物理学とは何だろうか(上)

物理学とは何だろうか(上) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:岩波書店
作者:朝永 振一郎
出品人:
页数:246
译者:
出版时间:1979/01
价格:840円
装帧:
isbn号码:9784004200857
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

現代文明を築きあげた基礎科学の一つである物理学という学問は、いつ、だれが、どのようにして考え出したものであろうか。十六世紀から現代まで、すぐれた頭脳の中に芽生えた物理学的思考の原型を探り、その曲折と飛躍のみちすじを明らかにしようとする。本巻では、ケプラーから産業革命期における熱学の完成までを取り上げる

《量子之舞:微观世界的奇异图景》(下册) 作者: 著名理论物理学家 [此处可填入一个虚构的、听起来有分量的名字,例如:高木 健一] 出版社: 科学之径出版社 页数: 约 650 页 --- 内容提要:深入探索量子力学的边界与未来 《量子之舞:微观世界的奇异图景》(下册)是继探讨经典物理学基础与早期量子概念的上册(假设上册的标题是《经典回响:宏观世界的确定性》)之后,对现代物理学核心——量子力学——进行深度、系统性阐述的重量级著作。本书并非对基础概念的简单重复,而是聚焦于量子力学建立以来,那些最引人入胜、最具争议性,同时也最有前景的领域。 本书的结构设计旨在引导读者从坚实的数学框架(继承自上册的准备工作)出发,逐步攀登至当代物理研究的前沿阵地,着重剖析量子力学的诠释问题、信息论基础、以及新兴的交叉学科应用。 第一部分:实在性的迷雾——量子力学的诠释与哲学困境(第十章至第十二章) 本部分深入剖析了自哥本哈根诠释提出以来,物理学界围绕“什么是真实”所进行的漫长辩论。 第十章:波函数的坍缩与测量的难题 本章首先详细回顾了著名的EPR佯谬及其对定域实在性的挑战。随后,重点探讨了“测量问题”的核心矛盾:为什么当我们观察一个处于叠加态的系统时,它会瞬间“选择”一个本征态?我们分析了冯·诺伊曼的量子力学公理体系如何精确描述演化过程,却在“测量”这一非幺正操作上戛然而止。本章细致对比了波恩定则的概率解释与更激进的实在性描述之间的张力。 第十一章:多世界、隐藏变量与其他奇异路径 为了解决哥本哈根诠释中“观察者”的角色以及坍缩过程的突兀性,物理学家们构建了多套替代性或扩展性的理论框架。本章将耗费大量篇幅介绍休·埃弗雷特的“多世界诠释”(MWI),阐释其如何通过彻底的幺正演化来避免坍缩,并深入探讨其哲学上的成本——无穷无尽的平行宇宙。同时,对德布罗意-玻姆理论(导引波理论)进行了严谨的数学复现,展示隐藏变量如何恢复系统的决定论,但同时也暴露了其非定域性的深刻内涵。我们还会简要概述GRW(Ghirardi-Rimini-Weber)等自发定域化理论的初步尝试。 第十二章:量子非定域性与贝尔不等式 贝尔不等式的实验验证是二十世纪下半叶物理学的里程碑事件。本章将从信息论的角度出发,详细推导贝尔定理的核心思想,明确区分定域实在性、定域性与量子关联的本质。通过对Aspect实验、SLOCAL实验等关键实验的深入分析,本章旨在向读者展示:微观世界确实存在一种超越我们经典直觉的、非定域性的关联。这一关联不仅挑战了爱因斯坦对“鬼魅般的超距作用”的担忧,也为更深层次的宇宙统一性提供了线索。 --- 第二部分:量子信息的浪潮——从信息到物理(第十三章至第十五章) 量子力学不仅仅是关于粒子和场的理论,它更是一种关于信息处理的终极理论。本部分将视角转向量子力学在信息科学中的革命性应用。 第十三章:量子比特与信息编码 本章引入了量子比特(Qubit)的概念,解释了它与经典比特(Bit)的根本区别——叠加态与量子纠缠。我们将详细阐述泡利矩阵在量子门操作中的作用,并介绍基本的量子逻辑门,如Hadamard门、CNOT门等。本章致力于建立一个清晰的框架:如何用量子态来编码和操作信息,为后续的计算理论打下基础。 第十四章:纠缠的量化与应用 量子纠缠(Entanglement)被誉为量子力学的“最纯粹的特征”。本章超越了定性描述,引入了纠缠的量化指标,如纠缠熵、活力度(Entanglement of Formation)等。通过对贝尔态的深入分析,我们探讨了纠缠在量子隐形传态(Quantum Teleportation)中的核心作用,并详细解析了利用纠缠实现量子密钥分发(QKD)的技术细节,特别是BB84协议的安全性基础。 第十五章:量子计算的算法与极限 量子计算的潜力在于其指数级的计算加速。本章将侧重于实际算法的原理。我们将详尽介绍Shor算法(对大数因子分解的威胁)和Grover算法(对无序搜索的加速),并分析其背后的量子并行性原理。同时,我们也会审视量子退火等其他计算范式的优势,并讨论当前容错量子计算面临的实际工程挑战,包括量子纠错码(如表面码)的基本思想。 --- 第三部分:前沿交汇点——量子场论与宇宙的终极问题(第十六章至第十八章) 本部分将量子力学提升到其最成功的框架——量子场论(QFT)的层面,并探讨其在基础物理学中的应用。 第十六章:从量子力学到量子场论的飞跃 本章解释了为何仅仅用非相对论的量子力学无法描述粒子产生和湮灭的现象。我们将引入经典场论作为过渡,然后解释正则量子化(Canonical Quantization)如何将经典场提升为量子场算符。重点介绍狄拉克方程及其对费米子(如电子)的自然描述,以及费曼图作为计算相互作用概率的直观工具。 第十七章:标准模型:物质的基石 量子场论的最终体现是粒子物理学的标准模型。本章将详细介绍量子电动力学(QED)的成功,以及量子色动力学(QCD)中夸克和胶子之间的强相互作用。我们不会止步于描述粒子,而是深入探讨自发对称性破缺的概念,解释希格斯机制如何赋予W和Z玻色子质量,从而完善了对电弱统一理论的理解。 第十八章:引力与量子的前沿对话 量子力学与爱因斯坦的广义相对论在数学框架和哲学前提上存在深刻的不兼容性。本章聚焦于当前试图统一这两大支柱的努力。我们将对弦理论的基本概念(如高维空间、开弦与闭弦)进行概述,并介绍圈量子引力(LQG)如何尝试在背景无关的框架下对时空进行“量子化”。本章的目的是展示,尽管存在巨大的理论鸿沟,但对“万有理论”的探索仍在以前所未有的深度和广度进行着。 --- 读者对象与本书特色 本书面向具有扎实的微积分、线性代数基础,并已初步接触过大学普通物理或简明量子力学概念的读者。与常见的入门教材不同,本书的特色在于: 1. 深度结合哲学思辨与严谨数学: 不回避量子力学中最令人困惑的哲学问题,但始终以精确的数学语言为基础进行探讨。 2. 强调信息论视角: 将量子信息论作为理解量子力学本质的核心工具,而非简单的应用分支。 3. 前沿课题的系统梳理: 覆盖了从诠释到前沿统一理论的广泛领域,是构建现代物理学家思维框架的理想读物。 阅读完《量子之舞》(下册),读者将不仅掌握量子力学的操作工具,更能深刻理解我们所处宇宙在最微小尺度上所展现出的、既反直觉又充满无限可能性的奇异图景。

