這個有關量子論的系列自去年開始動筆,其間因為各種原因(包括本人不可思議的懶惰),寫寫停停,到最後完成時用了正好差不多一年時間。最需要感謝的是讀者們異乎尋常的熱情和支持,不然我很可能半途而廢。

 

我最初構想的規模只是一篇4,5萬字的極簡介紹,不料逐漸收不住筆,最後完成的時候在我的WORD裡已經超過200頁,25萬字,當時真是不敢想像。這不是專業的科普,事實上,我更注重的是歷史方面而不是科學方面,不過讀者可以在其中獲得一個基本的量子論的科學概念。

 

我努力使它成為極通俗的讀物,事實上,我僅僅假定讀者具有初中的數學水準和一點點高中物理知識(如果你具有以上水準但仍看不懂某些內容,那一定是我寫作的問題^_^)。即使是對數理完全不通,我也希望你可以從中得到一點啟示。

 

但不可避免地,運用日常化的語言會使一些描述顯得牽強附會,不符合物理上的概念。所以再次強調,這不是專業的科普,如果想獲得對量子論更好更準確的認識,各位還是參考一些專業書籍。上帝是數學家,唯一能夠描述宇宙的語言是數學!

 

我們的史話也非專業的科學史,它僅僅是供各位茶餘飯後消遣的讀物而已,如果有人竟然憑藉這個系列而證明了某些「偉大理論」,那我可受寵若驚,擔當不起。其實,我和各位一樣是門外漢,只要各位能夠和我共同分享一些由量子論帶來的激動和驚奇,我便已經心滿意足。

 

這個系列是本人業餘時間在網上完成的,一來水準問題,二來畢竟業餘時間有限,所以無疑存在為數眾多的bugs。雖然我努力使描述符合歷史與事實(一般來說,除了一些明顯的虛構情節外,本文中的歷史場景都是有依據的),但有些地方確實沒能查閱更多的資料以進一步核實(比如我曾經想啃完那6本大塊頭的量子力學發展史,不過最終還是留下一些沒看完)。

 

我已經發現了一些錯誤之處,在將來的修訂中會改正過來,也希望各位指出更多的地方。另外,由於寫了很長時間,所以沒有很好地規劃,比如第4章只寫了4節,而有些重要的方面卻忘了描寫,或者沒法插進現有的敘事結構中去。比如玻色-愛因斯坦統計,斯特恩-格拉赫實驗,量子加密術,等等。現在這個只是初稿,其中有些章節很囉嗦,有些地方枯燥無味,有些比喻莫名其妙,還有一些名詞翻譯的問題,以及一些東拼西湊的痕跡,修訂的時候我會試圖解決這些問題,並配上一些插圖。

 

我有意使文字風格靠近同齡人的語境,也就是7,80年代的風格。這是一種取巧的辦法,因為這些是網上的主要人口,不過我很高興它帶有一些網路特色。為了追求可讀性,在不改變基本事實的前提下,我有的時候做了一點文字上的誇張(比如歷史上的玻爾-愛因斯坦之爭很可能沒有我所描寫得那樣戲劇化),我為此表示抱歉,也希望這不會損害讀者對我的信心。這篇文字主要還是在網上流行(因為有人辛苦轉貼,所以它似乎流傳很廣),有些讀者很希望它可以出版,也許修訂後有人真的願意出版它,不過由於本人的效率低下,這一天似乎還遙遙無期,呵呵。

 

關於本文任何的意見,比如知識錯誤,資訊過時,文字風格,遺漏與補充,哲學觀與討論,都可以發信到castor_v_pollux@yahoo.com,我很樂意聽取各位的意見,也算是網路文字的一種互動形式。

 

最後,把這篇文章送給那個女孩,以回贈她曾經送給我的那些可愛笑容。

 

2004.5

 

附錄:量子力學發展大事記

 

1690年,惠更斯出版”光論”,波動說被正式提出

 

1704年,牛頓出版”光學”,微粒說成為主導

 

1807年,楊整理了光方面的工作,提出了雙縫干涉實驗,波動說再一次登上舞臺

 

