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【交流】[轉(zhuǎn)帖]量子物理史話（序）,（1）,（2）,（3）,（4）,（5） 已有5人參與
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量子那些事兒（序） 量子理論是關(guān)于自然界的最基本的科學(xué)理論，它被認(rèn)為是人類所創(chuàng)造的最完美、最成功的科學(xué)藝術(shù)品。它優(yōu)美的數(shù)學(xué)形式令人贊嘆，它精確的預(yù)言與實(shí)驗(yàn)驚人地符合，而它的成功應(yīng)用更是遍及了世界的每個(gè)角落。從激光、核能到計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)，以至最新的量子計(jì)算機(jī)，無(wú)不留下量子的足跡。可以說(shuō)，是量子引領(lǐng)人們邁入了現(xiàn)代社會(huì)，讓人們享受到豐富多彩的現(xiàn)代生活。 然而，令人不可思議的是，人們至今仍未能理解量子理論的含義，并一直為此爭(zhēng)論不休，一些科學(xué)家甚至認(rèn)為這個(gè)理論根本沒有意義。它的神秘更增添了它的美麗。愛因斯坦無(wú)疑是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，但是，盡管他對(duì)量子理論的思索比相對(duì)論多一百倍，晚年仍坦然承認(rèn)，“整整50年有意識(shí)的思考仍沒有使我更接近‘光量子是什么’這個(gè)問(wèn)題的答案”。愛開玩笑的物理學(xué)家費(fèi)曼同樣對(duì)此困惑不已，并斷言“沒有人理解量子理論”。的確，我們生活在經(jīng)典世界中，我們所看到的都是宏觀物體和它們的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。然而，這一切對(duì)于量子世界中的粒子和運(yùn)動(dòng)都不再適用，每個(gè)人都會(huì)有一種腳下的土地突然被抽去的感覺。 那么，量子究竟是什么呢？應(yīng)當(dāng)如何理解量子理論呢？很多人根本沒聽說(shuō)過(guò)量子，而初學(xué)者無(wú)不感到困惑不解，更多的實(shí)用科學(xué)家則只管利用它進(jìn)行計(jì)算、獲得結(jié)果。然而，越困難、越具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題就越讓人類的好奇心無(wú)法割舍。人類志在理解自然的本性，并最終理解自己。我們相信，只要保持開放的思維，并樂于去理解，我們就會(huì)逐漸認(rèn)識(shí)這個(gè)陌生但更為真實(shí)的量子世界，并最終窺見它的神秘和美麗。 人們將量子理論的建立稱為人類科學(xué)和思想領(lǐng)域中的一場(chǎng)革命，因?yàn)樗鼤?huì)讓所有第一次試圖接近它的人感到從未有過(guò)的心靈震撼�，F(xiàn)代人所缺少的正是這種真正的心靈震撼，他們太沉迷于感性的快樂，而忽視了理性的尊嚴(yán)和威力。今天，對(duì)于每一個(gè)仍然對(duì)自然充滿好奇的人來(lái)說(shuō)，不理解量子，就無(wú)法理解身邊的世界，就不能真正成為一個(gè)有理性的、思想健全的人。令人欣喜的是，物理學(xué)家和哲學(xué)家們正在接近量子謎題的最終答案。 在本文后續(xù)的故事中，我將向你講述貫穿整個(gè)20世紀(jì)的驚心動(dòng)魄的量子思想革命，并突出描述人們?yōu)槔斫饬孔铀鞯母鞣N努力，他們的困惑和領(lǐng)悟，他們的痛苦與歡樂。敬請(qǐng)期待！ 轉(zhuǎn)自“高山的博客” http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=348857 [ Last edited by opt-comm on 2010-8-17 at 18:22 ] |
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量子物理史話（5）：布魯塞爾的女巫盛宴
