那些天真的科学怪人们(图)

时间:2021-06-25来源:未知作者:admin点击:
一提到量子力学,一般人都会觉得这是一项高深莫测、常人无法理解的活动。什么测不准原理,量子隧道效应,那只不知死活的薛定谔之猫,还有各种令人生畏的公式 是什么因素让一群

  一提到“量子力学”,一般人都会觉得这是一项高深莫测、常人无法理解的活动。什么测不准原理,量子隧道效应,那只不知死活的薛定谔之猫,还有各种令人生畏的公式……

  是什么因素让一群科学怪才,二十出头就做出了卓越的科学贡献,改写了人类的历史。《宇宙的精灵—通俗量子力学史》一书正想回答这个问题。

  正如作者在序言中所表示的,外行亦可以欣赏科学,将回顾量子力学的历史描绘成一次组团旅行—由作者做导游来为我们指点迷津。读罢此书,诚如作者所说,这的确是一次畅快的旅行,“意趣盎然”且“惊心动魄”。

  书大致可以分为两部分,第一部分讲量子力学基本理论的构建,第二部分是运用量子力学理论对极小(原子)与极大(宇宙)世界的研究。量子力学理论的构建被作者比作一个国家的诞生。首先是在19世纪末,两朵“乌云”(以太问题和黑体辐射问题)引发经典物理学体系的危机,普朗克、爱因斯坦、玻尔三人率先揭竿而起,引入“量子”的概念;接下来是由海森堡、泡利和波恩等为代表的矩阵力学,和由德布罗意与薛定谔为代表的波动力学两派的建立,引起内部政权割据;随后虽然狄拉克方程的数学基础统一了两者,但在物理本质上科学家依然争论不休;最后以玻尔为首的物理学家遵照波函数概率解释、不确定性原理和互补原理这三条新的原则建立起量子力学的“哥本哈根解释”,完成了理论界的大一统。

  书中不乏精彩情节,如对于泡利不相容原理,EPR悖论等科学理论与科学假设的描述简明生动,偶尔用到的数学知识也很浅显。当然,本书并不意在普及量子力学的理论,而在其历史。对人物的刻画在我看来也是书中最精彩的部分。各章节的内容大致都是以一位物理学家为主角展开,像讲故事一样,由出生开始,再到他们成长的环境、教育背景,以及作出科学贡献的具体经过。于是,我们得以熟识普朗克、爱因斯坦、狄拉克、泡利、薛定谔、海森堡、玻尔……一系列闪亮的科学明星。

  他们并不是整日沉湎于书本与理论的科学怪人,也不是一群高尚无私、为国献身的圣人,若抛去科学领域的光环,其实是一群性格各异的普通人。他们能超脱于纷扰的日常,从事自己热爱的研究,能像孩童充满天真的想象,保持对世界的好奇。

  这本书证明一点,外行的确是可以欣赏科学的!虽然依然体会不了薛定谔公式的“优美”,但是没关系,读者能感觉到思想实验的精妙与科学探索之路的跌宕曲折。量子力学背后的哲学思想十分诡异,许多研究量子力学的物理学家都未必都接受,何况于我呢。当然,许多科学理论常常是反直观的,这时更需要有人勇于打破思维惯性。

  量子力学的奠基者多半是风华正茂的年轻人,作者在书里对他们天才的创造力予以了毫不吝啬的赞美。但同样令我感动的是他们的师长,如卢瑟福、玻尔、玻恩等。他们爱护学生,不以己为权威,他们所创造出的宽容、开明、平等的氛围,使众多的年轻学子受益。