《给孩子讲量子力学》作者: 李淼

。。ISBN: 9787513910033

。。内容简介。。

顶尖物理学家,马云、徐小平、罗振宇的“私享课”老师

李淼教授趣味开讲

大科学家讲给小朋友的前沿物理学,

和孩子一起探索世界的真相!

值得家长和孩子共读的人文科学启蒙读物!

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著名物理学家李淼写给孩子的量子力学普及读物,把抽象难懂的量子力学巧妙化为日常可感的事物,更讲述了许多可爱的物理学家的故事,一下子拉近了物理与我们的距离,让我们饶有兴味地跟随他展开这场量子物理之旅。书中也配有妙趣丛生的插画,让小读者们能够更直观地看懂物理过程,也更好地认识世界。

从量子力学开始了解科学、认识世界!让孩子在形成经典物理的条条框框前,先一步接触前沿的科学观念。

顶尖物理学家李淼用极其生动有趣的方式,将孩子带入一个美妙的量子力学的世界,让他们在好奇心得到极大满足的同时,也真正开启对科学的兴趣。


。。作者简介。。

李淼,中山大学天文与空间科学研究院院长院长及筹建人。

1982年毕业于北京大学天体物理专业,1984年获中国科技大学理学硕士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学玻尔研究所学习,1990年获哲学博士学位。1990年起先后在美国加州大学圣塔芭芭拉分校、布朗大学任研究助理、研究助理教授,1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。1999年回国,任中国科学院理论物理研究所研究员、博士生导师。

著有《超弦史话》《越弱越暗越美丽》《中的物理学》等


。。精彩短评。。

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今日收到此书,一口气读完,非常好的科普书,插图直观、有趣。之前量子物理科普书和音频接触不少了,本书仍有让我耳目一新的东西。我认为9岁孩子可以接受,不过完全靠本书内容还不够。推荐喜马拉雅两个节目《量子物理史话》《人人都能懂的宇宙科技简史》,这只是辅助理解,如果扩展阅读,有很多书。

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牛顿三大定律:惯性;力能改变物体运动的速度;力的作用是相互的

万有引力定律:任何两个有质量的物体之间都存在着一种彼此吸引的力,其大小与两个物体质量的乘积成正比,而与两个物体间距离的平方成反比。

拉皮拉斯妖:拉普拉斯是牛顿力学的忠实信徒,他认为,我们可以把宇宙现在的状态视为其过去的果以及未来的因。如果有一个智者能知道某一时刻所有的力和所有物体的运动状态,那么未来就会像过去一样出现在他的面前。这个拉普拉斯口中全知全能的智者,后来被人称为“拉普拉斯妖”。这种认为牛顿力学强大到足以决定未来的观点,被称为决定论。

不确定原理:如果能知道某一时刻所有物体的运动状态,就能知道未来发生的一切。所谓的运动状态包括两部分,一部分是物体的位置,另一部分是物体的运动速度。在物理学中,我们经常用动量来代替速度。什么是动量呢?其实就是物体的质量乘以它的速度。所以拉普拉斯其实是在告诉我们,只要在某一时刻同时测出物体的位置和动量,就可以精准地预测出它以后的运动情况。

但是海森堡发现,在微观世界里,拉普拉斯的前提本身是错的——你根本无法同时测出物体的位置和动量,换句话说,如果物体只有原子那么小,你要想精确地测出它的位置,那它的动量就一定测不准;反过来,你要想精确地测出它的动量,那它的位置就一定测不准。总之就是鱼和熊掌不可兼得。而这个鱼和熊掌不可兼得的结果,就是量子力学中最重要的海森堡不确定性原理。

为什么在微观世界里,物体的位置和动量没有办法同时测准呢? 因为测量一个物体的位置,首先得看见它,所谓的“看见”就是让光打到物体上面,然后再反射到人眼或显微镜里。每种光都有自己的波长。万一波长比物体的尺寸还长,那它就反射不回来了;换句话说,我们无法看见尺寸小于光的波长的物体。所以,要想精确地测出物体的位置,就要尽可能用波长比较短的光。但我们也讲过,光的波长越短,光子的能量就越大;而能量大的光子打到特别小的物体上,就会干扰到它原来的运动。能量越大的光子,越容易干扰微观粒子的运动状态,这意味着,用波长短的光,就没办法测准物体的动量了。

量子开关:薛定谔的猫是死是活,完全取决于放射性元素有没有衰变。至于它是否会衰变,则完全取决于量子力学。也就是说,它衰变的可能性有50%,不衰变的可能性也有50%。这意味着,猫有50%的可能是死的,也有50%的可能是活的。在打开盒子之前,你无法确定猫的死活。换句话说,这就相当于,在打开盒子之前,猫其实处于一种50%活着和50%死掉叠加的状态,即量子开关,它可以既是开的,同时又是关的(玻尔,哥本哈根解释)。

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