史上最好懂 量子物理史话：上帝掷骰子吗？ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　◎开创科普类书写新风格！最有趣的物理小说！科普学者一致赞誉！
　　「不过，西元1927年这场华山论剑，爱因斯坦终究输了一招。并非剑术不精，实乃内力不足。」──曹天元Capo

　　你能想像有人这样写量子力学史论吗？全世界最天才和最大胆的物理学大师们，在科学界的巅峰盛会聚首一堂时，那会是怎样的情景呢？本书作者以新生代观点，将一场又一场国际物理学大会描写成武林大会般腥风血雨的论战不断，科学巨擘爱因斯坦就像是雄霸武林盟主宝座多年的大宗师，而新成立的量子论正如一个江湖新门派，让许多物理高手如波耳、海森堡、包立纷纷投到门下，一再挑战爱因斯坦古典物理学的盟主之位……引来更多的论证及反击：

　　‧诺贝尔物理 得主波耳──「爱因斯坦，别指挥上帝应该怎么做！」
　　‧《时间简史》作者霍金博士──「上帝不但掷骰子，他还把骰子掷到我们看不见的地方去！」

　　◎娱乐化的科学历史！
　　说起名留历史的科学家们，往往只是教科书上死板板的名词，但本书作者以最人性化的笔法描写，每位科学巨擘的性格鲜明，跃然纸上，像是：小器又斤斤计较的牛顿怎么成为科学巨人；量子的创始人普朗克却被自己离经叛道的思想深深困扰，变得畏缩不前；一头乱发仍掩不住眼中坚决的爱因斯坦，如何力抗量子论的历史洪流……

　　◎量子理论的演义故事！一部量子物理史话，就像一部高潮迭起的武侠小说！
　　二十世纪初量子理论才被发现并且发扬光大，更造就不少物理科学家练就成名绝技而历史留名。本书作者以活泼的说书方式，将历届国际物理学大会描写成宛如一场又一场的武林大会，呈现这些伟大科学家们如戏般的人生故事，建构出科学界精彩绝伦的历史演义故事。

　　本书作者将历届国际物理学大会描写成宛如一场又一场的武林大会，物理学大师们不断提出新论挑战盟主，在激烈的论战中屡败屡战，终成一代宗师。一部量子物理史话，就像一部高潮迭起的武侠小说，每一位科学巨擘的性格鲜明，跃然纸上，栩栩如生。

　　本书适合任何有中学基本物理概念的读者。只要对科学和历史有一点兴趣，我们都诚邀你同行。或许，你将收获一次人生中难得的奇妙体验。

得奖纪录

　　●网路书店科普类书籍销售第一名                                   
　　●「吴大猷科普奖」佳作
　　●浪论坛年度鉅作
　　●「科学时报读书盃」最佳科普创作奖

好平推荐

　　生动的比喻，丰富的八卦，让艰涩的量子力学显得平易近人！------Kava
　　如果不是作者以武侠高手对决的方式来描述量子科学的发展，恐怕我是没有耐心将这部史话看完的。------flyisland
　　有趣味才能科普。------博士客
　　如果我们在学校上的物理课能如这本书一般精彩，我想我对物理的兴趣要大得多，成绩也会好很多。
　　(以上资料取自豆瓣网)    
 