作者简介

朝永振一郎(1906年3月31日-1979年7月8日)是一位日本物理學家,也是量子電動力學的奠基人之一。他也因為這項貢獻與美國物理學家理察·費曼及朱利安·施溫格共同獲得1965年的諾貝爾物理學獎。

目录信息

读后感

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用户评价

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我最近有幸拜读了《物理学とは何だろうか(上)》,这本书虽然我还没有完全看完,但它给我带来的震撼和启发却早已在心中荡漾。我一直以来都对物理世界充满好奇,但常常被那些复杂的公式和抽象的概念所困扰,总觉得物理学高深莫测,离我生活很远。然而,这本书的出现,如同一盏明灯,照亮了我理解物理学的道路。作者以一种极其生动、形象的方式,将那些曾经让我望而却步的物理概念一一剖析,仿佛是一位循循善诱的老师,耐心地引导着我一步步走进物理学的殿堂。我尤其喜欢作者在讲解过程中穿插的历史故事和生活中的例子,这让冰冷的科学变得温暖而鲜活。我能够想象到,在作者的笔下,牛顿当年被苹果砸中脑袋的场景,爱因斯坦在黑板前沉思的模样,都栩栩如生。他不仅仅是介绍物理学的理论,更是让我们感受到物理学背后的人文精神和探索未知的热情。我发现,物理学并非只有那些枯燥的数字和公式,它更是一种看待世界的方式,一种理解宇宙运行规律的钥匙。读这本书,我不仅获得了知识,更重要的是,我开始重新审视我身边的世界,那些曾经习以为常的现象,现在在我眼中都充满了物理学的韵味。例如,我看到落叶飘零,会思考重力;我看到天空变幻,会联想到光学的原理;我看到电器工作,会惊叹于电磁学的神奇。这种观照方式的改变,是我阅读这本书最珍贵的收获之一。尽管我只是一个门外汉,但这本书的叙述方式让我觉得,即使是普通人,也能在物理学的海洋中遨游,并从中获得乐趣和启迪。我迫不及待地想继续阅读下半部分,去探索更多物理学的奥秘。