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量子問(wèn)題的重要性使一些物理學(xué)家意識(shí)到有必要開一次國(guó)際會(huì)議，專門討論與量子有關(guān)的問(wèn)題。1911年10月29日，在物理化學(xué)家能斯特的組織下，主題為“輻射理論與量子”的第一屆索爾維會(huì)議終于在布魯塞爾成功召開了。來(lái)自各個(gè)國(guó)家的物理學(xué)家們聚在一起，共同討論惱人的量子問(wèn)題。他們都有一種共同的感受，即經(jīng)典物理學(xué)的某些基本原理處境不妙了。第一屆索爾維會(huì)議使量子思想聲名遠(yuǎn)播，并使更多的人投入到對(duì)量子問(wèn)題的研究中。愛因斯坦的好友貝索風(fēng)趣地將這次會(huì)議稱為“布魯塞爾的女巫盛宴”。 索爾維會(huì)議激發(fā)了年邁的彭加勒對(duì)量子問(wèn)題的研究興趣，他于1912年獲得了一個(gè)新的結(jié)果，即任何可以推出普朗克定律的理論，都必然包含一種本質(zhì)上的非連續(xù)性。這一結(jié)果更加清晰地顯示了量子假設(shè)與以連續(xù)性為基礎(chǔ)的經(jīng)典理論的不相容性。此外，彭加勒還富有預(yù)見性地討論了如何表述包含非連續(xù)性的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問(wèn)題。然而，由于他不久之后的去世，這些關(guān)于非連續(xù)性的深入研究也就此終止。 索爾維會(huì)議也引起了另一位丹麥青年玻爾對(duì)量子的興趣，當(dāng)時(shí)他剛剛從哥本哈根大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位。然而，兩年之后，玻爾就將量子假設(shè)成功地應(yīng)用于原子系統(tǒng)，并給出了普朗克能量量子化假設(shè)的另一種“異想天開”的解釋。  --------------------------------------------------------------------------- 轉(zhuǎn)自高山的博客 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=353026 |
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那么，量子究竟是什么呢？ 本文來(lái)自: 小木蟲論壇 http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=2268008&fpage=1 |
3樓2010-08-04 14:21:18
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量子物理史話（1）：生于1900
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原名“量子那些事（1）：生于1900” --------------------------------------------------- 1900年對(duì)于科學(xué)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)新的開端。這一年，諾貝爾基金委員會(huì)成立，從此代表科學(xué)界最高榮譽(yù)的諾貝爾獎(jiǎng)開始頒發(fā)；這一年，希爾伯特在國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上提出了著名的23個(gè)問(wèn)題，為新世紀(jì)勾勒了一幅美麗的數(shù)學(xué)畫卷；也正是在這一年，普朗克發(fā)現(xiàn)了量子，人類從此邁入了輝煌的量子時(shí)代。 1900年10月的一個(gè)秋日的午后，在柏林近郊一條幽靜的林間小路上，普朗克和他的兒子正在散步。秋天將整個(gè)柏林染成了夢(mèng)幻般的金黃色，小路兩邊已積了一層厚厚的落葉。普朗克有些激動(dòng)地說(shuō)道，“埃爾文，你知道嗎？爸爸可能已經(jīng)做出了可與牛頓力學(xué)相媲美的偉大發(fā)現(xiàn)。”這正是量子的發(fā)現(xiàn)。 那么量子是什么呢？簡(jiǎn)單地說(shuō)，它就是自然的一種本性---分立性或非連續(xù)性，而量子的歷史就是人們發(fā)現(xiàn)和研究這種非連續(xù)性規(guī)律的探索歷程。日常經(jīng)驗(yàn)告訴我們，物體的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，物體性質(zhì)的變化也是連續(xù)的。而經(jīng)典理論---牛頓力學(xué)和麥克斯韋電磁場(chǎng)理論也正基于這樣的假設(shè)，并且它們的預(yù)測(cè)已經(jīng)被大量的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。然而，自然并不輕易顯露她的神秘和美麗，盡管她會(huì)在你付出執(zhí)著和熱情之后給你意想不到的驚喜。（待續(xù)） 轉(zhuǎn)自高山的博客 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=349161 |
4樓2010-08-04 20:29:27
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