量子理论

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出版者:译林出版社
作者:[英国] 约翰•波尔金霍恩
出品人:
页数:240
译者:张用友
出版时间:2015-8
价格:25.00
装帧:平装
isbn号码:9787544755078
丛书系列:牛津通识读本
图书标签:
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  • 薛定谔方程
  • 观测效应
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具体描述

【著名物理学教授李淼推荐】

在物理学领域,量子理论是自牛顿以来最具革命性的发现。《量子理论》以简明的、非数学式的语言,剖析了一些奇异古怪又激动人心的观念,正是这些观念,使亚原子世界与我们的日常世界如此迥异。约翰•波尔金霍恩清晰而透彻地探讨了不确定性、不可预见性、波粒二象性以及悬而未决的测量问题等, 为量子理论这一物理学史上最伟大的发现、20世纪最杰出的智力成就之一揭开面纱。

《星辰轨迹:古典天文学的辉煌与迷思》 第一章:巴比伦的星辰颂歌——观测的肇始与历法的奠基 人类对头顶星空的凝视,是文明伊始最古老、最虔诚的仪式之一。本书的第一部分将带领读者回到美索不达米亚平原,探索古巴比伦文明在天文学领域所取得的惊人成就。他们并非仅仅是神话的编织者,更是严谨的记录者和计算者。 巴比伦天文学的基石在于其精确的观测与历法系统。公元前数个世纪,苏美尔和阿卡德的祭司们,凭借着肉眼和简单的工具,系统地记录了行星(“游走的星辰”)的运行轨迹、月相变化,以及日月食的周期。我们深入探讨了著名的《金牛座日食表》(Canon of Eclipses),揭示了其“沙罗斯周期”(Saros Cycle)的发现,这不仅是预测天文现象的重大突破,更是人类对时间与宇宙秩序理解的早期巅峰。 本章详细解析了巴比伦的“六十进制”系统如何渗透到他们的天文学计算中,以及他们如何构建出复杂但内在逻辑自洽的“本轮均轮”模型来描述太阳、月亮和五大行星的运动。重点剖析了这些早期模型如何服务于宗教祭祀和农业生产,以及这些知识如何通过贸易和文化交流,潜移默化地影响了后来的希腊哲学家。我们还将讨论巴比伦星占学的兴起,并非作为迷信,而是作为一种试图将宇宙规律与世俗事务联系起来的早期“宇宙哲学”。 第二章:希腊智慧的光芒——几何学的胜利与宇宙模型的构建 随着文明的演进,天文学的焦点转移至爱琴海沿岸,希腊的哲学家们将对天象的描述提升到了纯粹理性的高度。本章聚焦于希腊对“完美”宇宙秩序的追求,这使得几何学成为描述天体运动的唯一合法语言。 从泰勒斯提出的“水是万物之源”到毕达哥拉斯学派的“天体音乐”和“宇宙和谐论”,我们追溯了宇宙观的哲学基础。重点分析了柏拉图的“洞穴寓言”如何暗示了真实世界被隐藏在现象背后,以及欧多克索斯如何通过“同心球”理论,首次将行星的观测数据纳入一个精密的、基于纯粹几何学的三维模型中。 随后,我们将详述亚里士多德的“地上天体二分论”——可朽的地球与永恒不变的天球体系。这一哲学框架统治了西方思维近两千年。高潮部分聚焦于托勒密的《至大论》(Almagest)。我们详细解读了托勒密为了调和圆周运动的“完美性”与行星观测的实际不规则性,所引入的“本轮”、“均轮”与“偏心点”等复杂数学工具。这个模型不仅是人类历史上最成功的描述性天文学模型之一,更是精确预测行星位置的实践工具,展现了古典数学的强大威力。 第三章:伊斯兰黄金时代的继承与光辉 在欧洲中世纪早期,古典天文学的火种得以在伊斯兰世界的学者手中延续和发展。本章探讨了从公元八世纪开始的“智慧之家”运动,如何系统地翻译、整合并批判性地吸收了巴比伦和希腊的全部天文学知识。 我们考察了重要的天文台(如马拉盖和撒马尔罕),以及它们如何利用更精确的仪器(如大型星盘和象限仪)进行观测。重点分析了伊本·艾尔-海赛姆(Alhazen)在光学领域的贡献如何间接改进了天文仪器的精度。 本章的核心在于揭示伊斯兰天文学家对托勒密模型的“哥白尼式挑战”。例如,著名的“马腊盖反对派”——如伊本·沙蒂尔——如何通过引入等角(Parallelogram Law)来消除托勒密模型中的“偏心点”,从而构造出更符合观测且在几何上更优雅的系统。这些工作,尽管仍坚持地心说框架,却为后世的日心说提供了必要的数学工具和经验基础。 第四章:文艺复兴的曙光与日心说的艰难登场 本章将场景切换回十五世纪末的欧洲,探讨了中世纪晚期教会对宇宙模型的僵化解释与实际观测数据日益增长的矛盾。这种不协调催生了对新秩序的渴望。 我们详细描述了尼古拉·哥白尼的生平与思想背景,重点分析了他出版的《天体运行论》(De revolutionibus orbium coelestium)的核心论点:将太阳置于宇宙中心,并使地球成为一个绕日运行的行星。我们深入剖析了哥白尼模型提出的动机——简化(避免了托勒密复杂的均轮结构),而非仅仅是更精确(其早期的预测精度并未显著超越托勒密)。 随后,我们讨论了蒂柯·布拉赫在乌拉尼堡进行的空前精确的肉眼观测,这些数据成为打破一切旧有模型的关键。接着,我们将约翰内斯·开普勒如何利用蒂柯的遗留数据,经历了长期的挣扎,最终放弃了“完美的圆周运动”这一古老信条,提出了著名的行星运动三大定律——椭圆轨道、面积定律和周期定律。本章强调了开普勒工作的重要性:他用纯粹的数学和经验观察,第一次从根本上颠覆了亚里士多德-托勒密宇宙观的几何结构。 第五章:望远镜下的新宇宙——伽利略与机械论的兴起 十七世纪初,一项革命性的发明彻底改变了天文学的面貌:望远镜。本章聚焦于伽利略·伽利雷如何利用他改良的望远镜,将肉眼可见的宇宙边界无限拓展。 我们详尽分析了伽利略的发现:月球表面的不完美(山脉与陨石坑)、木星周围的四颗卫星(证明了并非所有天体都围绕地球运行)、金星的相位变化(直接驳斥了某些地心说模型)以及太阳黑子。这些观测被系统地记录在他的《星际使者》中。 本章讨论了伽利略如何将他的天文发现与支持日心说的机械论哲学相结合,强调了观察、实验和数学描述在自然哲学中的核心地位。同时,我们也探讨了这一转变在当时社会和神学领域引发的巨大震荡,以及科学共同体如何开始形成新的认识论标准,为后续的物理学革命奠定基础。 结语:古典时代的遗产 本书的总结部分将回顾自巴比伦至伽利略时代,天文学家们如何一步步从对天上“光点”的描述,发展到对宇宙结构与运动规律的精确建模。尽管他们所依赖的物理基础(如以太、完美天体)最终被新的理论所取代,但他们对精确观测的执着、对数学工具的运用,以及不断挑战既有宇宙观的勇气,构成了人类求知史上不可磨灭的辉煌篇章。他们的努力,共同铺设了通往更深层次宇宙理解的道路。