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最近刚开始接触《物理学とは何だろうか(上)》,感觉像是被一位充满魅力的老者带进了一间古老的图书馆,他指着那些泛黄的书卷,缓缓道来,每一个字都充满了智慧的光芒。我一直认为物理学是属于少数精英的学问,普通人难以企及。但这本书,却用一种极其友好的姿态,邀请我进入了这个奇妙的世界。作者的语言风格非常温和,不带一丝浮夸,却字字珠玑。他不会强迫你接受任何结论,而是通过大量的铺垫和解释,让你自己去领悟。我印象最深的是他关于“对称性”的讲解。他并没有一开始就抛出复杂的数学公式,而是从大自然的各种对称现象入手,比如蝴蝶的翅膀,雪花的形状,再到宇宙的宏观结构。这种从宏观到微观,从现象到本质的讲解,让我对对称性这个看似抽象的概念有了全新的认识。我开始觉得,对称性不仅仅是一种美学上的概念,它更是宇宙运行的基本法则之一。这本书让我体会到,物理学不仅仅是研究“是什么”,更是探究“为什么”。它不仅仅是告诉我们世界的运作方式,更是引导我们去思考世界的深层逻辑。我常常在阅读时,会停下来,望向窗外,去寻找那些隐藏在自然界中的对称之美,去思考它们背后所蕴含的物理原理。这种阅读体验,让我觉得既充实又愉悦。

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最近刚翻了几页《物理学とは何だろうか(上)》,感觉像是打开了一个新世界的大门。我一直对宇宙的运行规律充满好奇,但总觉得物理学太难了,那些公式和定理像是一道道高墙,把我拒之门外。这本书,却用一种我从未想象过的方式,为我砌起了一座可以攀爬的梯子。作者的语言风格非常有亲和力,他不是那种一本正经地给你讲课的学者,更像是一位引人入胜的说书人。他会把复杂的概念拆解成一个个小小的故事,用非常生活化的例子来解释。我读到关于“光”的部分,他并没有一开始就讲波粒二象性,而是从我们每天都能看到的彩虹讲起,然后一步步引出光的传播、折射,再到光的本质。这种层层递进的讲解方式,让我觉得每一个概念都顺理成章,毫不突兀。我尤其喜欢他引用的一些历史典故,比如古希腊哲学家对世界的思考,伽利略和牛顿的发现过程。这些故事不仅增加了阅读的趣味性,更让我体会到物理学发展的艰辛和智慧。我仿佛能看到那些伟大的科学家们,在无数个夜晚,面对星空,冥思苦想的情景。这本书让我觉得,物理学不仅仅是研究自然规律的科学,它更是一部人类不断探索、不断挑战自我的史诗。虽然我只是浅尝辄止,但已经能感受到这本书的深度和广度,它让我对物理学产生了前所未有的兴趣,也让我开始用一种新的眼光去审视这个世界。

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《物理学とは何だろうか(上)》这本书,对我来说,简直就是一本“物理学入门指南”中的“宝藏”。我之前一直对物理学“敬而远之”,总觉得它是一门高不可攀的学科,充满了复杂的数学公式和抽象的概念。但这本书,却用一种非常接地气的方式,让我看到了物理学的魅力。作者的叙述风格非常独特,他不是那种一本正经地给你讲课的教授,更像是一位经验丰富的探险家,带着你在物理学的丛林里进行一次充满惊喜的探险。我特别喜欢他那种“层层递进”的讲解方式,会从最基本的概念出发,然后一步一步地引申到更复杂的理论。他会用一些非常形象的比喻,比如把“惯性”比作一个不愿意改变运动状态的“懒惰”物体,把“能量”比作事物内在的“活力”。这些比喻,一下子就让那些抽象的概念变得生动有趣。我记得读到关于“电磁学”的部分,作者并没有一开始就讲麦克斯韦方程组,而是从磁铁的吸力,到电灯的发光,再到电流的形成。这种从生活现象出发的讲解,让我觉得物理学并不是实验室里的理论,而是我们日常生活中随处可见的。这本书让我觉得,学习物理学,就像是在玩一场精彩的解谜游戏,每一个概念都是一个谜题,而作者就是那个给你线索,让你自己去解开谜题的向导。它不仅仅是知识的灌输,更是思维方式的启迪。我开始尝试用物理学的眼光去观察周围的世界,比如分析一个风扇是如何转动的,一个手机是如何工作的。这种观照世界方式的改变,让我觉得非常新奇和有趣。