《宇宙的奥秘：从牛顿到爱因斯坦的科学革命之路》 内容简介 本书将带你踏上一段跨越时空的壮丽旅程，探索人类理解自然世界方式的深刻变革。这不是一部纯粹的物理教科书，而是一部关于思想、冲突与发现的史诗，聚焦于经典物理学如何从诞生到达到巅峰，以及最终面临的严峻挑战。我们将详细描绘那些塑造了我们现代世界观的伟大心灵及其背后的故事。 第一部：奠基者——力学的辉煌时代 第一章：天体运动的和谐之歌 故事始于对天空的敬畏与探索。本章将追溯人类对行星运动的早期观测，从托勒密的宇宙模型到哥白尼的日心说革命。重点介绍第谷·布拉赫的精确观测数据，以及开普勒如何从这些数据中提炼出描述行星运动的三大定律。我们将深入探讨这些定律的数学美感及其对传统宇宙观的颠覆意义。 第二章：万有引力的宏伟构建 艾萨克·牛顿的出现标志着经典物理学的里程碑。本章将细致阐述牛顿的《自然哲学的数学原理》，重点解析他的三大运动定律和万有引力定律。我们将探讨这些定律如何首次将地球上的运动规律与天体的运行统一起来，建立起一个宏大、精确且完全可预测的机械宇宙图像。本章还会涉及微积分的诞生及其在解决物理问题中的核心作用，以及牛顿与莱布尼茨之间关于优先权的争论对科学界的影响。 第三章：光的本质与热的探索 在牛顿时代，关于光的本质的争论从未停止。本章将回顾波动说和微粒说的交锋，以及惠更斯在波动光学方面做出的贡献。随后，我们将转向对热现象的理解，从燃素说到热功当量的确立，展现科学家们如何通过严谨的实验来量化不可见的能量形式。 第四章：电磁学的统一 十八世纪末至十九世纪中叶，物理学迎来了又一次的辉煌高潮。本章将追溯法拉第在电磁感应方面的开创性工作，这些直观的实验如何预示着自然界中电与磁的内在联系。随后，我们将重点剖 আভ্যন্তরীণ詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的理论工作——电磁场方程组的建立。麦克斯韦的方程不仅统一了电学、磁学和光学，还预言了电磁波的存在，为无线电通信奠定了理论基础。此时，经典物理学似乎已臻完美，描绘了一个完全确定、可预测的宏伟机器。 第二部：十九世纪末的阴影与裂痕 第五章：经典物理学的自满与挑战 进入十九世纪末，物理学家们普遍认为，除了完善测量精度外，已无太多重要发现可言。然而，一些微小的实验异常开始显露出这完美大厦的裂痕。本章将探讨当时科学界对“以太”的执着，以及为了解释光在不同介质中的传播速度而提出的各种假设。我们将介绍黑体辐射问题，这是一个看似简单，却困扰了当时所有顶尖物理学家的难题。能量的连续性假设在解释高温辐射光谱时遭遇的根本性失败，为即将到来的革命埋下了伏笔。 第六章：不可测量的世界——原子与分子的新视角 本章将审视分子运动论在解释气体性质上的成功，以及通过布朗运动实验对原子和分子真实存在的最终确认。同时，我们也回顾电子的发现，这一电荷的基本单位的确认，揭示了物质结构比想象中要复杂得多。我们还将探讨化学元素周期表的建立，它预示着物质世界存在着更深层次的组织规律，等待着被揭示。 第三章：新世纪的曙光与旧秩序的崩塌 第七章：时间和空间的相对性重构 迈克尔逊-莫雷实验的“零结果”是物理学史上最富戏剧性的事件之一。本章将详细分析这一实验如何彻底动摇了牛顿绝对时空观的基础，以及光速不变原理的提出。随后，我们将深入探索爱因斯坦的狭义相对论。重点解释洛伦兹变换、时间膨胀和长度收缩的概念，以及质能等价关系（$E=mc^2$）的革命性意义。狭义相对论以一种惊人的简洁性，重塑了我们对时间和空间的基本认知，它们不再是背景舞台，而是与物质和能量交织在一起的动态实体。 第八章：引力的几何化——广义相对论的诞生 牛顿的引力定律虽然极其精确，但它无法解释引力如何“传播”。本章将聚焦于爱因斯坦十年的艰苦探索，最终导向广义相对论。我们将解析等效原理，即引力与加速度的不可区分性。最终，我们将阐释广义相对论的核心思想：引力并非一种力，而是由物质和能量引起的时空弯曲。本章将介绍如何用黎曼几何来描述这种弯曲，并讨论水星轨道的近日点进动等经典验证，以及爱因斯坦方程的深远哲学影响——宇宙不再是一个静态的背景，而是由其内部的物质所塑造的动态结构。 结语：科学的边界与永恒的探索 本书的终章将回顾从伽利略到爱因斯坦的科学征程，强调科学进步的本质在于不断地自我修正和对既有知识的质疑。经典物理学并非被“推翻”，而是被纳入了一个更宏大、更精确的框架之中。我们看到了人类理性如何通过数学语言来洞察宇宙的深层结构，理解世界是如何从简单的机械运动发展到复杂的时空几何。这段历史告诉我们，对未知的好奇心，才是驱动人类文明前行的不竭动力。 适合读者 本书面向所有对科学史、思想史和宇宙探索抱有浓厚兴趣的读者。无论您是否拥有深厚的物理学背景，本书都旨在以清晰、富有叙事性的方式，呈现科学巨匠们的思想火花、他们所处的时代背景，以及他们如何一步步揭开宇宙面纱的伟大历程。它将是一次深入了解塑造我们现代科学世界观的重大理论变革的绝佳入门。