1819年,菲涅爾證明光是一種橫波

 

1856-1865,麥克斯韋建立電磁力學,光被解釋為電磁波的一種

 

1885年,巴爾末提出了氫原子光譜的經驗公式

 

1887年,赫茲證實了麥克斯韋電磁理論,但他同時也發現了光電效應現象

 

1893年,黑體輻射的威恩公式被提出

 

1896年,貝克勒耳發現了放射性

 

1896年,發現了光譜的塞曼效應

 

1897年,J.J.湯姆遜發現了電子

 

1900年,普朗克提出了量子概念,以解決黑體問題

 

1905年,愛因斯坦提出了光量子的概念,解釋了光電效應

 

1910年,α粒子散射實驗

 

1911年,超導現象被發現

 

1913年,玻爾原子模型被提出

 

1915年,索末菲修改了玻爾模型,引入相對論,解釋了塞曼效應和斯塔克效應

 

1918年,玻爾的對應原理成型

 

1922年,斯特恩-格拉赫實驗

 

1923年,康普頓完成了X射線散射實驗,光的粒子性被證實

 

1923年,德布羅意提出物質波的概念

 

1924年,玻色-愛因斯坦統計被提出

 

1925年,泡利提出不相容原理

 

1925年,大衛遜和革末證實了電子的波動性

 

1925年,海森堡創立了矩陣力學,量子力學被建立

 

1925年,狄拉克提出q數

 

1925年,烏侖貝克和古德施密特發現了電子自旋

 

1926年,薛定諤創立了波動力學

 

1926年,波動力學和矩陣力學被證明等價

 

1926年,費米-狄拉克統計

 

1927年,G.P.湯姆遜證實了電子的波動性

 

1927年,海森堡提出不確定性原理

 

1927年,波恩作出了波函數的概率解釋

 

1927年,科莫會議和第五屆索爾維會議召開,互補原理成型

 

1928年,狄拉克提出了相對論化的電子波動方程,量子電動力學走出第一步

 

1930年,第6屆索爾維會議召開,愛因斯坦提出光箱實驗

 

1932年,反電子被發現

 

1932年,查德威克發現中子

 

1935年,愛因斯坦提出EPR思維實驗

 

1935年,薛定諤提出貓佯謬

 

1935年,湯川秀樹預言了介子

 

1938年,超流現象被發現

 

1942年,費米建成第一個可控核反應爐

 

1942年,費因曼提出路徑積分方法

 

1945年,第一顆原子彈爆炸

 

1947年,第一個電晶體

 

1948年,重正化理論成熟,量子電動力學被徹底建立

 

1952年,玻姆提出導波隱變數理論

 

1954年,楊-米爾斯規範場,後來發展出量子色動力學

 

1956年,李政道和楊振寧提出弱作用下宇稱不守恆,不久被吳健雄用實驗證實

 

1957年,埃弗萊特提出多世界解釋

 

1960年,雷射技術被發明

 

1963年,蓋爾曼等提出誇克模型

 

1964年,貝爾提出貝爾不等式

 

1964年,CP對稱性破缺被發現

 

1968年,維尼基亞諾模型建立,導致了弦論的出現

 

1970年,退相干理論被建立

 

1973年,弱電統一理論被建立

 

1973年,核磁共振技術被發明

 

1974年,大統一理論被提出

 

1975年,τ子被發現

 

1979年,惠勒提出延遲實驗

 

1982年,阿斯派克特實驗,定域隱變數理論被排除

 

1983年,Z0中間玻色子被發現,弱電統一理論被證實

 

1984年,第一次超弦革命

 

1984年,格里芬斯提出退相干歷史解釋,後被哈特爾等人發揚

 

1986年,GRW模型被提出

 

1993年,量子傳輸理論開始起步

 

1995年,頂誇克被發現

 

1995年,玻色-愛因斯坦凝聚在實驗室被做出

 

1995年,第二次超弦革命開始

 

 

上帝擲骰子嗎-量子物理史話(曹天元)

 

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