声音那样绕开障碍物前进 ^25622039-7-5188-5228
  • ⏱ 2022-04-14 16:17:16

Part. 5

• 📌 物理学的大厦从来都没有这样地金碧辉煌，令人叹为观止。牛顿的力学体系已经是如此雄伟壮观，现在麦克斯韦在它之上又构建起了同等规模的另一幢建筑，它的光辉灿烂让人几乎不敢仰视。电磁理论在数学上完美得难以置信，麦克斯韦最初的理论后来经赫兹等人的整理，提炼出一个极其优美的核心，也就是著名的麦氏方程组。它刚一问世，就被世人惊为天物，其表现出的简洁、深刻、对称使得每一个科学家都陶醉其中。

  • ⏱ 2022-04-14 16:43:41

• 📌 力、热、光、电、磁……一切的一切，都在人们的控制之中，而且所用的居然都是同一种手法。它是如此地行之有效，以致物理学家们开始相信，这个世界所有的基本原理都已经被发现了，物理学已经尽善尽美，它走到了自己的极限和尽头，再也不可能有任何突破性的进展了。

  • ⏱ 2022-04-14 16:44:59

Part. 1

• 📌 开尔文的这篇演讲名为《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》。当时已经76岁，白发苍苍的他用那特有的爱尔兰口音开始了发言，他的第一段话是这么说的：“动力学理论断言，热和光都是运动的方式。但现在这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽，显得黯然失色了……”

  • ⏱ 2022-04-14 16:52:30

• 📌 这两朵著名的乌云，分别指的是经典物理在光以太和麦克斯韦-玻尔兹曼能量均分学说上遇到的难题。再具体一些，指的就是人们在迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射研究中的困境。

  • ⏱ 2022-04-14 16:52:43

• 📌 我们在上面已经谈到了迈克尔逊-莫雷实验，这个实验的结果是如此地令人震惊，以致它的实验者在相当一段时期里都不敢相信自己结果的正确性。但正是这个否定的证据，最终使得“光以太”的概念寿终正寝，使相对论的诞生成为可能。这个实验的失败在物理史上却应该说是一个伟大的胜利，科学从来都是只相信事实的。

  • ⏱ 2022-04-14 17:30:54

Part. 2

• 📌 大家都知道，一个物体之所以看上去是白色的，那是因为它反射所有频率的光波；反之，如果看上去是黑色的，那是因为它吸收了所有频率的光波的缘故。

  • ⏱ 2022-04-14 17:55:28

• 📌 19世纪末，人们开始对黑体模型的热辐射问题发生兴趣。其实，很早的时候，人们就已经注意到，对不同的物体，热和辐射频率似乎有一定的对应关联。比如金属，有过生活经验的人都知道，要是我们把一块铁放在火上加热，那么到了一定温度的时候，它会变得暗红起来（其实在这之前有不可见的红外线辐射），温度再高些，它会变得橙黄，到了极度高温的时候，如果能想办法不让它汽化了，我们可以看到铁块将呈现蓝白色。也就是说，物体的辐射能量、频率和温度之间有着一定的函数关系（在天文学里，有“红巨星”和“蓝巨星”，前者呈暗红色，温度较低，通常属于老年恒星；而后者的温度极高，是年轻恒星的典范）。

  • ⏱ 2022-04-14 17:56:33

Part. 4

• 📌 必须假定，能量在发射和吸收的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。

  • ⏱ 2022-04-15 10:20:12

• 📌 这种连续性、平滑性的假设，是微积分的根本基础。

  • ⏱ 2022-04-15 10:21:46

• 📌 其中，E是单个量子的能量，ν是频率。h就是神秘的量子常数，以它的发现者命名，称为“普朗克常数”。它约等于6.626×10-27尔格/秒，也就是6.626×10-34焦耳/秒。这个值，正如我们以后将要看到的那样，原来竟是构成我们整个宇宙最为重要的三个基本物理常数之一（另两个是引力常数G和光速c）。

  • ⏱ 2022-04-15 10:24:04

Part. 2

• 📌 让我们再重温一下光电效应和电磁理论的不协调之处：电磁理论认为，光作为一种波动，它的强度代表了它的能量，增强光的强度应该能够打击出更高能量的电子。但实验表明，增加光的强度只能打击出更多数量的电子，而不能增加电子的能量。要打击出更高能量的电子，则必须提高照射光线的频率。

