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看漫画读懂量子力学
ISBN:
作者:[日]福江纯 著,[日]井口千帆 绘,张宏岩 译
出版社:新星出版社
出版日期:2017年08月
年龄/主题/大奖/大师: 8-10(3-4年级)、10(5年级)以上、哲学、
内容简介

内容简介——

或许你看过烧脑的科幻电影《彗星来的那一夜》,也听过“薛定谔的猫”生死叠加的状态,甚至知道夸克是比原子还要小的粒子。

但这到底是怎么回事?猫到底是死是活?多重世界又是什么?夸克还能再分割吗?本书或许会给你一个答案。

可能你觉得量子力学和自己没关系,但它其实就在身边。

日常生活中的IC卡、LED信号灯,手机、数码相机,其中的半导体就是量子力学的成果,在医疗领域使用的X射线、核磁共振成像等也同样来自量子力学的发展研究。而我们被晒黑,就是皮肤版的光电效应,能看到星空,也是因为星光作为量子与我们的视细胞发生了光化学反应。否则看不到星光,也不会有探索宇宙这回事了。而宇宙和量子正是一体两面,构成世界的源点和万物的规律。

量子在我们的眼睛里,眼睛的细胞里,细胞的分子和原子里,超过了我们能理解的时间与空间尺度。这个深奥奇妙的微观世界,由深奥奇妙的量子力学承载。

经过几代科学家的接力,从旧量子论、量子论到量子力学一路走来,它已经成为推动人类现代科技文明迅猛发展的一大动力。

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原子论与唯能论

原子非常小,只有纳米级别,不可能用裸眼看到。到了现代,人们得以通过先进的设备捕捉原子的真实形态,但对于裸眼看不到的东西,仍然很难相信它的存在。在无法证实原子与分子存在的十九世纪末,主张唯能论与主张原子论的学者之间产生了巨大的纷争。

主张原子论的学者认为,原子作为构成物质的最小单位而存在,原子和原子间的组合决定了物质的状态。奥地利物理学家路德维希•玻尔兹曼等人继承了古希腊的原子论,成为其先锋。

与之相对,主张通过实验和观测来证明事物真正存在的实证主义者,则否认无法观测到的原子存在。他们认为,物质可以无限分割下去,物质的状态和性质由能量支配。这种观点称为“唯能论”。马赫主义的创始人、对爱因斯坦有重要影响的奥地利学者恩斯特•马赫便是唯能论的重要代表。

之后,随着人们对物质物理和化学性质的深入认识,逐渐接受了原子、分子是真实存在的这一观点。

比如,英国植物学家罗伯特•布朗发现,水面上的花粉呈不规则运动,即“布朗运动”。爱因斯坦从理论上解释了布朗运动的原因,认为是水分子之间频繁碰撞产生的现象。

如此一来,原子论得到了支持。直至1909年,原子论与唯能论之间的纷争随着原子论的普及而告终。

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