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雙縫實(shí)驗(yàn)和量子力學(xué)

諾貝爾獎(jiǎng)得主、著名物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼曾說(shuō):“雙縫實(shí)驗(yàn)包含了量子世界的全部奧秘。”我們?cè)谥袑W(xué)物理課都會(huì)學(xué)到,一道光穿過(guò)兩道狹縫后將會(huì)發(fā)生干涉形成明暗條紋,這就是眾所周知的雙縫實(shí)驗(yàn)。如果只讓單個(gè)光子進(jìn)入設(shè)備,光子竟然也會(huì)自己與自己發(fā)生干涉,在多次實(shí)驗(yàn)后同樣形成明暗條紋。更神奇的是,一旦研究者試圖探測(cè)光子到底通過(guò)了哪道狹縫,干涉條紋即刻就消失了,仿佛能感知到我們的意識(shí)一般。托馬斯·楊在19世紀(jì)早期設(shè)計(jì)了這個(gè)模型,以證明光像波一樣運(yùn)動(dòng),這與艾薩克·牛頓的粒子觀點(diǎn)形成了鮮明的對(duì)比。近一個(gè)世紀(jì)后,阿爾伯特·愛(ài)因斯坦證明了光以量子或粒子的形式存在,這個(gè)實(shí)驗(yàn)成為愛(ài)因斯坦和尼爾斯·玻爾之間關(guān)于現(xiàn)實(shí)本質(zhì)的激烈辯論的關(guān)鍵。可以說(shuō),雙縫實(shí)驗(yàn)串起了人類對(duì)物質(zhì)世界規(guī)律,乃至現(xiàn)實(shí)本質(zhì)的探索。十年又十年,一個(gè)又一個(gè)假設(shè),科學(xué)家們以這個(gè)實(shí)驗(yàn)為藍(lán)本,回答了關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)的越來(lái)越深的問(wèn)題,它也催生了2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在這本書中,作者周游世界,穿越歷史,深入探索了我們尚未了解的物質(zhì)現(xiàn)實(shí)的最小尺度,為讀者展現(xiàn)了一幅兼具科學(xué)與美感的畫卷。

(印)阿尼爾·阿南塔斯瓦米 ·物理學(xué) ·14.2萬(wàn)字

血液傳奇

血糖、血壓、血常規(guī)……聽(tīng)到這些耳熟能詳?shù)拿~,你可能內(nèi)心毫無(wú)波瀾。但是,不管是量血壓,還是做其他檢查,或者是心肺機(jī)、心臟插管等手術(shù),所有這些都建立在人們對(duì)血液循環(huán)建立正確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上。然而,我們現(xiàn)在覺(jué)得理所當(dāng)然的血液循環(huán)概念花了兩千多年的時(shí)間才形成。這本書講述的正是這段跌宕起伏、波瀾壯闊的曲折歷程。文藝復(fù)興時(shí)期,達(dá)·芬奇繪制了人類和牛的心臟及血管系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)圖例,正確地將心臟分為四個(gè)腔室,指出動(dòng)脈和靜脈都源于心臟。年輕的人體解剖學(xué)家維薩里從多個(gè)方面公開(kāi)質(zhì)疑蓋倫的學(xué)說(shuō),他的著作《人體的構(gòu)造》對(duì)心臟、肺和血管系統(tǒng)的描述非常詳細(xì)、準(zhǔn)確。17世紀(jì)初,英國(guó)醫(yī)生威廉·哈維指出了血液循環(huán)的正確方式。他使用的定量研究方法是現(xiàn)代科學(xué)的標(biāo)志,這一發(fā)現(xiàn)徹底改變了生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但在這個(gè)過(guò)程中,哈維經(jīng)歷了醫(yī)學(xué)界有史以來(lái)最偉大的一次冒險(xiǎn),直面人性的光輝和暗面。在這本書中,全球近三千年的歷史與生理學(xué)、醫(yī)學(xué)重大發(fā)現(xiàn)交織在一起,有悲劇性的失敗,更有在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的非凡進(jìn)步。

(美)祖恩·塞特納 ·科技史 ·18.4萬(wàn)字

反事實(shí)

蹺蹺板,計(jì)算機(jī),燈塔與港口不遠(yuǎn)處的船帆。信息,知識(shí),量子信息,下一代熱機(jī)和納米機(jī)器人。看似風(fēng)馬牛不相及的現(xiàn)象和事物,在牛津大學(xué)物理學(xué)家奇亞拉·馬爾萊托看來(lái),可以被統(tǒng)一于一個(gè)新概念之下,用它解釋,以它勾連,甚至可能由它啟迪和創(chuàng)造。這個(gè)令我們耳目一新的概念,叫“反事實(shí)”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),反事實(shí)就是關(guān)于可能和不可能的科學(xué),是關(guān)于什么可能發(fā)生,什么不可能發(fā)生的科學(xué)。馬爾萊托用凝練的論證為我們描摹出了反事實(shí)是什么以及它的強(qiáng)大魔力。在如今的基礎(chǔ)物理學(xué)存在的大多數(shù)未解問(wèn)題中,反事實(shí)屬性都是核心內(nèi)容。反事實(shí)屬性將那些表面看起來(lái)非物質(zhì)的抽象概念,比如信息和知識(shí),帶入了物理學(xué)領(lǐng)域。接受了反事實(shí)屬性,我們就可以用明確的定律描述那些傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為只能近似描述的實(shí)體,比如信息、能量、熱和功。這是一個(gè)新領(lǐng)域,一種新方法,一門能夠?yàn)槲覀兇蜷_(kāi)更新、更大也更有想象力的宇宙圖景的新科學(xué),幫助我們重新理解這個(gè)世界。