  • ⏱ 2022-04-15 11:09:43

• 📌 提高频率，提高频率。爱因斯坦突然灵光一闪：E=hν，提高频率，不正是提高单个量子的能量吗？而更高能量的量子，不正好能够打击出更高能量的电子吗？另外，提高光的强度，只是增加量子的数量罢了，所以相应的结果自然是打击出更多数量的电子！一切在突然之间，显得顺理成章起来

  • ⏱ 2022-04-15 11:09:57

• 📌 科学史上有两个年份，便符合“奇迹”的称谓，而它们又是和两个天才的名字紧紧相连的。这两年分别是1666年和1905年，那两个天才便是牛顿和爱因斯坦。

  • ⏱ 2022-04-15 11:14:11

• 📌 1666年，23岁的牛顿为了躲避瘟疫，回到乡下的老家度假。在那段日子里，他一个人独立完成了几项开天辟地的工作，包括发明了微积分（流数），完成了光分解的实验分析，以及对于万有引力定律的开创性思考[插图]。在那一年，他为数学、力学和光学三大学科分别打下了基础，而其中的任何一项工作，都足以让他名列有史以来最伟大的科学家之列。很难想象，一个人的思维何以能够在如此短的时间内涌动出如此多的灵感，人们只能用一个拉丁文annus mirabilis来表示这一年，也就是“奇迹年”[插图]。1905年的爱因斯坦也是这样，在专利局里蜗居的他在这一年写了6篇论文：3月18日，是我们上面提到过的关于光电效应的文章，成为量子论的奠基石之一。4月30日，关于测量分子大小的论文为他赢得了博士学位。5月11日和后来的12月19日，两篇关于布朗运动的论文，成为分子论的里程碑。6月30日，题为《论运动物体的电动力学》的论文，这个不起眼的题目后来被加上了一个如雷贯耳的名称，叫作“狭义相对论”，它的意义就不用我多说了。9月27日，关于物体惯性和能量的关系，这是狭义相对论的进一步说明，并且在其中提出了著名的质能方程E = mc2。

  • ⏱ 2022-04-15 11:14:34

Part. 2

• 📌 人们向这里涌来，充分地感受这里的自由气氛和玻尔的关怀，并形成一种富有激情、活力、乐观态度和进取心的学术精神，也就是后人所称道的“哥本哈根精神”。 ^25622039-24-5479-5551
  • ⏱ 2022-04-15 17:59:38

Part. 2

• 📌 在经典力学中，一个周期性的振动可以用数学方法分解成为一系列简谐振动的叠加，这个方法叫作傅里叶级数展开（Fourierseries），它在工程上有着极为重要的应用。

  • ⏱ 2022-04-18 17:33:37

• 📌 但是，海森堡现在开始对此表示怀疑。一个绝对的“能级”或者“频率”，有谁曾经观察到过这些物理量吗？没有，我们唯一可以观察的只有电子在能级之间跃迁时的“能级差”。如果说一种物理量无论如何也观察不到，那么我们凭什么把它高高供奉，当作理论的基础呢？玻尔的原子大厦就是建筑在这种流沙之上，所以终于摇摇欲坠。要拯救物理学，现在只有彻底抛弃那些幻想和臆猜，重新一步一个脚印地去寻找一块坚实的地基才行。

  • ⏱ 2022-04-18 17:35:33

Part. 3

• 📌 盖莫夫在书里说，目前数学只有一个大分支还没有派上用场（除了做做智力体操之外），那就是数论。不过盖莫夫说这话时却没有想到，随着计算机革命的到来，古老的数论已经以惊人的速度在现代社会中找到了它的位置，开始大显身手。基于大素数原理的加密、解密和数字签名算法（如著名的公钥算法RSA）已经成为电子安全不可缺少的部分 ^25622039-31-6616-6769
  • ⏱ 2022-04-18 17:46:35