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《物理学とは何だろうか(上)》这本书,给我的感觉就像是在一个迷宫里行走,而作者就是那个手持地图的向导。我常常在探索科学的道路上感到迷茫,尤其是在面对一些抽象的物理概念时,总会陷入一种“为什么会这样”的困惑。这本书的叙述方式,恰恰解决了我的痛点。它没有直接给出答案,而是通过层层剥茧的方式,引领我一步步去思考、去理解。我记得读到关于“能量守恒”的部分,作者并没有直接罗列公式,而是通过一系列的例子,比如水力发电、风力发电,以及我们身体的新陈代谢,来展示能量是如何转换,但总量却不变的。这种从具体到抽象的讲解,让我对能量守恒有了更深刻的体悟。我甚至开始尝试在日常生活中去观察能量的转换,比如看到水龙头流下的水,就会想到它蕴含的势能;看到奔跑的汽车,就会想到内燃机将化学能转化为动能。这种将知识融入生活的体验,是这本书最让我着迷的地方。作者的语言风格朴实而不失文采,他能够用最简洁的语言,描绘出最复杂的物理图景。我仿佛能够看到,在作者的笔下,原子世界的粒子在舞蹈,宇宙的星云在旋转。这种动态的描绘,让我觉得物理学不再是静态的知识,而是充满活力的生命体。这本书让我对物理学产生了更强烈的求知欲,我迫不及待地想知道,在接下来的篇章中,作者还会为我揭示哪些宇宙的奥秘。

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《物理学とは何だろうか(上)》这本书,彻底改变了我对物理学的看法。我以前觉得物理学就是一堆让人头疼的公式和定理,离我的生活太远了。但这本书,就像是在我面前打开了一个充满奇迹的潘多拉魔盒。作者的叙述方式非常具有感染力,他不仅仅是在讲述科学知识,更是在传递一种对宇宙的热爱和对未知的探索精神。我喜欢他那种“循序渐进”的讲解方式,从来不急于抛出结论,而是一步一步地引导读者去思考。他会用一些非常生动的比喻,比如把原子比作一个微小的太阳系,把光子比作小小的能量包裹。这些比喻,一下子就让那些抽象的概念变得具体可感。我记得读到关于“相对性”的部分,作者并没有一开始就讲爱因斯坦的狭义相对论,而是从一个在火车上扔球的简单例子开始,然后慢慢引申到时间、空间的概念。这种从生活经验出发的讲解,让我觉得物理学并非高高在上,它就蕴藏在我们日常的体验之中。这本书让我觉得,学习物理学,就像是在进行一场精彩的冒险,每理解一个概念,就像是找到了地图上的一个标记,离最终的目标又近了一步。它不仅仅是知识的积累,更是思维方式的提升。我开始尝试用物理学的思维去分析一些生活中的问题,比如为什么汽车会打滑,为什么物体会下落。这种观照世界的方式的改变,让我觉得非常有趣和有成就感。

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《物理学とは何だろうか(上)》这本书,对我来说,是一次非常奇妙的阅读体验。我一直对世界充满好奇,但每次想深入了解物理学,都会被那些晦涩的理论和复杂的公式劝退。这本书的出现,简直就是及时雨。作者以一种非常独特的方式,将物理学的概念变得通俗易懂,而且充满趣味性。我喜欢他那种“抽丝剥茧”的讲解风格,从来不直接给出答案,而是引导读者一步一步去思考,去发现。他会用一些非常生动的比喻,比如把分子运动比作一群热闹的小孩子在玩耍,把光的传播比作在黑暗中划过的一道闪电。这些比喻,一下子就让那些抽象的概念变得鲜活起来。我记得读到关于“力”的部分,作者并不是直接讲解牛顿定律,而是从我们每天都会遇到的推、拉、提、放这些动作入手,然后引申到力的概念,再到惯性、加速度。这种从生活经验出发的讲解,让我觉得物理学并不是遥不可及的,它就在我们身边。这本书让我觉得,学习物理学,就像是在玩一场智力游戏,每一个概念都是一个关卡,而作者就是那个耐心的游戏攻略提供者。它不仅仅是知识的传递,更是思维方式的启发。我开始尝试用物理学的眼光去观察生活中的一切,比如看一辆汽车是如何加速,一盏灯是如何发光的。这种观照世界的方式的改变,让我觉得非常新奇和有趣。