作者简介

曹天元Capo

　　1981年生，大学在很多地方待过，学的专业也涉及很多方面，主要是生物化学和电子工程。2003年开始于新浪论坛连载《上帝掷骰子吗？──量子物理史话》，演义式的科学故事呈现手法在网路上广获好评，开创科普书写作新风格。
 

第一章　黄金时代
第二章　乌云
第三章　火流星
第四章　白云深处
第五章　曙光
第六章　殊途同归
第七章　不确定性
第八章　决战
第九章　歧途
第十章　回归经典
第十一章　不等式的判决
第十二章　新探险
尾声
外一篇　海森堡和德国原子弹计划
后记
参考资料

序

　　如果要评选物理学发展史上最伟大的那些年代，那么有两个时期是一定会入选的──17世纪末和20世纪初。前者以牛顿《自然哲学之数学原理》的出版为标志，宣告了近代经典物理学的正式创立；而后者则为我们带来了相对论和量子，并彻底地推翻和重建了整个物理学体系。所不同的是，今天当我们再次谈论起牛顿的时代，心中更多的已经只是对那段光辉岁月的怀旧和祭奠，而相对论和量子论却仍然深深地影响和困扰着我们至今，就像两颗青涩的橄榄，嚼得越久，反而更加滋味无穷。

　　我在这里要说的是量子论的故事。这个故事更像一个传奇，由一个不起眼的线索开始，曲径通幽，渐渐地落英缤纷，乱花迷眼，正在没个头绪处，突然间峰回路转，天地开阔，如河出伏流，一泻汪洋。然而还未来得及一览美景，转眼又大起大落，误入白云深处不知归路……量子力学的发展史是物理学上最激动人心的篇章，我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌，却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生。我们会看到最革命的思潮席卷大地，带来了让人惊骇的电闪雷鸣，同时却又展现出震撼人心的美丽。我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来，却更坚定了对胜利的信念。

　　量子理论是一个极为复杂又难解的谜题。她像一个神秘的少女，我们天天与她相见，却始终无法猜透她的内心世界。今天，我们的现代文明，从电脑到镭射，从核能到生物技术，几乎没有哪个领域不依赖量子论。但量子论究竟意味着什么？这个问题至今依然难以回答。在自然哲学观上，量子论带给我们前所未有的冲击和震动，甚至改变了整个物理世界的基本思想。它的观念是如此具革命性，乃至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。现代文明的繁盛是理性的胜利，而量子论无疑是理性的最高成就之一，但是它被赋予的力量太过强大，以致连它的创造者本身都难以驾驭，以致量子论的奠基人之──波耳（Niels Bohr）都要说：「如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。」

　　掐指算来，量子概念的诞生已经超过整整一百年，但不可思议的是，它的一些基本思想却至今不为普通的大众所熟知。那么，就让我们再次回到那个伟大的年代，去回顾一下那场史诗般壮丽的革命吧！我们将沿着量子论当年走过的道路展开这次探险，我们将和20世纪最伟大的物理天才们同行，去亲身体验一下他们当年曾经历过的那些困惑、激动、恐惧、狂喜和震惊。这注定会是一次奇妙的旅程，我们将穿越幽深的森林和广袤的沙漠，飞越迷雾重重的崃谷和惊涛骇浪的狂潮。你也许会感到晕眩，可是请务必跟紧我的步伐，不要随意观光而脱队，否则很有可能陷入沼泽中无法自拔。请记住我的警告。