Part. 4

• 📌 不过，对于当时其他的物理学家来说，海森堡的新体系无疑是一个怪物。矩阵这种冷冰冰的东西实在太不讲情面，不给人以任何想象的空间。人们一再追问，这里面的物理意义是什么？矩阵究竟是个什么东西？海森堡却始终护定他那让人沮丧的立场：所谓“意义”是不存在的，如果有的话，那数学就是一切“意义”所在。物理学是什么？就是从实验观测出发，并以庞大复杂的数学关系将它们联系起来的一门科学，如果说有什么“图像”能够让人们容易理解和记忆的话，那也是靠不住的。但是，不管怎么样，毕竟矩阵力学对大部分人来说都太陌生、太遥远了，而隐藏在它背后的深刻含义当时还远远没有被发掘出来。特别是p×q ≠ q×p，这究竟代表了什么，令人头痛不已。 ^25622039-32-2989-3291
  • ⏱ 2022-04-18 17:51:48

Part. 2

• 📌 事实上，我们追寻它们各自的家族史，发现它们都是从经典的哈密顿函数而来，只不过一个是从粒子的运动方程出发，另一个是从波动方程出发罢了。而光学和运动学早就已经在哈密顿本人的努力下被联系在了一起，这当真叫作“本是同根生”了。 ^25622039-36-1515-1624
  • ⏱ 2022-04-19 11:01:11

Part. 4

• 📌 “我不需要上帝这个假设。”拉普拉斯站在拿破仑面前说。这可以算科学上最光辉、最荣耀的时刻之一了，它把无边的自豪和骄傲播撒到每一个科学家的心中。不仅不需要上帝，拉普拉斯想象，假如我们有一个妖精或一个大智者，或者任何拥有足够智慧的人物，假如他能够了解在某一刻，这个宇宙所有分子的运动情况的话，那么他就可以从正反两个方向推演，从而得出宇宙在任意时刻的状态。对于这样的智者来说，没有什么过去和未来的分别，一切都历历在目。宇宙从它出生的那一刹那开始，就坠入了一个预定的轨道，它严格地按照物理定律发展，没有任何岔路可以走，一直到遇见它那注定的命运为止

  • ⏱ 2022-04-19 11:24:47

• 📌 矜持的决定论在20世纪首先遭到了量子论的严重挑战，随后混沌动力学的兴起使它彻底被打垮。现在我们已经知道，即使没有量子论把概率这一基本属性赋予自然界，就牛顿方程本身来说，许多系统也是极不稳定的，任何细小的干扰都能够对系统的发展造成极大的影响，差之毫厘，失之千里。这些干扰从本质上说是不可预测的，因此想凭借牛顿方程来预测整个系统从理论上说也是不可行的。典型的例子是长期的天气预报，大家可能都已经听说过洛伦兹（Edward Lorenz）著名的“蝴蝶效应”：哪怕一只蝴蝶轻微地扇动它的翅膀，也能给整个天气系统造成戏剧性的变化（好莱坞后来还以此为名拍了一部电影）。现在的天气预报也已经普遍改用概率性的说法，比如“明天的降水概率是20%”

  • ⏱ 2022-04-19 11:26:45

Part. 2

• 📌 在过去，所有的科学家都认为，无中生有是绝对不可能的。物质不能被凭空制造，能量也不能被凭空制造，遑论时空本身。但是不确定性原理的出现把这一切旧观念都摧枯拉朽一般地粉碎了。海森堡告诉我们，在极小的空间和极短的时间里，什么都是有可能发生的。因为我们对时间非常确定，所以反过来对能量就非常不确定，能量物质可以逃脱物理定律的束缚，自由自在地出现和消失。但是，这种自由的代价就是它只能限定在那一段极短的时间内，时刻一到，灰姑娘就会现出原形，这些神秘的物质能量便要消失，以维护质能守恒定律在大尺度上不被破坏。 ^25622039-42-5668-5948
  • ⏱ 2022-04-19 14:14:22

