●二十世紀初烏雲密布的物理學天空,量子力學和相對論是如何噴湧而出的?
●沿著歷史軌跡與人物軼事,帶領我們回到革命的時代。
●從震撼人心的物理學傳奇故事中,發掘思考的原動力。
本書描述了在二十世紀初期,烏雲密布的物理學天空中,海森堡、愛因斯坦等人如何帶領世人在量子力學與相對論大革命中,迎向璀璨的日出。以輕鬆幽默的語言整理描述著名物理學家的成長經歷與思想過程,透過科學與文學的雙重角度建構出一個又一個栩栩如生的人物剪影,期望能使讀者領略物理學之美。
作者簡介:
張軒中
北京師範大學物理系,主修理論物理,並從事離子阱與質譜儀器研究。著有《相對論通俗演義》,曾在多家知名媒體發表多篇文藝與科學評論。
章節試閱
8 物理思想集大成者:愛因斯坦
薛丁格寫出波動方程式以後,不但想起了波耳在十年前的工作,他也想起了愛因斯坦。愛因斯坦是波動學說的支持者,薛丁格也確實是沿著愛因斯坦和德布羅意的路線走過來的。愛因斯坦在六年前,就已經是一名處於媒體鎂光燈下的物理學大師,他被認為是修正了牛頓絕對時空觀的人。
而這一切還要從一九一九年說起。
那是在一九一九年五月二十九日一個寧靜的清晨,太陽剛剛升起。巴西南部一個叫做索不拉爾的偏僻村莊,偶然傳來一、兩聲狗吠,草原和麥田在村子外蔓延,一直遠到天邊。
但是,與往日的寧靜不同,這天,村子門口來了一隊古怪的外國人。有的操著蹩腳的葡萄牙語向村民們問好,有的打著手勢借水喝,更多人在忙著架設天文望遠鏡和照相機。
看得出來,這是一群來自歐洲的天文學家,他們似乎要來這裡拍攝有關日蝕的照片─日食,又作日蝕,是一種天文現象,只在月球運行至太陽與地球之間時發生。此時,對地球上的部分地區來說,月球位於太陽前方,因此來自太陽的部分或全部光線被擋住,看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。日蝕分為三種,包括日全蝕、日環蝕與日偏蝕,其中較罕見的是日環蝕。
中午時分,燦爛的陽光漸漸褪色,一個黑影漸漸地遮蔽了太陽。圍觀的人群開始騷動起來,經年不遇的日全蝕終於又發生了。
天空變得越來越黯淡,風也大了起來,吹得天文望遠鏡的鏡頭微微顫抖。
領隊的教授吩咐手下一個攝影師在黑暗中按下了照相機的快門。他的目光明顯流露出期待,看他的樣子,似乎是在給天空外遙遠的星星拍照。
滿臉寫著狐疑的村民們個個屏氣凝神,一言不發,一會兒看看實驗人員,一會兒又望望黑暗的天空。很快地,拍照完成了,教授模樣的人轉身拿著照相機,走進臨時搭建的大帳篷裡,天空漸漸露出了一點魚肚白,看來日全蝕也正在慢慢過去。大帳篷的一個角落被一塊帆布隔開,那裡很像是一個洗照片的地方,教授模樣的人進去以後,將濕漉漉的底片放在燈下時,他的手連同鬍子都激動地抖了起來:空間是彎曲的?光線被彎曲了!牛頓那個僵化的平坦的沒有彈性的空間,被粉碎了!他深深吸了一口氣,睜大了眼睛,再仔細看了一下底片。
在兩張重疊的底片上,可以清晰地看到一條筆直星光在穿過陰影中的太陽時,竟然發生了偏轉,偏轉角可以被測量出來,是一.七秒......
8 物理思想集大成者:愛因斯坦
薛丁格寫出波動方程式以後,不但想起了波耳在十年前的工作,他也想起了愛因斯坦。愛因斯坦是波動學說的支持者,薛丁格也確實是沿著愛因斯坦和德布羅意的路線走過來的。愛因斯坦在六年前,就已經是一名處於媒體鎂光燈下的物理學大師,他被認為是修正了牛頓絕對時空觀的人。
而這一切還要從一九一九年說起。
那是在一九一九年五月二十九日一個寧靜的清晨,太陽剛剛升起。巴西南部一個叫做索不拉爾的偏僻村莊,偶然傳來一、兩聲狗吠,草原和麥田在村子外蔓延,一直遠到天邊。
但是,與...
