《双缝实验和量子力学》简介:
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诺贝尔奖得主、著名物理学家理查德·费曼曾说:“双缝实验包含了量子世界的全部奥秘。”
我们在中学物理课都会学到,一道光穿过两道狭缝后将会发生干涉形成明暗条纹,这就是众所周知的双缝实验。如果只让单个光子进入设备,光子竟然也会自己与自己发生干涉,在多次实验后同样形成明暗条纹。更神奇的是,一旦研究者试图探测光子到底通过了哪道狭缝,干涉条纹即刻就消失了,仿佛能感知到我们的意识一般。
托马斯·杨在19世纪早期设计了这个模型,以证明光像波一样运动,这与艾萨克·牛顿的粒子观点形成了鲜明的对比。近一个世纪后,阿尔伯特·爱因斯坦证明了光以量子或粒子的形式存在,这个实验成为爱因斯坦和尼尔斯·玻尔之间关于现实本质的激烈辩论的关键。可以说,双缝实验串起了人类对物质世界规律,乃至现实本质的探索。十年又十年,一个又一个假设,科学家们以这个实验为蓝本,回答了关于宇宙结构的越来越深的问题,它也催生了2022年诺贝尔物理学奖。
在这本书中,作者周游世界,穿越历史,深入探索了我们尚未了解的物质现实的最小尺度,为读者展现了一幅兼具科学与美感的画卷。
《双缝实验和量子力学》摘录:
历史一直把爱因斯坦和玻尔描绘成两位针锋相对的巨人,他们用各自高深的学识和智慧猛烈地攻击彼此。但这种故事往往忽略了两位学术巨擘对彼此的敬佩以及喜爱。爱因斯坦和玻尔相识于1920年4月,地点在柏林。玻尔给爱因斯坦留下了深刻的印象,于是在当年5月,爱因斯坦从美国给玻尔写了一封信,信的开头是这样的:“亲爱的玻尔先生:与您的会面是那流着奶与蜜的中立之地给予我的厚礼,它让我有了给您写这封信的天赐良机。在我的生活中,很少有人能像您一样,仅仅是出现在我面前就能让我高兴不已。我终于明白(保罗·)埃伦费斯特为什么这么喜欢您了。”玻尔在6月的回信中写道:“能认识您,并同您说话,是我迄今为止最棒的人生经历之一。” 这种惺惺相惜就是二人关系的基调,尽管他们对量子力学的认识存在严重分歧。 在布鲁塞尔举行的第五届索尔维会议上,爱因斯坦和玻尔以最真诚的态度向对方发起了友善的攻击。这是一场激烈的观点之争,类似的争论即便在科学界也十分罕见,它改变了我们对于自己在宇宙中应该居于何种地位的认识,也在日后被刻进了我们的文化记忆里。历史上有各种各样的争论,有的时候,持不同观点的双方相隔几个世纪,比如哥白尼,他在16世纪对希腊天文学家兼数学家托勒密认为地球位于太阳系中心的古老理论提出了质疑,哥白尼主张太阳才是太阳系的中心。有时,其中一方是孤军奋战,要靠一己之力对抗逐渐成形的新共识,比如在20世纪50年代,英国天文学家弗雷德·霍伊尔因主张宇宙稳恒态理论而逐渐陷入孤立无援的境地,而当时有越来越多的理论和证据表明宇宙起源于一次大爆炸,而且在不断地膨胀。还有些时候,参与争论的双方探讨的是科学进步本身,比如哲学家卡尔·波普尔和托马斯·库恩。爱因斯坦对现实的研究让波普尔印象深刻,他因此提出科学的进步是渐进式的:科学家为解释某种现象而提出一种理论,然后再竭尽全力对这种理论进行证伪。库恩则深受第五届索尔维会议上发生的事情的影响,他...
《双缝实验和量子力学》目录:
序言 大自然对我们的嘲弄 III
第1章 回顾双孔实验:理查德·费曼对中心谜题的解释 001
第2章 “存在”的意义是什么?:通向现实的道路:从哥本哈根到布鲁塞尔 017
第3章 现实与知觉:如何只用一个光子做双缝实验 047
第4章 神圣经文的启示:揭秘幽灵般的超距作用 075
第5章 擦除,还是不擦除:山顶实验带我们逼近真相089
第6章 博姆狂想曲:显而易见的本体以显而易见的方式演化 121
第7章 找到最大的薛定谔的猫:将时空引入量子理论 155
第8章 修复丑陋的伤疤:名为多重世界的药方181
后记 用不同的方式看待相同的事物? 213
注释 223
致谢 243
作者介绍 247
译者后记 249
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