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科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論 版權(quán)信息
- ISBN:9787213086717
- 條形碼:9787213086717 ; 978-7-213-08671-7
- 裝幀:簡裝本
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論 本書特色
初出茅廬的德國物理學家海森堡拋出了不確定性理論,動搖了物理學舊體系的根基,引發(fā)了一場關(guān)于科學之魂的驚心動魄的辯論。頂*物理學大師各自站隊,紛紛加入了這場論戰(zhàn)。傳奇的人物,引人入勝的描寫,極具戲劇性的情節(jié),帶我們回顧20世紀那場*激烈的量子科學論戰(zhàn),看25歲的海森堡如何攜手玻爾贏得了與愛因斯坦的對抗。相比于其他同類著作,本書敘述清晰、簡潔,詳略得當,篇幅適中,極具可讀性。
科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論 內(nèi)容簡介
1927年,年僅25歲的海森堡提出了一項科學推理——不確定性,即我們對亞原子粒子的認知存在著物理界限,這種“不確定性”將引申出許多令人震驚的推論。
該理論挑戰(zhàn)了幾個世紀以來的科學理解,動搖了物理學舊體系的靈魂,使得海森堡與愛因斯坦站在了直接對立的位置上,并把尼爾斯·玻爾置于這一爭論的中心。
圍繞這一論斷,20世紀的*級物理學家各自站隊,展開了激烈的辯論。*終,海森堡說“現(xiàn)在我們贏了這場游戲”。
此后,“不確定性”便從理論物理的專業(yè)概念演變成了一個流行語,其影響*越了科學的領(lǐng)域,涉及從文藝理論到電視節(jié)目等我們生活的的方方面面。
本書以引人入勝的敘述,像講故事一樣呈現(xiàn)了這一事件中的諸多細節(jié)。
科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論 前言
前 言(節(jié)選)
如果說科學是人們從混亂中提取有序的嘗試,那么,1927年年初,它轉(zhuǎn)向的是一條讓人始料未及的道路。是年3月,年僅25歲但已蜚聲國際的知名青年物理學家維爾納·海森堡(Werner Heisenberg)提出了一項科學推理,這項推理簡潔、微妙而又發(fā)人深省。就連海森堡本人幾乎也無法宣稱他確切地知道自己到底發(fā)現(xiàn)了什么。他絞盡腦汁,試圖找到一個能夠概括這項推理的含義的詞。在大多數(shù)情況下,他都使用一個德語詞,我們可以將之翻譯成“不準確性”(inexactness)。出于一種略微有些不同的目的,他在有些地方嘗試用“無法決定性”(indeterminacy)這一術(shù)語。但在他的導師、有時身兼老板的尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)無法抗拒的壓力下,海森堡不情不愿地加上了一個尾注,讓一個新詞粉墨登場,這就是“不確定性”(uncertainty)。于是,海森堡的發(fā)現(xiàn)也就此被人稱為“不確定性”原理。
…………
海森堡并沒有對自然定律的完備性進行攻擊。相反,正是在自然事實中,他發(fā)現(xiàn)了奇特又令人驚恐的難題。他的不確定性原理涉及基本的科學行為:我們?nèi)绾尾拍艿玫接嘘P(guān)世界的知識,即那種可以用科學方法進行檢驗的知識?在海森堡舉出的特定例子中,我們?nèi)绾尾拍苤滥骋晃矬w的位置及其運動速度呢?這是一個曾經(jīng)讓海森堡的前輩們備感困惑的問題。無論何時,某個運動物體都具有特定的速度和位置。人們可以用多種方法對它們進行測量或者觀察。人們的觀察做得越好,得到的結(jié)果就越準確。除此之外,還有別的什么可說的嗎?
…………
但海森堡發(fā)現(xiàn),可說的東西著實不少。他的結(jié)論如此深奧,其革命性意義如此深刻,但用文字表述出來卻讓人覺得如同老生常談。人們可以準確地測量某個粒子的速度,或者準確地測量其位置,但無法同時準確地測量二者。換言之,對粒子位置的測量越準確,對該粒子速度的測量便越不那么精確。或許可以更加委婉地說:觀察的過程會改變被觀察的對象。
說來說去,他的學說的概要不外是:觀察到的事實其實并不像大家想象的那么簡單,那么一目了然。在對自然世界的傳統(tǒng)描述中,自然界這個龐大機器的所有工作部件理所當然地被認為可以在無限準確的程度下加以定義,而且它們之間的一切相互作用都可以被準確理解。每個物體都有其位置,人們可以確定它的所在地。這一點似乎是基礎,也是至關(guān)重要的一點。要想理解宇宙,人們就必須首先假定,他們能夠逐一確定組成宇宙的所有部件是什么,這些部件在做些什么。但海森堡似乎在說,人們無法弄清楚他們想要知道的情況,甚至就連他們描述自然世界的能力都是受到限制的。如果人們無法如他們希望的那樣描述自然世界,又怎能希望推導出自然世界的定律呢?