作者简介

约翰•波尔金霍恩 英国圣公会牧师,英国皇家学会会员。1968至1979年任剑桥大学数学物理学教授,后任皇后学院院长。因在科学、宗教、医学伦理等方面的杰出贡献,1997年被女王伊丽莎白二世封为爵士。著有《量子世界》(1986)、《一位物理学家的信仰》(1994)、《科学与神学》(1998)等。

目录信息

致谢
前言
1经典物理的缺陷
2曙光显现
3日益加深的困惑
4进一步发展
5相聚
6教训与价值
术语表
数学附录
索引
英文原文
· · · · · · (收起)

读后感

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激光与受激辐射,NAND闪存与隧穿,⋯量子力学是我们时代科技进步的火车头。以与实验数据的吻合程度而言,以QED为代表的量子力学是无与伦比的。 20世纪20年代尤其是1925年是量子理论的黄金时代。量子力学三大奠基人海森堡、薛定谔和狄拉克齐获物理诺奖。测不准原理、薛定谔方...  

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不可捉摸的现实 李淼/文 对于我们的世界,科学家有两套体系来解释。 第一套体系已经存在了300多年,这就是牛顿的力学体系,机械论。事实上,这套体系的核心概念至少存在了2000多年,从亚里士多德开始,认为世界像一个大钟一样一旦上紧了发条,就有条不紊地运行下去,直到...  

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激光与受激辐射,NAND闪存与隧穿,⋯量子力学是我们时代科技进步的火车头。以与实验数据的吻合程度而言,以QED为代表的量子力学是无与伦比的。 20世纪20年代尤其是1925年是量子理论的黄金时代。量子力学三大奠基人海森堡、薛定谔和狄拉克齐获物理诺奖。测不准原理、薛定谔方...  

