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推荐《量子力学(少年版)》 精选

已有 13986 次阅读 2017-7-25 16:29 |个人分类:闲来读书|系统分类:科普集锦



人不轻狂枉少年



量子力学是简单的。

量子力学是简单的,然而,量子力学又常常是可怕的。

量子力学是简单的,因为量子力学描述的是原子、分子等微观世界的物理规律,而微观世界的物理规律是客观存在的、不以人的意志为转移的。量子力学是可怕的,因为量子力学描述的是微观世界,而我们普通人的感受都来自于对宏观世界的体验——自然选择的结果是让生物适应自然的法则,而不是理解原子的行为。

我们普通人觉得量子力学很可怕,难以理解、令人望而生畏,大多是因为我们与量子力学的初次遭遇总是不那么愉快:要么是一板一眼的教科书,数学的公式比描述的话语还要多;要么是天花乱坠的“科普”,跟日常经验的瞎胡联系比对实验现象的切实描述多得多;更别提半通不通的“自编教材”,人云亦云的“科唬文章”了。其实,量子力学的原理是很简单的,任何一个普通的高中学生,只要他愿意、只要他有好奇心,在熟悉量子力学的老师的指导下,都可以在不太长的时间里,了解量子力学的基本原理和大致内容。如果你不信,可以读一读曹则贤老师的《量子力学(少年版)》。

我们觉得量子力学很难懂,往往是因为我们并不熟悉微观世界的实验现象,常常先入为主地把宏观世界的经验外推到微观粒子身上。《量子力学(少年版)》这本书的好处在于,总是先对关键的实验现象进行简明的描述,然后引入重要的量子力学概念,例如,由光谱和黑体辐射而引入能量量子,再用光电效应与固体比热进一步证实,由塞曼效应和斯特恩-盖拉赫实验而引入自旋,再进一步延伸到元素周期表的解释,由氢原子光谱和巴尔末公式而引入玻尔的原子模型,进而是非相对论的薛定谔方程,最后延展到相对论情况下的狄拉克方程。这样的叙述方法不仅让你了解到问题的重点和来源,也给了你解决问题的思路,从而让你掌握量子力学的基本原理和重要概念,最后是问题的答案——不幸的是,对于初次接触量子力学的人来说,最后这一点是挺难理解的。这也是无法避免的,完全不用数学就想彻底搞懂量子力学,这种想法肯定是不现实的。如果说这本书还有什么不足的话,我觉得最大的不足可能就是高估了读者的数学能力,这种倾向在后半本书里更加明显。朋友圈里看到的评论,“什么样的少年才能完全读懂这本书?”并不完全是调侃。

当然,《量子力学(少年版)》这本书并不是量子力学的教科书。你可以把它当作科普书,大致了解量子力学的基本原理和大致内容,我觉得你还可以把它当作学习量子力学的导引书和检验书:在学习标准的量子力学教程之前,先用这本书了解量子力学的概貌;在学完量子力学教程之后,再用这本书检验自己对量子力学的理解,具体方法可能就是自己把这本书里过于简略的数学解答部分填补起来。

量子力学其实并不可怕,因为量子力学不过是物理学的一个分支,而物理学描述的是物质世界的客观规律,我们人类是可以发现和理解这些客观规律的。看了曹则贤老师的《量子力学(少年版)》,应该会有这样的体会:客观规律简约而不简单、大自然无言但不无耻。这就是费曼所说的“宇宙如棋局”,the world is something like a great chess game being played by the gods。这也是爱因斯坦所说的“天心难测但无恶意”,Subtle is the Lord, but malicious He is not

如果你看完以后仍然有所保留,不妨耐心等待、等着再读读曹老师正在撰写的《相对论(少年版)》。然后你就会知道,“万物同理、万法归宗”的说法,对于物理学来说,确实就是如此。


《量子力学(少年版)》曹则贤

出版日期:20177月  

出版社:中国科学技术大学出版社

书号(ISBN):978-7-312-04191-4

页码:172

字数:157

开本:710*1000   1/16   全书彩印

定价:58.00

http://blog.sciencenet.cn/blog-502977-1066293.html


【内容简介】

量子力学与相对论并称近代物理学的两大支柱。量子力学在20世纪是天才头脑中的智力风暴,在21世纪则必然要化为常识。本书循着量子力学发展的历史脉络,用关键的人物、物理事件与数学思想构筑量子力学的知识体系,引导读者在体会如何创造知识的愉悦中不知不觉走进量子力学的世界。这是一本科学家为自家少年撰写的严肃的量子力学入门书,其着眼点不止在于量子力学知识体系的介绍,更着重强调量子力学在经典物理的基础上被创建的过程细节。本书适于任何智识阶层的读者修习量子力学。




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