海森堡的發(fā)現(xiàn)的意義令人難以捉摸。而在他推出這一發(fā)現(xiàn)兩年前,他還發(fā)表了另一項同樣引人注目、令人困惑的見解。在靈感萌動之間,他明白了應該如何建立一門后來被人稱為量子力學的學科。當物理學界的其他人還在掙扎著努力跟上他的思路時,海森堡懷著一個青年科學工作者的純潔愿望,銳意進取,以一種深奧晦澀的新理論語言重寫了物理學的基本規(guī)則,而這種語言就連海森堡本人都聲稱尚無法完全掌握。然而,盡管尼爾斯·玻爾有著反應遲緩的名聲,其深思熟慮往往令人惱火,他卻敏銳地看出了融合新老體系的必要性。他發(fā)現(xiàn),艱難而又至關(guān)重要的任務是在不拋棄過去來之不易的成果的同時弄懂新的量子物理。就如何才能*好地描述這門仍然存有爭議的新學科,他與海森堡發(fā)生了激烈的爭論。
另一個聲音也加入了爭論。海森堡公布他的原理的時候,阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)已經(jīng)年近五旬。他是科學界的老人,受人崇敬,但不再總是那么引人注目。更年輕一些的科學家正在進行重要的工作。愛因斯坦充當了高層評論員的角色。在其輝煌時代,他也曾經(jīng)是位革命者。1905年對他來說是偉大的一年。在這一年,他以相對論推翻了牛頓有關(guān)絕對速度和絕對時間的舊有理念。在一個觀察者看來是同時發(fā)生的事件,對于另一個觀察者來說可能是依次相繼發(fā)生的,而在第三個觀察者看來,事件發(fā)生的次序可能又是相反的。海森堡隨手援引了愛因斯坦的革命性原理來支持自己的原理:不同的觀察者看到的世界是不同的。
但在愛因斯坦看來,這是對他的*偉大成就的極大曲解。當然,人們可以從不同的角度看待相對論,但愛因斯坦理論的要點是,它以一種所有觀察者都能接受的方式使表面上相悖的觀察得到統(tǒng)一。根據(jù)愛因斯坦的理解,在海森堡的世界中,有關(guān)真正事實的想法似乎崩潰了,變成了各種互不相容的觀點。而愛因斯坦認為,如果科學意味著任何可靠的事物,那么海森堡的那種看法就是無法接受的。這又是一次尖銳的思想交鋒。這一次,海森堡與玻爾攜手作戰(zhàn),對抗年長的大師。
科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論 目錄
前言 1
**章 惱人的粒子 1
第二章 熵一直在努力走向*大值 15
第三章 一個謎: 一個令人震驚的深刻主題 29
第四章 一個電子會如何作出決定 43
第五章 聞所未聞的勇氣 55
第六章 無知并非成功的保障 71
第七章 怎么能高興得起來 87
第八章 我情愿當一個修鞋匠 99
第九章 有什么事情發(fā)生了 111
第十章 舊體系的靈魂 125
第十一章 我傾向于放棄決定論 137
第十二章 我們找不到對應的詞 149
第十三章 玻爾可怕的咒語連篇 163
第十四章 現(xiàn)在我們贏得了這場游戲 175
第十五章 生活經(jīng)驗而非科學經(jīng)驗 189
第十六章 能被明確解釋的概率 203
第十七章 邏輯學與物理學之間的無人區(qū) 217
第十八章 *終歸于混沌 229
后記 241
致謝 245
注釋 247
參考書目 261
索引 267
科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論 相關(guān)資料
對20世紀早期激動人心的科學進展進行了非常有幫助的概述。
——《紐約時報》
林德利捕捉到了辯論的激情,既展示了公開的辯論,也揭示了辯論雙方私下做出的評判……故事引人入勝。
——《自然》雜志
作為物理學家和技藝純熟的科普作家,林德利干凈利落地描畫了索爾維會議上的對弈者和棋局。在這場量子世界的戰(zhàn)爭中,愛因斯坦輸了。
——《今日美國》
這是在科學進步舞臺上上演的一出絞盡腦汁的人類戲劇。
——《發(fā)現(xiàn)》雜志(Discover Magazine)
人們已經(jīng)多次講述過這個故事,但很少有人能做出如此清晰且優(yōu)雅的敘述。
——《科學美國人》
毫無疑問,這是我讀到的關(guān)于量子力學發(fā)展的*受歡迎的敘述。
——邁克爾·戈丁,美國科學家、普林斯頓大學教授
本書絕對驚心動魄……作者捕捉到了圍繞*具革命性的現(xiàn)代物理學原則所展開的科學與人性的斗爭。
——沃爾特·艾薩克森,《喬布斯傳》《愛因斯坦傳》作者
科學之魂-愛因斯坦.海森堡.玻爾關(guān)于不確定性的辯論 作者簡介
戴維·林德利(David Lindley)
美國理論物理學家、科普作家,劍橋大學博士后。
曾是費米國家加速器實驗室研究員,后在《自然》和《科學》《科學通訊》等權(quán)*雜志任編輯,1996年獲斐陶榮譽學會(Phi Beta Kappa)科學寫作獎,2000年后成為自由科普作家。
擅長用生動的語言,將深奧的物理學以富有戲劇性的歷史事件的形式呈現(xiàn)給讀者。著述頗豐,影響甚廣,本書是他*受好評的著作之一。
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