作者序
我寫這本書的時候,精神斷斷續續一直處於激發狀態的時間,一直持續了五年。
當辛亥革命一百週年的時候,我大致寫完這本關於量子力學和廣義相對論的書的草稿。寫完這本書的那一年,我也剛好三十歲了。人們都說,三十而立,我於是想回顧一下我是如何走過自己的青年時代的。
在我的故鄉紹興,有一些年輕人受到魯迅的影響,魯迅是辛亥革命時代出現的一個文學鉅子,他看破人世的悲哀,伸出瘦弱的胳膊抵抗舊中國車輪的沉重慣性,他看到麻木的人性與虛妄的革命,手裡只有一支筆的魯迅總感覺到他所處的時代沒有希望,人民也沒有希望。對我個人而言,在辛亥革命的前後,魯迅的筆下有三個人,栩栩如生。閏土出生在農民家庭,曾經年少無憂慮,長大後一無所有,知道稼穡艱辛,卻無力去探究稼穡艱辛的根源到底是什麼。阿Q是一個無家可歸的人,他渴望革命,卻想不清楚到底什麼是革命,他所看到的革命隊伍也是魚龍混雜的,其實也是一場鬧劇。那個在酒樓上的呂緯甫,這個知識分子那幾年在人世飄零如一葉孤舟,最後變得模模糊糊,敷敷衍衍,就這樣過日子。
在我的情懷裡,在我成長的道路上,我看到魯迅,也看到這些人物,我與他們是同命運的人,千萬的年輕學子也都與他們是同命運的人。
我並不是要在這裡單純緬懷魯迅,也不是單純想說社會滿面瘡痍,而只是想說,當我寫這本書的時候,我將這本書當作半本小說在寫,我自己也正在虛構那些物理學英雄歷史上的人物
形象。
小說曾經是我的最愛,我在讀高中的時候,就曾經寫小說,發表在學校的《春暉報》上,剛進了北京師範大學讀書,就在物理系刊《求索》上發表了一些小說,現在看來,當然幼稚可笑。但我這次在本書的創作過程中,還是使用了一點小說的伎倆,雖然全書總體上文體似乎不太統一,但讀者們一定要注意,此書是有小說色彩的,並不是完全的物理學史,大家就不要用歷史學家的精確的眼光來審視,然後想著來批判我一番,那沒有意義──我只不過是想把科普與小說結合起來,夢想寫幾本類似《三國演義》的書而已,再說金庸也不是歷史學家,但他寫的歷史背景的小說有那麼多人讀,我的理想也是一樣的。
我寫這本書的時候,精神斷斷續續一直處於激發狀態的時間,一直持續了五年。
當辛亥革命一百週年的時候,我大致寫完這本關於量子力學和廣義相對論的書的草稿。寫完這本書的那一年,我也剛好三十歲了。人們都說,三十而立,我於是想回顧一下我是如何走過自己的青年時代的。
在我的故鄉紹興,有一些年輕人受到魯迅的影響,魯迅是辛亥革命時代出現的一個文學鉅子,他看破人世的悲哀,伸出瘦弱的胳膊抵抗舊中國車輪的沉重慣性,他看到麻木的人性與虛妄的革命,手裡只有一支筆的魯迅總感覺到他所處的時代沒有希望,人民也沒有希...
目錄
第一部分 量子力學
1 孤兒:兩個鑽石王老五
2 監獄裡的群論
3 愛因斯坦與波耳茲曼、馬赫
4 寫清楚熵公式的人
5 富二代德布羅意:凌晨舊戲
6 薛丁格:遺情書
7 十年前的波耳
8 物理思想集大成者:愛因斯坦
9 犀利哥
10 海森堡:日出
11 交換遊戲
12 物理學牛市:矩陣的運動方程式
13 科莫湖畔的費米
14 第五屆索爾維會議
15 狄拉克矩陣:相對論與量子力學的婚姻
16 海鷗,馬約拉納
17 朗道:蘇聯之子
18 廣島之吻
19 原子彈研發與物理學熊市
20 槍手,貓論
21 在戰後的廢墟上
第一部分附錄 235
第二部分 相對論
22 鄉下的月光
23 牛頓引力的高級版本:拉普拉斯方程式
24 三體問題
25 慣性參考系
26 伯爾尼克拉姆大街四十九號
27 公務員的奮鬥
28 三年半的沉默
29 朗之萬:雙胞胎弔詭
30 廣義相對論
31 美國空軍的研究員
32 貝肯斯坦和霍金
33 宇宙學
第二部分 附錄
參考文獻
跋
第一部分 量子力學
1 孤兒:兩個鑽石王老五
2 監獄裡的群論
3 愛因斯坦與波耳茲曼、馬赫
4 寫清楚熵公式的人
5 富二代德布羅意:凌晨舊戲
6 薛丁格:遺情書
7 十年前的波耳
8 物理思想集大成者:愛因斯坦
9 犀利哥
10 海森堡:日出
11 交換遊戲
12 物理學牛市:矩陣的運動方程式
13 科莫湖畔的費米
14 第五屆索爾維會議
15 狄拉克矩陣:相對論與量子力學的婚姻
16 海鷗,馬約拉納
17 朗道:蘇聯之子
18 廣島之吻
19 原子彈研發與物理學熊市
20 槍手,貓論
21 在戰後的廢墟上 ...