用户评价

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阅读《量子理论》的过程,简直就像是在与一位博学的智者进行一场深入的对话。我一直对物理学抱有好奇心,但往往因为其抽象性而感到困扰。这本书的出现,无疑是给我打开了一扇新的窗户。作者的写作风格非常独特,他能够将那些极其复杂的概念,用一种既严谨又不失趣味的方式表达出来。例如,书中在解释“量子隧道效应”时,并没有简单地抛出概率公式,而是通过一个生动的场景,将一个粒子“穿过”一个能量壁垒的过程描绘得栩栩如生,仿佛就在眼前发生一样。这种如同小说般的叙述方式,让我在不知不觉中就沉浸其中,对量子世界的奥秘产生了浓厚的兴趣。我特别欣赏书中对“薛定谔的猫”这个思想实验的阐述,它不仅解释了量子叠加态的不可思议,更引发了我对现实与可能性的深刻思考。书中并没有给我一个明确的答案,而是鼓励我去探索,去质疑,去构建自己的理解。我喜欢这种开放式的探讨,它让我感觉自己不仅仅是在阅读,更是在参与一场思想的盛宴。此外,书中对量子力学发展史的回顾也相当精彩,那些伟大的物理学家们在探索未知领域的艰辛与智慧,都通过作者的文字得以淋漓尽致地展现。

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我必须承认,在阅读《量子理论》之前,我对量子世界的理解,充其量只能算得上是“雾里看花”。然而,这本书就像一束光,穿透了层层迷雾,让我看到了量子世界那令人着迷的真实面貌。作者的叙述方式非常独特,他没有一开始就用复杂的数学公式来“劝退”读者,而是从一些非常贴近我们日常经验的现象入手,然后逐渐将我们引入量子理论的核心。比如,在解释“量子叠加”时,他用到了“一枚未抛出的硬币”的比喻,这瞬间就让我理解了粒子在被观测前所处的状态。这种将抽象概念具体化的能力,是我非常欣赏的。更让我感到惊喜的是,这本书不仅仅是理论的堆砌,它还深入探讨了量子理论在现代科技中的应用,从量子计算机到量子加密,这些内容让我看到了量子力学在未来世界的巨大潜力。我喜欢书中那种探索未知的精神,它鼓励我去思考,去质疑,去发现。每一次阅读,都像是在进行一场智力上的探险,让我对世界的理解有了更深层次的认识。

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坦率地说,这本书的阅读过程,是一次对传统认知进行“重塑”的奇妙旅程。我一直对那些能够颠覆我们固有思维的科学理论充满兴趣,《量子理论》无疑满足了我的这份好奇心。作者的写作风格非常具有吸引力,他能够将那些看似高深莫测的量子概念,用一种非常生动、甚至带点哲学思辨的方式表达出来。例如,在讲解“波粒二象性”时,书中并没有简单地陈述“光既是粒子也是波”,而是通过对经典实验的细致剖析,让我们深刻理解了量子世界与宏观世界的本质区别。我尤其喜欢书中对“量子纠缠”的阐述,它通过“幽灵般的超距作用”来形容,这种极具画面感的描述,让我瞬间抓住了这个概念的核心。更让我赞赏的是,书中并没有回避量子力学中那些令人困惑的悖论,比如“哥本哈根诠释”的争议,而是鼓励读者自己去思考,去形成自己的理解。我喜欢这种开放式的探讨,它让我感觉自己不是在被动地接受知识,而是在主动地参与到这场关于宇宙本质的讨论中来。

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我必须坦承,《量子理论》这本书,在阅读过程中,如同一次智力的“洗礼”。我一直对那些能够颠覆我们固有认知的科学理论充满兴趣,而量子力学恰恰是其中最令人着迷的一支。作者的文笔非常细腻,他能够将那些极其抽象的量子概念,用一种非常贴近生活、甚至带点哲学思辨的方式娓娓道来。例如,在阐述“不确定性原理”时,书中并没有直接抛出那些晦涩难懂的数学公式,而是通过一个生动的场景,比如试图同时精确地测量一个快速移动的物体的速度和位置,让我们深刻地理解了观测行为本身对量子系统产生的必然影响。我特别欣赏书中对“量子纠缠”的描述,他用“鬼魅般的超距作用”来形容,这种极具画面感的语言,让我瞬间就抓住了这个概念的核心,并引发了更深层次的思考。更让我称赞的是,书中并没有回避量子力学中的一些争议性话题,比如“测量问题”的各种解释,而是鼓励读者自己去权衡和判断,去形成自己独立的见解。