　　不过现在，已经没时间考虑这么多了。请大家坐好，系好安全带，我们的旅程开始了。
 

玻尔和海森堡分别被叫来写一个关于车费的说明贴在车子里让人参考。玻尔欣然同意了，他说：这个问题很简单，车费问题实际上就是两个站之间的距离问题，我们只要把每一个站的位置状况写出来，那么乘客们就能够一目了然了。于是他就假设，A站的座标是0，从而推出：B站的座标是1，C站的座标是1.5，D站的座标是2.5，而E站的座标是4.5。这就行了，玻尔说，车费就是起点站的座标减掉终点站的座标的绝对值，我们的「座标」，实际上可以看成一种「车费能级」，所有的情况都完全可以包含在下面这个表格里：
 
这便是一种经典的解法，每一个车站都被假设具有某种绝对的「车费能级」，就像原子中电子的每个轨道都被假设具有某种特定的能级一样。所有的车费，不管是从哪个站到哪个站，都可以用这个单一的变数来解决，这是一个一维的传统表格，完全可以表达为一个普通的公式。这也是所有物理问题的传统解法。
 
现在，海森堡说话了。不对，海森堡争辩说，这个思路有一个根本性的错误，那就是，作为一个乘客来说，他完全无法意识，也根本不可能观察到某个车站的「绝对座标」是什么。比如我从C站乘车到D站，无论怎么样我也无法观察到「C站的座标是1.5」，或者「D站的座标是2.5」这个结论。作为我——乘客来说，我所能惟一观察和体会到的，就是「从C站到达D站要花1块钱」，这才是最确凿，最坚实的东西。我们的车费规则，只能以这样的事实为基础，而不该用不可观察的所谓「座标」，或者「能级」。
 
这里面，横坐标是起点站，纵坐标是终点站。现在这张表格里的每一个数位都是实实在在可以观测和检验的了。比如第一行第三列的那个1.5，它的横坐标是A，表明从A站出发。它的纵坐标是C，表明到C站下车。那么，只要某个乘客真正从A站坐到了C站，他就可以证实这个数字是正确的：这个旅途的确需要1.5块车费。
 
海森堡的表格和玻尔的不同，它没有做任何假设和推论，不包含任何不可观察的资料。但作为代价，它採纳了一种二维的庞大结构，每个资料都要用横坐标和纵坐标两个变数来表示。正如我们不能用 ，而必须用 来表示电子频率一样。更关键的是，海森堡争辩说，所有的物理规则，也要按照这种表格的方式来改写。

评分☆☆☆☆☆

我一直对宇宙的奥秘着迷，但对物理学却一直有些敬畏，觉得那些深奥的公式和理论离我太遥远。直到我看到这本书的名字，才觉得有希望打破这种隔阂。我希望这本书能够像一位耐心的老师，用最通俗易懂的方式，把我带入量子物理的世界。我不需要掌握复杂的数学推导，但我希望能够理解那些核心的概念，比如量子叠加、量子纠缠，以及它们是如何颠覆我们日常的认知。我特别期待这本书能够讲述那些推动量子物理发展的历史故事，那些伟大的科学家们是如何一步步探索未知，他们的思想火花是如何碰撞，他们的实验又是如何一步步验证那些看似不可思议的理论。我希望能够通过这本书，了解量子力学是如何从一个令人困惑的现象，发展成为现代物理学的基石，并且它又是如何深刻地影响了我们今天的生活，比如激光、半导体、核能等等。我希望这本书能够激发我对科学更浓厚的兴趣，并且让我能够用一种全新的、更开放的视角来看待这个充满奇迹的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