Part. 3

• 📌 怎么看，电子都没法不是个粒子；怎么看，电子都没法不是个波。

  • ⏱ 2022-04-19 14:22:18

• 📌 任何时候我们观察电子，它当然只能表现出一种属性，要么是粒子，要么是波。

  • ⏱ 2022-04-19 14:23:13

Part. 4

• 📌 我们试图探测电子在通过狭缝时的实际位置，可是只有粒子才有实际的位置。这实际上是我们施加的一种暗示，让电子早早地展现出粒子性

  • ⏱ 2022-04-19 14:29:07

• 📌 好吧，现在我视力良好，也不戴任何装置，看到马是白色的。那么，它当真是白色的吗？其实我说这话前，已经隐含了一个默认的观测方式：“用人类正常的肉眼，在普通光线下看来，马呈现出白色。”再技术化一点，人眼只能感受可见光，波长在400～760纳米，这些频段的光混合在一起才形成我们印象中的白色。所以我们论断的前提就是，在400～760纳米的光谱区感受马，它是白色的。

  • ⏱ 2022-04-19 14:30:29

• 📌 一点也不错，假如一个物理概念是无法测量的，它就是没有意义的。我们要时时刻刻注意，在量子论中观测者是和外部宇宙结合在一起的，它们之间现在已经没有明确的分界线，是一个整体。在经典理论中，我们脱离一个绝对客观的外部世界而存在，我们也许不了解这个世界的某些因素，但这不影响其客观性。可如今我们自己也已经融入这个世界了，对于这个物我合一的世界来说，任何东西都应该是可以测量和感知的。只有可观测的量才是存在的！

  • ⏱ 2022-04-19 14:41:50

• 📌 换言之，不存在一个客观的、绝对的世界。唯一存在的，就是我们能够观测到的世界。物理学的全部意义，不在于它能够揭示出自然“是什么”，而在于它能够明确，关于自然我们能“说什么”。没有一个脱离于观测而存在的“绝对自然”，只有我们和那些复杂的测量关系，熙熙攘攘纵横交错，构成了这个令人心醉的宇宙的全部。测量是新物理学的核心，测量行为创造了整个世界。

  • ⏱ 2022-04-19 14:44:52

• 📌 假设宇宙在创生初期膨胀得足够快，以致它的某些区域对我们来说是如此遥远，甚至从创生的一刹那以光速出发，至今也无法与它建立起任何沟通。宇宙年龄大概有138亿岁，任何信号传播最远的距离也不过138亿光年，那么，在距离我们138亿光年之外，有没有另一些“实在”的宇宙，虽然它们不可能和我们的宇宙之间有任何因果联系？

  • ⏱ 2022-04-19 14:46:22

• 📌 “138亿光年”这个距离称作“视界”

  • ⏱ 2022-04-19 14:54:46

• 📌 坚持这种实证主义，是现代科学区别于玄学、宗教最大的特征之一，说白了，就是要求“可检验”。

  • ⏱ 2022-04-19 14:55:11

Part. 5

• 📌 ，量子论革命的破坏力是相当惊人的。在概率解释、不确定性原理和互补原理这三大核心原理中，前两者摧毁了经典世界的（严格）因果性，互补原理和不确定性原理又合力捣毁了世界的（绝对）客观性。

  • ⏱ 2022-04-19 15:19:01

• 📌 哥本哈根解释的基本内容，全都围绕着三大核心原理而展开。我们在前面已经说到，首先，不确定性原理限制了我们对微观事物认识的极限，而这个极限也就是具有物理意义的一切。其次，因为存在观测者对于被观测物的不可避免的扰动，现在主体和客体世界必须被理解成一个不可分割的整体。没有一个孤立地存在于客观世界的“事物”（being），事实上一个纯粹的客观世界是没有的，任何事物都只有结合一个特定的观测手段，才谈得上具体意义。对象所表现出的形态，很大程度上取决于我们的观察方法。对同一个对象来说，这些表现形态可能是互相排斥的，但必须被同时用于这个对象的描述中，也就是互补原理。

  • ⏱ 2022-04-19 15:23:23

• 📌 奇怪，非常奇怪。为什么我们一观测，电子的波函数就开始坍缩了呢？

  • ⏱ 2022-04-19 15:26:21

Part. 1

• 📌 对于爱因斯坦来说，一个没有严格因果律的物理世界是不可想象的。物理规律应该统治一切，物理学应该简单明确：A导致了B, B导致了C, C导致了D。环环相扣，每一个事件都有来龙去脉，原因结果，而不依赖于什么“随机性”。 ^25622039-47-3542-3648
  • ⏱ 2022-04-19 15:31:57

