
內容簡介——
或許你看過燒腦的科幻電影《彗星來的那一夜》,也聽過“薛定諤的貓”生死疊加的狀態,甚至知道夸克是比原子還要小的粒子。
但這到底是怎么回事?貓到底是死是活?多重世界又是什么?夸克還能再分割嗎?本書或許會給你一個答案。
可能你覺得量子力學和自己沒關系,但它其實就在身邊。
日常生活中的IC卡、LED信號燈,手機、數碼相機,其中的半導體就是量子力學的成果,在醫療領域使用的X射線、核磁共振成像等也同樣來自量子力學的發展研究。而我們被曬黑,就是皮膚版的光電效應,能看到星空,也是因為星光作為量子與我們的視細胞發生了光化學反應。否則看不到星光,也不會有探索宇宙這回事了。而宇宙和量子正是一體兩面,構成世界的源點和萬物的規律。
量子在我們的眼睛里,眼睛的細胞里,細胞的分子和原子里,超過了我們能理解的時間與空間尺度。這個深奧奇妙的微觀世界,由深奧奇妙的量子力學承載。
經過幾代科學家的接力,從舊量子論、量子論到量子力學一路走來,它已經成為推動人類現代科技文明迅猛發展的一大動力。
原子論與唯能論
原子非常小,只有納米級別,不可能用裸眼看到。到了現代,人們得以通過先進的設備捕捉原子的真實形態,但對于裸眼看不到的東西,仍然很難相信它的存在。在無法證實原子與分子存在的十九世紀末,主張唯能論與主張原子論的學者之間產生了巨大的紛爭。
主張原子論的學者認為,原子作為構成物質的最小單位而存在,原子和原子間的組合決定了物質的狀態。奧地利物理學家路德維希•玻爾茲曼等人繼承了古希臘的原子論,成為其先鋒。
與之相對,主張通過實驗和觀測來證明事物真正存在的實證主義者,則否認無法觀測到的原子存在。他們認為,物質可以無限分割下去,物質的狀態和性質由能量支配。這種觀點稱為“唯能論”。馬赫主義的創始人、對愛因斯坦有重要影響的奧地利學者恩斯特•馬赫便是唯能論的重要代表。
之后,隨著人們對物質物理和化學性質的深入認識,逐漸接受了原子、分子是真實存在的這一觀點。
比如,英國植物學家羅伯特•布朗發現,水面上的花粉呈不規則運動,即“布朗運動”。愛因斯坦從理論上解釋了布朗運動的原因,認為是水分子之間頻繁碰撞產生的現象。
如此一來,原子論得到了支持。直至1909年,原子論與唯能論之間的紛爭隨著原子論的普及而告終。