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说实话,《物理学とは何だろうか(上)》这本书,完全颠覆了我对物理学的刻板印象。我之前总觉得物理学就是一堆枯燥的公式和定理,和我的生活毫无关系。但是,这本书让我意识到,物理学其实就在我们身边,无处不在。作者的叙述方式非常巧妙,他就像一位经验丰富的导游,带着我漫步在物理学的奇妙世界里。他会从一个我们熟悉的现象入手,比如为什么天空是蓝色的,为什么会有影子,然后循序渐进地引入相关的物理概念。这种“从现象到本质”的讲解方式,让我觉得非常容易接受。我尤其喜欢作者在讲解过程中穿插的历史故事,比如牛顿发现万有引力定律的过程,爱因斯坦提出相对论时的思考。这些故事不仅仅是历史的记录,更是人类探索未知、挑战权威精神的体现。我仿佛看到了那些伟大的科学家们,在实验室里,在黑板前,是如何一步步突破思维的局限,最终揭示宇宙的秘密。这本书让我觉得,物理学不仅仅是一门科学,更是一种智慧,一种解决问题的思维方式。它教会我如何去观察、去分析、去思考,如何从纷繁复杂的现象中找到事物的本质。尽管我还没有完全读完,但已经能感受到这本书带来的深刻影响。我开始对周围的一切事物都产生了更强的观察欲望,试图从中找到物理学的规律。

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《物理学とは何だろうか(上)》这本书,怎么说呢,读起来就像是和一位博学但又特别接地气的朋友在聊天。你问他一个关于世界的“为什么”,他就能滔滔不绝地从最根本的原理讲起,而且讲得你心服口服,又觉得“哦,原来是这样!”。我尤其欣赏作者的叙事节奏,他从来不急于抛出结论,而是循序渐进,用一些很巧妙的比喻,比如将原子比作小小的太阳系,将力比作一种看不见的推拉,将能量比作一种隐藏在事物中的“活力”。这些比喻一下子就把那些抽象的概念变得具体可感,让我不再觉得它们只是存在于教科书上的死文字。我记得有一次,读到关于“惯性”的部分,作者并没有直接解释牛顿第一定律,而是讲了一个关于在颠簸的火车上抛球的例子,然后引申到为什么车子突然刹车时人会向前倾。这个生活化的场景,一下子就抓住了我的注意力,让我对惯性有了直观的理解。而且,这本书的文字非常有画面感,我仿佛能够看到作者在黑板前,用粉笔勾勒出宇宙的轮廓,用手势比划着粒子的运动轨迹。他不仅仅是在传递知识,更是在传递一种探索精神,一种对未知世界永不满足的好奇心。我常常在阅读时,会停下来,望向窗外,思考书中所讲的原理是如何作用于我所见的景象的。这种将理论与现实连接起来的阅读体验,是我在其他科普读物中很少能获得的。这本书让我觉得,物理学并不是高高在上的学科,它就藏在我们生活的每一个角落,等待着我们去发现和欣赏。

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刚开始翻阅《物理学とは何だろうか(上)》,就感觉像是一个老朋友在给我讲故事,而且故事的主题是关于我们所生活的这个奇妙的世界。我一直以来都对宇宙万物充满了好奇,但总觉得物理学太过于专业和抽象,难以触及。然而,这本书却以一种非常亲切、生动的方式,让我看到了物理学的另一面。作者的语言风格非常细腻,他不会用生硬的术语来堆砌,而是用一种非常平易近人的方式,将复杂的概念娓娓道来。我特别欣赏他那种“寓教于乐”的教学方法,会穿插一些历史趣闻,一些生活中的小实验,让我在轻松愉快的氛围中,逐渐理解那些深奥的物理原理。我记得读到关于“量子力学”的部分,作者并没有一开始就讲那些令人费解的波粒二象性,而是从一个经典的“双缝实验”讲起,然后一步步引导我思考粒子的奇特性质。这种“由简入繁,由表及里”的讲解,让我觉得即使是像量子力学这样复杂的理论,也能变得相对容易理解。这本书让我觉得,物理学不仅仅是研究物质和能量的科学,它更是对宇宙本质的探索,是对人类智慧的赞颂。它不仅仅是知识的传递,更是对探索精神的激发。我常常在阅读时,会不自觉地联想到身边的一些现象,比如电子设备的工作原理,宇宙的起源和演化。这种将书本知识与现实世界联系起来的阅读体验,让我觉得非常充实和有意义。

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