如果要评选物理学发展史上最伟大的那些年代,那么有两个时期是一定会入选的:17世纪末和20世纪初。 前者以牛顿《自然哲学之数学原理》的出版为标志,宣告了现代经典物理学的正式创立:而后者则为我们 带来了相对论和量子论,并最彻底地推翻和重建了整个物理学体系。所不同的是,今天当我们再谈论起牛 顿的时代,心中更多的已经只是对那段光辉岁月的怀旧和祭奠:而相对论和量子论却仍然深深地影响和困 扰着我们至今,就像两颗青涩的橄榄,嚼得越久,反而更加滋味无穷。 我在这里先要给大家讲的是量子论的故事。这个故事更像一个传奇,由一个不起眼的线索开始,曲径 通幽,渐渐地落英缤纷,乱花迷眼。正在没个头绪处,突然间峰回路转,天地开阔,如河出伏流,一泄汪 洋。然而还未来得及一览美景,转眼又大起大落,误入白云深处不知归路量子力学的发展史是物理学上 最激动人心的篇章之一,我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌,却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重 生。我们会看到最革命的思潮席卷大地,带来了让人惊骇的电闪雷鸣,同时却又展现出震撼人心的美丽 我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来,却更加坚定了对胜利的信念。 量子理论是一个复杂而又难解的谜題。她像一个神秘的少女,我们天天与她相见,却始终无法猜透她 的内心世界。今天,我们的现代文明,从电脑,电视,手机到核能,航天,生物技术,几乎没有哪个领域 不依赖于量子论。但量子论究竟带给了我们什么?这个问题至今却依然难以回答。在自然哲学观上,量子 论带给了我们前所未有的冲击和震动,甚至改变了整个物理世界的基本思想。它的观念是如此地革命,乃 至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。现代文明的繁盛是理性的胜利,而量子论无疑是 理性的最高成就之一。但是它被赋予的力量太过强大,以致有史以来第一次,我们的理性在胜利中同时埋 下了能够毁灭它自身的种子。以致量子论的奠基人之一玻尔( Niels bohr)都要说:"如果谁不为量子论而 感到困惑,那他就是没有理解量子论 掐指算来,量子论创立至今已经超过100年,但它的一些基本思想却仍然不为普通的大众所熟知。那 么,就让我们再次回到那个伟大的年代,再次回顾一下那场史诗般壮丽的革命,再次去穿行于那惊涛骇浪 之间,领略一下晕眩的感觉吧。我们的快艇就要出发,当你感到恐惧或者震惊时,请务必抓紧舷边。但大 家也要时刻记住,当年,物理史上最伟大的天才们也走过同样的航线,而他们的感觉,和我们是一模一样 第一章黄金时代 我们的故事要从1887年的德国开始。位于莱茵河边的卡尔斯鲁厄是一座风景秀丽的城市,在它的城 中心,矗立着著名的18世纪的宫殿。郁郁葱葱的森林和温暖的气候也使得这座小城成为了欧洲的一个旅 游名胜。然而这些怡人的景色似乎没有分散海因里希·鲁道夫赫兹( Heinrich rudo lf hertz)的注意力: 现在他正在卡尔斯鲁厄大学的一间实验室里专心致志地摆弄他的仪器。那时候,赫兹刚刚30岁,也许不如果要评选物理学发展史上最伟大的那些年代，那么有两个时期是一定会入选的：17 世纪末和 20 世纪初。 前者以牛顿《自然哲学之数学原理》的出版为标志，宣告了现代经典物理学的正式创立；而后者则为我们 带来了相对论和量子论，并最彻底地推翻和重建了整个物理学体系。所不同的是，今天当我们再谈论起牛 顿的时代，心中更多的已经只是对那段光辉岁月的怀旧和祭奠；而相对论和量子论却仍然深深地影响和困 扰着我们至今，就像两颗青涩的橄榄，嚼得越久，反而更加滋味无穷。 我在这里先要给大家讲的是量子论的故事。这个故事更像一个传奇，由一个不起眼的线索开始，曲径 通幽，渐渐地落英缤纷，乱花迷眼。正在没个头绪处，突然间峰回路转，天地开阔，如河出伏流，一泄汪 洋。然而还未来得及一览美景，转眼又大起大落，误入白云深处不知归路……量子力学的发展史是物理学上 最激动人心的篇章之一，我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌，却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重 生。我们会看到最革命的思潮席卷大地，带来了让人惊骇的电闪雷鸣，同时却又展现出震撼人心的美丽。 我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来，却更加坚定了对胜利的信念。 量子理论是一个复杂而又难解的谜题。她像一个神秘的少女，我们天天与她相见，却始终无法猜透她 的内心世界。今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域 不依赖于量子论。但量子论究竟带给了我们什么？这个问题至今却依然难以回答。在自然哲学观上，量子 论带给了我们前所未有的冲击和震动，甚至改变了整个物理世界的基本思想。它的观念是如此地革命，乃 至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。现代文明的繁盛是理性的胜利，而量子论无疑是 理性的最高成就之一。但是它被赋予的力量太过强大，以致有史以来第一次，我们的理性在胜利中同时埋 下了能够毁灭它自身的种子。以致量子论的奠基人之一玻尔（Niels Bohr）都要说：“如果谁不为量子论而 感到困惑，那他就是没有理解量子论。” 掐指算来，量子论创立至今已经超过 100 年，但它的一些基本思想却仍然不为普通的大众所熟知。那 么，就让我们再次回到那个伟大的年代，再次回顾一下那场史诗般壮丽的革命，再次去穿行于那惊涛骇浪 之间，领略一下晕眩的感觉吧。我们的快艇就要出发，当你感到恐惧或者震惊时，请务必抓紧舷边。但大 家也要时刻记住，当年，物理史上最伟大的天才们也走过同样的航线，而他们的感觉，和我们是一模一样 的。 第一章 黄金时代 一 我们的故事要从 1887 年的德国开始。位于莱茵河边的卡尔斯鲁厄是一座风景秀丽的城市，在它的城 中心，矗立着著名的 18 世纪的宫殿。郁郁葱葱的森林和温暖的气候也使得这座小城成为了欧洲的一个旅 游名胜。然而这些怡人的景色似乎没有分散海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）的注意力： 现在他正在卡尔斯鲁厄大学的一间实验室里专心致志地摆弄他的仪器。那时候，赫兹刚刚 30 岁，也许不