(英)奇亞拉·馬爾萊托 ·物理學(xué) ·12萬(wàn)字

量子力學(xué)的真相

春天的早晨,從窗戶涌進(jìn)來(lái)的空氣帶著花園里的清新氣息,這個(gè)“奇跡”是如何發(fā)生的?分子如何被微風(fēng)吹動(dòng),又如何經(jīng)鼻子轉(zhuǎn)化成令人感到愉悅的氣味?每天早晨醒來(lái)的“我”是誰(shuí)?當(dāng)這個(gè)“我”睜開(kāi)雙眼時(shí),周圍的宇宙又是什么?……在這個(gè)量子力學(xué)的時(shí)代,關(guān)于我們的存在以及我們與這個(gè)世界之間關(guān)系的這些基本的問(wèn)題,仍是未解之謎。而愛(ài)因斯坦和其他現(xiàn)實(shí)主義者相信:量子力學(xué)理論是不完備的。在《量子力學(xué)的真相》一書中,斯莫林教授用3幕故事帶領(lǐng)我們走進(jìn)量子力學(xué)的世界,了解那些自量子力學(xué)誕生以來(lái)就一直困擾著人們的概念問(wèn)題和嚴(yán)重分歧。第一幕他會(huì)講述我們?cè)谔骄苛孔恿W(xué)發(fā)展軌跡時(shí)所需的基本的量子力學(xué)概念。第二幕他將帶我們追溯了從20世紀(jì)50年代開(kāi)始的現(xiàn)實(shí)主義量子力學(xué)方法的復(fù)興,并且闡述它們的優(yōu)缺點(diǎn)。斯莫林認(rèn)為:正確且完備的量子力學(xué)理論不僅能夠解決量子引力的問(wèn)題,還能給出一套完整的宇宙學(xué)理論。第三幕斯莫林將介紹包括自己在內(nèi)的當(dāng)代物理學(xué)家為構(gòu)建現(xiàn)實(shí)主義的萬(wàn)物理論所付出的努力。量子力學(xué),是一個(gè)充滿悖論與神秘色彩之地,歡迎所有人來(lái)到新的科學(xué)時(shí)代。

(美)李·斯莫林 ·物理學(xué) ·17.2萬(wàn)字

狼的智慧

在漫長(zhǎng)的生命進(jìn)化史上,有一種動(dòng)物與人最為相像,它不是黑猩猩,也不是猿或猴,而是狼。本書將向我們揭示諸多新奇而令人驚嘆的事實(shí)。埃莉·拉丁格是享譽(yù)大西洋兩岸的狼專家,25年來(lái),她一直潛心觀察和研究黃石公園的野狼群。她發(fā)現(xiàn),狼是極聰明、富有人情味的動(dòng)物,它們會(huì)共同撫育后代,照料年邁的老狼和負(fù)傷者;它們遵從頭狼的領(lǐng)導(dǎo),女性擁有最終的決定權(quán);它們會(huì)因愛(ài)人去世而心碎,也會(huì)為尋找未來(lái)而奔走遠(yuǎn)方;它們會(huì)思考,會(huì)做夢(mèng),會(huì)交流,會(huì)定計(jì)劃。愛(ài)家人,負(fù)起該負(fù)的責(zé)任,不輕言放棄,熱愛(ài)嬉戲……在埃莉·拉丁格的鏡頭和筆尖下,每一只狼都有自己的名字和個(gè)性。你會(huì)遇到黃石公園的超級(jí)巨星、狼界的安吉麗娜·朱莉“06”,“花花公子”卡薩諾瓦,天生喜歡流浪的“瘸腿兒”。你也會(huì)看到拉馬爾狼群、莫麗狼群、德魯伊狼群,如何為捍衛(wèi)領(lǐng)地而矢志不渝,譜寫著一個(gè)又一個(gè)傳奇。埃莉·拉丁格用細(xì)膩而敏感的觀察、真實(shí)而動(dòng)人的故事展現(xiàn)了狼的生存哲學(xué):家庭觀、領(lǐng)導(dǎo)力、內(nèi)心世界以及面對(duì)失敗和死亡的態(tài)度。她向我們分享狼的所有,引領(lǐng)我們重新認(rèn)識(shí)狼,更重要的是讓我們懂得,作為人類,我們要向狼學(xué)習(xí)的那些智慧。

(德)埃莉·H.拉丁格 ·生物科學(xué) ·10.1萬(wàn)字

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