我一直对宇宙的起源和演化充满了好奇，尤其是那些关于时间和空间本质的讨论，总是让我浮想联翩。这本书的副标题“上帝掷骰子吗？”更是直击了我内心深处对概率和宿命的哲学思考。我一直觉得，科学不应该仅仅是冷冰冰的公式和实验，它更应该能够触及到我们对生命、对宇宙的终极疑问。所以，我非常期待这本书能够深入探讨量子力学的概率性本质，以及它对我们理解世界观产生的深远影响。我希望能看到作者是如何将那些复杂的数学模型转化为引人入胜的故事，让我能够理解为什么量子世界如此“不确定”，以及这种不确定性是否真的意味着宇宙的运行并非完全由可预测的规律支配。我对那些关于“观察者效应”的讨论尤其感兴趣，想知道我们作为观察者的行为，是否真的会影响到被观察的现实。这本书能否帮助我理解，我们所生活的这个宏观世界，是否也隐藏着量子效应的痕迹？我希望它能给我带来一种全新的视角，去审视那些我们习以为常的现象，并引发更深层次的思考，让我们重新认识“现实”的含义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就让人眼前一亮，那种深邃的蓝色背景，搭配上一个抽象而又富有张力的粒子碰撞的图案，瞬间就勾起了我对宇宙奥秘的好奇心。我一直对那些看似遥不可及的科学概念有着强烈的探索欲，但又常常因为晦涩难懂的专业术语而望而却步。所以，当看到“史上最好懂”这几个字的时候，我简直像发现了宝藏一样。我期待这本书能像一个经验丰富的向导，带领我穿越量子世界的奇幻森林，让我能够理解那些颠覆我们常识的物理原理，比如叠加态、量子纠缠等等，究竟是如何运作的。我希望它能用通俗易懂的语言，配以恰当的比喻和生动的插图，将那些抽象的概念具象化，让我在轻松愉快的阅读体验中，逐步领略到量子物理的魅力，不再是雾里看花，而是能够真正感受到科学的智慧之光。我特别想知道，在作者的笔下，那些伟大的物理学家们是如何一步步揭开量子世界的面纱的，他们曾经经历过怎样的思想斗争和实验验证，是什么样的灵感火花让他们提出了那些石破天惊的理论。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，科学的魅力在于它能够不断挑战我们的认知边界，而量子物理无疑是其中最能颠覆我们直觉的领域之一。这本书的名字就带着一种引人入胜的张力，让我想要一探究竟。我特别期待作者能够带领我走进量子世界的“奇幻乐园”，去感受那些与我们宏观世界截然不同的规则。我希望能够理解，为什么一个粒子可以同时出现在多个地方（叠加态），为什么两个粒子在遥远的距离也能瞬间产生联系（量子纠缠），以及这些奇特的现象是如何被实验所证实的。我更希望这本书能够深入浅出地解释，那些曾经让爱因斯坦感到困扰的“幽灵般的超距作用”，以及他对量子力学概率性的不满，是如何演变成一场旷日持久的科学辩论。我想了解，在这场辩论中，到底是谁赢得了“话语权”，或者说，我们至今对量子世界的理解，究竟到了哪个阶段。我希望这本书能够给我带来一种“豁然开朗”的感觉，让我能够清晰地认识到，量子物理是如何深刻地改变了我们对物质、能量、甚至信息本质的理解。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对物理学充满兴趣的普通读者，我总是希望能够找到一本既有深度又不失趣味的科普读物。这本书的“史上最好懂”的承诺，对我来说无疑是一剂强心针。我常常在阅读一些科普书籍时，被大量的专业术语和复杂的公式所困扰，最终感到沮丧而放弃。因此，我非常期待这本书能够打破这种壁垒，用最贴近生活、最生动的语言来解释那些看似高深的量子物理概念。我希望它能够通过讲故事的方式，介绍那些伟大的物理学家们，比如普朗克、爱因斯坦、玻尔等等，他们在探索量子世界的过程中所遇到的挑战、他们的 eureka 时刻，以及他们之间充满智慧的辩论。我希望能够了解到，那些至今仍在争论的量子力学诠释，比如哥本哈根诠释、多世界诠释等等，各自的核心观点是什么，以及它们是如何尝试去解释量子现象的。我希望这本书能够让我明白，量子物理不仅仅是关于微观粒子的行为，它更是关于我们如何认识和理解这个宇宙的基本法则，它所带来的哲学思考，远超出了科学的范畴，触及了我们对存在、对现实的根本认知。