被爱因斯坦错过的理论

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你错了,爱因斯坦先生!(哲人石丛书第三辑:当代科普名著系列)

ISBN: 
978-7-5428-5336-3/N·835
出版日期: 
2012-03
开本: 
大32开
页码: 
171
定价(元): 
19.00
作者: 
哈拉尔德·弗里
译者: 
邢志忠 邢紫烟
  

        对绝大多数人而言,量子力学似乎是一门与日常生活毫不相干而且神秘莫测的学科,只有物理学家才能理解它的真谛以及它所描绘的量子世界。但事实并非如此。其实我们每个人都可以轻松地领会量子物理学的基本原理,并从中感知和欣赏那些存在于我们的视野之外、趣味横生的量子现象。

书评作者: 
郑丁葳
发布媒体: 
中国新闻出版报

        爱因斯坦最被人津津乐道的大约就是相对论和质能方程了,爱因斯坦对广义相对论极为痴迷,晚年的爱因斯坦全身心投入到引力和电磁力的统一理论。然而,物理学家们都知道,爱因斯坦的相对论并未打动诺贝尔奖评委们的心,他们更为感兴趣的是他在26岁时所做的关于光电效应的工作。究竟光电效应有何魅力,令这些瑞士人如此钟情?想知道答案的话就来看看《你错了,爱因斯坦先生》这本书吧!

        光究竟是个什么东西?这是物理学家们长期争论不休的话题,有的说是粒子,有的说是波,人们各执一词,公说公有理,婆说婆有理,谁都说服不了谁。当勒纳公布了他的光电效应实验之后,爱因斯坦敏锐地发现这个现象应该采用普朗克的量子理论进行解释,并且提出光是由微小粒子组成的,它的能量与光的频率有关。爱因斯坦的这个理论成功地解释了光电效应,为婴儿期的量子理论打了一剂强心针,为“粒子说”增加了一个砝码,也使人们对微观世界的认识前进了一大步。然而,遗憾的是,爱因斯坦对光量子的研究就此止步,正如这本书借由海森伯之口所说的:“您(爱因斯坦)创立了一个理论,如同给一个孩子当了‘父亲’,可您又遗弃了它——爱因斯坦先生,您不是个好‘父亲’啊!这个‘孩子’被其他人收养了,其中包括我本人(海森伯)以及泡利和薛定谔,尤其还有索末菲。”

        爱因斯坦止步于光电效应是有原因的,因为海森伯和薛定谔把量子理论带向了一个令人不安的世界,在他们的眼中,光既是波又是粒子,但是,如果你看到了光子,你就看不到光波;看到了光波,就看不到光粒子。也就是说:人们争吵了几千年,最终发现唯一的出路是和自己的敌人握手言和。还有一件更可怕的事情是:一切是不可预测的,连上帝也是靠掷骰子来规划这个世界的。电子没有轨迹,它在哪里出现纯粹出于偶然,人们只能说它有多大的概率在哪里出现,而我们这个世界的存在也是一个偶然的结果。如此一个世界,我们该何去何从?不仅爱因斯坦,相信还有无数人对此难以忍受,但是,与时光穿越不同的是,不确定理论早已被各种实验验证(如单光子实验),甚至投入到实际应用,如隧道显微镜和量子保密通讯。

        《你错了,爱因斯坦先生》这本书通过虚构物理学教授哈勒尔的一个梦境讲述量子力学的发展。在这个梦境中,牛顿、爱因斯坦、费恩曼、海森伯和哈勒尔齐聚柏林这个量子物理学的发源地讨论量子物理。牛顿对量子力学一无所知,他不断地提出各式各样的问题,在讨论中慢慢地也变成了一位量子物理学家。爱因斯坦则如其本人,难以接受量子力学,把量子力学区别于经典力学的关键点一一指出来。费恩曼作为量子力学的一代名师,与量子力学体系的创立者之一——海森伯一道,耐心地解释量子理论。哈勒尔则不时为他们补充一些量子力学的新进展。作者用通俗的语言,借由这些名家之口,把量子力学的发展历史、核心思想娓娓道来,为读者描绘出微观世界奇妙的景象。在作者看来,量子力学并非只有物理学家才能理解,而且也不局限于微观领域,他认为在现代社会,量子物理学至关重要,理应被公众所了解。

        其实,在我看来,量子力学不过是在换个视角看问题,难或不难,关键在于你的观念是否能够跟着调整,这与许多社会变革是一样的。