量子物理史上的40個重大時刻

動力學理論認為熱和光都是運動的方式,現在這一理論的優美和明晰,正被兩朵烏雲籠罩著。

1900年4月,著名物理學家開爾文在英國皇家學會的演講中提到,他認為在熱和光的動力學理論上空,仍殘存著兩朵19世紀的「烏雲」。這兩朵烏雲分別是邁克爾孫-莫雷實驗和黑體輻射理論出現的問題。

當時,正當許多科學家開始認為物理學已經走到「盡頭」,人們已經掌握了這個世界的基本原理之時,開爾文不鼓吹勝利主義,而是有先見之明。此時,烏雲仍在聚集,即將遮蔽天空。

但沒有人能準確地判斷出,暴風雨將在何處降臨。

圖中的部分內容選自《量子通史:量子物理史上的40個重大時刻》,這本書的英文版成書於2011年。

然而就在2012年,大型強子對撞機迎來了它的高光時刻,做出了本世紀最偉大的發現之一。它證實了希格斯玻色子的存在,成功證明了標準模型缺失的最後一塊拼圖。

直到今天,量子物理學以及物理學的各個領域仍在以驚人的速度發展。我們離100多年前人們期待的那個「盡頭」還有很長一段路要走。

圖片設計:愛運動的嶽嶽不是孫越

部分圖片素材:Wikicommons/Pixabay

部分圖片素材及文字來自《量子通史:量子物理史上的40個重大時刻》([英]吉姆·巴戈特/著,徐彬 於秀秀/譯,中信出版·新思文化,2020年3月),經出版社授權使用。

作者簡介

吉姆·巴戈特

生於1957年,英國科學史作家。牛津大學化學物理學博士,牛津大學和斯坦福大學博士後,英國雷丁大學化學講師。葛蘭素史克科學作家獎和英國皇家化學學會授予的馬洛獎章得主。巴戈特從事過多年的學術研究工作,二十多年來一直專注於科學、哲學和歷史類主題寫作。著有《量子空間:通往萬物理論的新途徑》《希格斯:上帝粒子的提出與發現》《完美的對稱:富勒烯的意外發現》《原子:物理學界的第一次大戰和原子彈祕史,1939―1949》等書籍,並在《新科學人》《自然》等頂尖科學刊物上發表文章。

2013年,巴戈特在摩根·弗里曼主持的「穿越蟲洞」科學系列節目中首次亮相,之後多次參與英國和美國科學廣播節目的錄製,致力於科學普及。

圖書簡介

19、20世紀之交,經典物理學大廈看起來依舊堅不可摧。20世紀伊始,量子理論的種子悄然萌發,以破竹之勢迅猛發展,在接下來的幾十年裡傾覆了幾個世紀以來構建的經典世界圖景,重塑了我們的科學觀和世界觀。我們今天對世界本質的認知,幾乎都源自這一理論;我們今天應用的很多高新科技,也都以這一理論為基石。量子理論與我們每個現代人都息息相關。

從1900年的黑體輻射實驗,到21世紀初CERN大型強子對撞機發現新的量子現象,量子理論經歷了波瀾壯闊、異彩紛呈的一百年,逐漸演變成現代物理學最重要、也最成功的理論之一,其詭譎令人發狂,其完美又令人神往。本書就帶我們開啟這段跨越百年的非凡旅程,以時間和地點為錨定,劃分7大主題40個關鍵節點,追溯量子假說、哥本哈根詮釋、玻爾-愛因斯坦論戰、量子場論、標準模型、阿斯派克特實驗、超弦革命等震古爍今的大事件,遍覽普朗克、愛因斯坦、玻爾、海森伯、薛定諤、費曼、楊振寧、霍金等聞名遐邇的物理學家如何在困惑與危機中重構新理論,一步一步攀上物理學之巔。

吉姆·巴戈特擁有20多年的科學研究和寫作經驗,他以嚴謹的數理思維、精湛的寫作手法,全面呈現量子理論從無到有的整個歷史,生動講述坎坷與榮光交織的傳奇軼事。他帶我們親臨第一現場,與頂尖物理學家並肩而行,與「上帝」般的理論深度碰撞,用一次次的論證、實驗和交戰,定義量子物理學的黃金時代。

作為牛津科學裡程碑書系之一,《量子通史》是我們瞭解21世紀前沿物理學動向的奠基之作。它凝聚了物理學史上的偉大思想,塑造並改變著我們理解世界的方式。

封面圖來源:Pixabay