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坦白说,在拿起《量子理论》这本书之前,我对量子物理的认知基本上停留在一些科幻电影里的碎片化概念,比如“粒子可以同时存在于多个地方”。然而,这本书彻底改变了我的看法。它并没有将我淹没在复杂的数学公式和专业术语的海洋里,而是以一种非常引人入胜的叙事方式,层层递进地揭示了量子世界的奥秘。我尤其被书中对“量子叠加”和“量子纠缠”的解释所吸引。作者运用了大量生动形象的比喻,比如将叠加态比作一枚旋转的硬币,在落地之前同时拥有正面和反面的可能,这种类比让我瞬间就抓住了核心概念。更让我着迷的是,书中的内容远不止于此,它深入探讨了这些概念在现实世界中的应用前景,从量子计算到量子通信,让我看到了量子理论不仅仅是理论上的奇思妙想,更是未来科技发展的强大驱动力。我喜欢书中那种鼓励探索的精神,它并没有给我一套僵化的理论,而是引导我去思考,去质疑,去发现。每一次阅读,都像是在进行一场智力探险,收获的不仅仅是知识,更是一种全新的思维方式。

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这本书的阅读体验,对我而言,是一次充满惊喜的探索。我一直认为,科学的魅力在于它能够解释我们周围的世界,并且不断挑战我们原有的认知边界,《量子理论》恰恰做到了这一点。它并没有试图将我变成一个量子物理学家,而是以一种非常友好的姿态,邀请我一同走进量子世界的奇妙之处。书中对“量子纠缠”的阐述,让我印象深刻。作者并没有简单地告诉我们“两个粒子之间存在一种神秘的关联”,而是通过形象的比喻,比如“心灵感应的双胞胎”,让我们直观地理解这种超越时空的联系。这种描述方式,让我在不经意间就爱上了这本书。更重要的是,它并没有回避量子理论中那些令人费解的方面,比如“测不准原理”和“概率波”。相反,作者用一种非常耐心和深入的方式,引导我们去思考这些概念背后的逻辑和哲学意义。我特别欣赏书中关于“测量对量子态的影响”的讨论,它让我明白,在量子世界里,观察者本身就是参与者,而不是一个被动的旁观者。这种颠覆性的观点,让我重新审视了我们与物质世界的互动方式。这本书就像一位循循善诱的老师,它不会给你标准答案,而是引导你思考,让你自己去发现其中的奥秘。每次读完一章,我都会陷入沉思,回味书中那些精彩的观点。

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《量子理论》这本书,给我带来的阅读体验,是一种深刻的“启迪”。我一直对那些能够挑战我们日常直觉的科学理论抱有浓厚的兴趣,而量子力学无疑是其中最令人着迷的一支。作者的写作风格非常独特,他能够将那些抽象而难以理解的量子概念,用一种非常生动、甚至带点文学色彩的方式表达出来。例如,在解释“量子叠加”时,书中用到了“一个同时处于两种状态的开关”的比喻,这种比喻让我瞬间就理解了粒子在被观测前,可以同时处于多种状态的可能性。这种将抽象概念具体化的能力,让我对这本书爱不释手。更让我感到惊喜的是,书中并没有止步于理论的阐述,而是深入探讨了量子理论在现代科技中的应用,从量子计算到量子通信,这些前沿技术让我看到了量子力学所蕴含的巨大潜力。我喜欢书中那种鼓励批判性思维和独立思考的精神,它让我感觉自己不是在被动地接受知识,而是在主动地参与到这场关于宇宙奥秘的探索中来,每一次阅读都像是发现一个全新的世界。

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《量子理论》这本书,成功地将我从一个对量子世界一知半解的“门外汉”,变成了一个充满好奇和探索欲的“学习者”。我一直对那些能够挑战我们日常直觉的科学理论抱有浓厚兴趣,而量子力学无疑是其中的集大成者。作者的写作风格非常独特,他善于运用生动形象的类比,将那些抽象而难以理解的量子概念,变得触手可及。例如,在解释“量子叠加态”时,书中用到了“一枚在空中旋转的硬币”的比喻,这种比喻让我瞬间就明白了粒子在被观测前,可以同时处于多种状态的可能性。这种将抽象概念具体化的能力,让我对这本书爱不释手。更让我感到惊喜的是,书中并没有止步于理论的阐述,而是深入探讨了量子理论在现代科技中的应用,从量子计算到量子通信,这些前沿技术让我看到了量子力学所蕴含的巨大潜力。我喜欢书中那种鼓励批判性思维和独立思考的精神,它让我感觉自己不是在被动地接受知识,而是在主动地参与到这场关于宇宙奥秘的探索中来。