Part. 4

• 📌 在量子论的引导下，科学显得如此朝气蓬勃，它的各个分支以火箭般的速度发展，给人类社会带来了伟大的技术革命。从半导体到核能，从激光到电子显微镜，从集成电路到分子生物学，量子论把它的光辉播撒到人类社会的每一个角落，成为有史以来在实用中最成功的物理理论 ^25622039-50-5372-5494
  • ⏱ 2022-04-19 16:46:24

Part. 1

• 📌 大家一定还对上一章困扰我们的测量问题记忆犹新：每当我们观测时，系统的波函数就坍缩了，按概率跳出来一个实际的结果，如果不观测，那它就按照方程严格发展。这是两种迥然不同的过程，后者是连续的，在数学上可逆的、完全确定的，而前者却是一个“坍缩”，它随机，不可逆，至今也不清楚内在的机制究竟是什么。这两种过程是如何转换的？是什么触动了波函数这种剧烈的变化？是“观测”吗？但是，我们这样讲的时候，用的语言是日常的、暧昧的、模棱两可的。我们一直理所当然地使用“观测”这个词语，却没有给它下一个精确的定义。什么样的行为算是一次“观测”？如果说睁开眼睛看算是一次观测，那么闭上眼睛用手去摸呢？用棍子去捅呢？用仪器记录呢？如果说人可以算是“观测者”，那么猫呢？一台计算机呢？一个盖革计数器又如何？ ^25622039-53-1669-2007
  • ⏱ 2022-04-19 17:50:09

Part. 2

• 📌 近几年来，在量子通信方面我们有了极大的突破，把一个未知的量子态原封不动地传输到第二者那里已经成为可能，而且事实上已经有许多具体协议的提出，这被称为“量子隐形传态”（Quantumteleportation）。

  • ⏱ 2022-04-20 10:37:02

• 📌 令人欣慰的是，我们现在已经知道量子论中有一个叫作“不可复制定理”（no cloning theorem,1982年Wootters, Zurek和Dieks提出）的原则规定：在传输量子态的同时，一定会毁掉原来那个原本。也就是说，量子态只能剪切+粘贴，不能复制+粘贴，这就阻止了两个“你”的出现。但问题是，如果把你“毁掉”，然后在另一个地方“重建”起来，你是否认为这还是“原来的你”？

  • ⏱ 2022-04-20 10:37:35

• 📌 而另一个推论就是：因为载体本身并不重要，载体所蕴藏的组合信息才是关键，所以“意识”本身并非要特定的物质基础才能呈现

  • ⏱ 2022-04-20 10:37:43

• 📌 对于许多实证主义者来说，答案或许是肯定的。在他们看来，意识只不过是某种复杂的模式结构，或者说，是在输入和输出之间进行的某种复杂算法。任何系统只要能够模拟这种算法，它就可以被合理地认为拥有意识。

  • ⏱ 2022-04-20 10:46:24

Part. 3

• 📌 这样一来，宇宙本身由一个有意识的观测者创造出来也不是什么不可能的事情。虽然从理论上说，宇宙已经演化了几百亿年，但某种“延迟”使得它直到被一个高级生物观察之后才成为确定。我们的观测行为本身参与了宇宙的创造过程！这就是所谓的“参与性宇宙”模型（The ParticipatoryUniverse）。宇宙本身没有一个确定的答案，而其中的生物参与了这个谜题答案的构建本身！ ^25622039-55-3982-4165
  • ⏱ 2022-04-20 11:34:27

Part. 3

• 📌 如何解释量子计算机那神奇的计算能力呢？德义奇声称，唯一的可能是它利用了多个宇宙把计算放在多个平行宇宙中同时进行，最后汇总那个结果。 ^25622039-61-7072-7137
  • ⏱ 2022-04-20 17:53:05

Part. 3

• 📌 而如果他想利用贝尔不等式，他就必须知道，另一边具体采取了什么观测手段，在哪一个方向上进行了观测，而这个信息仍然需要通过常规的方法来获取，因此不可能超过光速。所以，总的来说，量子纠缠并不违反相对论的原理，因为你无法利用这种“超光速”传递信息，并产生逻辑上的自我矛盾 ^25622039-67-6869-7000
  • ⏱ 2022-04-20 21:03:46

