量子力学，怪也不怪
- 书名：量子力学，怪也不怪
- 作者： 菲利普·鲍尔
- 格式：AZW3,EPUB,MOBI
- 时间：2024-12-19
- 评分：9
- ISBN：9787559845665
内容简介：
以人的尺度走进量子世界，探索数学形式背后的物理现实
作者简介：
菲利普·鲍尔（Philip Ball），物理学博士，化学学士，自由科普作家、播客人、BBC科学史栏目“科学的故事”出品人。曾任《自然》期刊编辑二十余年。创作领域覆盖科学、文化、艺术及其交叉领域。著有《分子》《如何制造一个人》《预知社会》等。
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最新评论：
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vicissitudes2023-12-18企图告诉我们量子力学究竟在研究什么，而非阐述复杂的量子力学公式，对真正进入量子力学研究很有帮助。
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珊珊2022-04-10真实世界深邃迷人，不正是因为它不按照严格的因果论运作嘛——晦涩和难以阐释，就是这世界本来的样貌~
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天蓝2022-10-16作为外行，表示想给这本书打六星，作者和译者各六颗。
最新书摘：
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闻夕felicity2022-08-31“波粒二象性”的提法早在量子力学刚刚诞生的时候就出现了，但它在帮助我们理解的同时也阻碍了我们的理解。爱因斯坦对波粒二象性的表达是，我们可以选择不同的语言来描述量子物体，但我们经常忘记，这一点恰恰是我们面临的困境：费力地去找合适的语言，并不等于就描述了语言背后的现实。量子物体并非有时是波，有时是粒子，像某个墙头草足球迷似的，根据上个星期的比赛结果来更换主队。量子物体就是它们自己，我们也没有理由假设“它们自己”会以任何有意义的方式取决于我们尝试如何去观察它们。我们唯一能说的只是，我们测量到的东西，有时表现得像我们在测量离散的小球状实体，而在另一些实验中看上去又有波的应有表现，如同在空气中传播的声波，或是海面上的大小涟漪。因此，“波粒二象性”一词指的根本不是量子物体本身，而是我们对实验结果的诠释，也就是我们在人类尺度下看待物体的方式。
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闻夕felicity2022-08-31热的物体会发出辐射。如果物体热到一定程度，其中一部分辐射会变成可见光：它们会变得“红热”，更热的话还变得“白热”。物理学家为这类发出辐射的物体发明了一种理想化的描述，称其为“黑体”——听起来有点违反常理，但这个名字只是表示物体会吸收落在它身上的所有辐射而已；这会让问题简单化，这样你只需要关注发出的辐射就行了。造出表现如同黑体的物体是可行的，热炉子中间的一个洞就有这个效果。要测量它们在不同的光波长处辐射了多少能量也不难。但利用热的物体，即辐射源中的振动模式来解释测量结果，却不简单。对黑体辐射的解释，依赖于热能在多种振动模式之间如何分布，这属于热力学范畴，这个领域研究的就是热与能量如何相互转换。我们现在可以把黑体的振动等同于组成它们的原子的振荡，但在普朗克研究这个问题的19世纪末，人们还没有发现原子存在的直接证据，因此普朗克对黑体中的振动单元即“振子”（oscillator）的描述很含糊。普朗克做的事情看似无伤大雅。他发现，只要假设振子的能量不能取任意值，其取值只能落在与振子频率成正比的特定大小的区块，即“（能）量子”（quantum）之上，那么热力学理论预测的黑体辐射就能与实验结果相吻合。换句话说，如果一个振子的频率为f，它的能量就只能是f的整数倍再乘以一个常数h（今称“普朗克常数”），可以是hf、2hf、3hf等，但不能取它们之间的值。这意味着，每个振子在连续的能态之间移动时，只能发射（或吸收）频率为f的离散能量“小份”。介绍量子力学发展的故事经常会说普朗克采取这一方法是为了避免“紫外灾变”：经典物理学预测，热物体随着波长变短（即越发靠近可见光光谱的紫外一端）会发射出更多的能量，这意味着，根据热物体会在所有的振动模式之间均分能量的假设，它会发出无穷多的能量——这当然是不可能的。普朗克的“（能）量子假说”通过规定振子不能取任意频率，确实避免了这个麻烦的结果，然而这...
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闻夕felicity2022-08-31从实际的角度讲，量子力学和经典力学的差异确实体现在尺度上，但后文将解释，这是因为当物体变得有网球这么大时，量子规则就会“密谋”让物体产生经典式的行为。大小差别的意义主要不在于物体的行为，而在于我们的感知。因为我们人类并没有感知量子行为的能力，只能感知到其有限的经典形式，因此面对量子现象我们无法产生直觉。这很可能是问题的一个重要方面；还有其他的原因，我们会在后文继续解释。萨斯坎德认为，量子力学与经典力学的关键差异如下：·量子物理学对物体的“抽象”——即如何将物体用数学的形式表示出来，以及不同的表现形式在逻辑上如何相关——与经典力学不同。·在量子物理学中，系统的状态与对其测量的结果之间的关系与经典力学中不同。对于前一条，我们还无须担心，就把抽象方式的差异看作物理学概念与文学理论的概念或宏观经济学概念的差异即可，这没什么大不了的。真正需要担心的是第二条。从某种意义上讲，量子理论所有的反直觉本质（我十分努力地不用“怪”这个词）都浓缩在了这一条里。讨论系统的状态和对系统的测量之间的关系，是什么意思呢？这个表述颇为怪异，因为这一关系过于稀松平常，一般我们根本不会想到它。如果一个网球的状态是，它在空中以100英里每小时（mph）的速度飞过，我去测量它的速度，那么测到的值就是100 mph。这一测量过程告诉了我这个球的运动状态。当然，测量的精确性有其限度，我可能得说球的速度是100±1 mph，但这只是跟测量仪器有关的问题，测量的精确度大可以提升。因此，说这个网球以100 mph的速度飞过，然后我测量了它，完全没有问题。“速度为100 mph”是网球的一个事先存在的属性，通过测量我就可以确定这一属性。我们肯定不会认为正是因为我测量了它，它才以100 mph的速度飞过，这可说不通。但在量子理论中，我们恰恰必须做这样的陈述。我们无法不去问这意味着什么，而争论也就自此开启。后面...
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