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《量子理论》这本书,就像一个精心雕琢的艺术品,让我沉浸其中,久久不能自拔。我一直对那些能够颠覆我们日常认知的科学理论充满好奇,而量子力学无疑是其中的佼佼者。这本书没有让我失望,它以一种非常人性化的方式,将量子世界的奇妙展现在我的面前。我尤其欣赏作者在解释“量子不确定性原理”时所使用的语言。他并没有生硬地抛出“测量位置会影响动量”这样的论断,而是通过一个形象的比喻,比如试图同时看清一个快速移动的物体和它的运动速度,让我们深刻理解了观测本身对量子系统的影响。这种细腻的笔触,让我在不经意间就领悟了那些深邃的物理原理。这本书的结构也非常合理,它不仅仅是关于量子理论本身,还穿插了量子力学发展史上的重要里程碑和那些为之奋斗的伟大科学家们的故事。这让我在学习理论知识的同时,也感受到了人类探索未知世界的那种激情和毅力。我喜欢书中那种鼓励提问和质疑的态度,它让我感觉自己不是一个被动的接受者,而是一个积极的参与者,在与作者一同探索这个充满未知的领域。

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一本读起来就让我大脑飞速运转的书。我平时对科学,尤其是物理学,抱有浓厚的兴趣,但很多书籍往往会因为其内容的专业性或者叙述方式而让我望而却步。然而,《量子理论》这本书,在我翻开第一页的瞬间,就成功地抓住了我的注意力。它并没有直接抛出复杂的公式或者晦涩的定义,而是从一种更具启发性的角度切入,像是为我缓缓拉开了一扇通往全新世界的大门。作者的文字功底非常扎实,能够将那些抽象而难以理解的概念,通过生动的类比和引人入胜的叙述,变得触手可及。例如,在描述叠加态时,书中并没有止步于“粒子同时处于多种状态”这样一个简单的陈述,而是深入探讨了这种状态在现实世界中的体现,以及它如何颠覆了我们根深蒂固的经典物理直觉。读到这里,我仿佛置身于一个充满无限可能性的宇宙,每一个微小的粒子都蕴含着令人惊叹的神秘力量。这本书的结构也相当巧妙,循序渐进,每一步的讲解都建立在前一步的基础上,让我能够清晰地感受到知识的积累过程,而不是被突然抛入一片混沌之中。我尤其喜欢书中对实验的描述,那些曾经只存在于教科书上的名字,在作者的笔下重新焕发了生机,每一个实验都像是一个精彩的故事,讲述了人类是如何一步步揭开量子世界的面纱。总而言之,这本书不仅是一部关于量子理论的科普读物,更是一次智慧的启迪之旅,让我对世界的认知有了前所未有的拓展。

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间歇性沉迷物理世界(专业非物理)感觉目前科普世界最能缓解我的人生焦虑感= =曾耗费大精力,结结实实做了两年理科生,高中课程全部学完,也确实喜欢数理化生。一直感念物理老师送给我的金笔…但后来因必须回原籍高考,觉得拼不过南方从小各种数学奥赛物理竞赛的孩子,就从高一重新开始学了文(我的人生路径真是神奇…且还会继续…)此刻突然那么怨念了。都不算浪费。读此书也因发现各大领域包括文学和艺术都有涉及到量子理论。一直被双缝实验、波粒二象性、薛定谔的猫、上帝掷骰子等一知半解地虐…索性多了解些。不能说百分百看懂,但看到书里如何一步步推导给你看,有些环节真是让人惊叹振奋。原来我们的常识一直局限在态是彼此排斥而一切具有确定性的经典物理中,而在量子世界,态可混合叠加。平行的宇宙时空,是真的存在。再继续沉迷三四本就打住

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还是科学家写的科普读起来比较痛快,没有废话,没有抒情,直击要害。不是说诸如「上帝掷骰子吗」这样的文科生作品不好,只是动不动乌云啊闪电啊的,让人很出戏,总觉得下面是不是该收衣服了

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面向了解基本量子力学知识人群的科普书。一气呵成,非常好

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不可思议的世界!其实没太看懂,虽说是有关量子理论的最佳科普书了,对于文科出身的我来说,还是高深。

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