Part. 4

• 📌 。在概率的“频率主义派”（frequencists）看来，“单个事件”是没有概率的，讨论它的概率毫无意义。

  • ⏱ 2022-04-20 21:07:09

• 📌 就像那匹可怜的马，它是什么颜色，只取决于我们定义的观测方式（即系综），而并没有一个“实际的”颜色存在。人们煞费苦心，不断地搞出什么“坍缩”或者“多宇宙”之类的疯狂概念，完全只是庸人自扰，是在向风车宣战。只要承认单个事件没有物理属性，单个电子没有路径，单只薛定谔猫没有死活，那么一切麻烦自然也就不存在了！

  • ⏱ 2022-04-20 21:09:22

Part. 3

• 📌 抛开量子场论的胜利不谈，量子论在物理界的几乎每一个角落都激起激动人心的浪花，引发一连串美丽的涟漪。它深入固体物理中，使我们对于固体机械和热性质的认识产生了翻天覆地的变化，更打开了通向凝聚态物理这一崭新世界的大门。在它的指引下，我们才真正认识了电流的传导，使得对于半导体的研究成为可能，而最终带领我们走向微电子学的建立。它驾临分子物理领域，成功地解释了化学键和轨道杂化，从而开创了量子化学学科。如今我们关于化学的几乎一切知识，都建立在这个基础之上。而材料科学在插上了量子论的双翼之后，才真正展翅飞翔起来，开始深刻地影响社会的方方面面。在量子论的指引之下，我们认识了超导和超流，掌握了激光技术，造出了晶体管和集成电路，为整个新时代的来临真正做好了准备。量子论让我们得以一探原子内部那最为精细的奥秘，我们不但更加深刻地理解了电子和原子核之间的作用和关系，还进一步拆开原子核，领略到了大自然那更为令人惊叹的神奇。在浩瀚的星空之中，我们必须借助量子论才能把握恒星的命运会何去何从：当它们的燃料耗尽之后，它们会不可避免地向内坍缩，这时支撑起它们最后骨架的就是源自泡利不相容原理的一种简并压力。当电子简并压力足够抵挡坍缩时，恒星就演化为白矮星。要是电子被征服，而要靠中子出来抵抗时，恒星就变为中子星。最后，如果一切防线都被突破，那么它就不可避免地坍缩成一个黑洞。但即使黑洞也不是完全“黑”的，如果充分考虑量子不确定因素的影响，黑洞其实也会产生辐射而逐渐消失，这就是以其鼎鼎大名的发现者史蒂芬·霍金而命名的“霍金蒸发”过程。

  • ⏱ 2022-04-21 15:49:25

• 📌 量子论的出现彻底改变了世界的面貌，它比史上任何一种理论都引发了更多的技术革命。核能、计算机技术、新材料、能源技术、信息技术……这些都在根本上和量子论密切相关。牵强一点说，如果没有足够的关于弱相互作用力和晶体衍射的知识，DNA的双螺旋结构也就不会被发现，分子生物学也就无法建立，也就没有如今这般火热的生物技术革命。再牵强一点说，没有量子力学，也就不会有欧洲粒子物理中心（CERN），而没有CERN，也就没有互联网的www服务，更没有划时代的网络革命，而各位呢，也就很可能看不到我们的史话，呵呵

  • ⏱ 2022-04-21 11:05:53

Part. 4

• 📌 这样一来，我们的宇宙中就总共有4种相互作用力：引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。它们各自为政，互不管辖，遵守着不同的理论规则。

  • ⏱ 2022-04-21 11:07:32

• 📌 964年，我们的盖尔曼提出了一个如今家喻户晓的模型：每一个强子都可以进一步被分割为称为“夸克”（quark）的东西，它们通过交换“胶子”（gluon）来维持相互的作用力！

  • ⏱ 2022-04-21 11:10:05

读书笔记

Part. 2

划线评论

• 📌 引力波 ^16142247-7yDjL5qLj
  • 💭 在广义相对论里，引力波是时空的涟漪。当投掷石头到池塘里时，会在池塘表面产生涟漪，从石头入水的位置向外传播。当带质量物体呈加速度运动时，也会在时空产生涟漪，从带质量物体位置向外传播，这种时空的涟漪就是引力波
  • ⏱ 2022-04-19 14:15:47

本书评论