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上帝的骰子,量子物理大白話:高中聽不懂、大學沒真懂,100萬粉絲的「量子學派」部落格創始人,用漫畫讓你笑著看懂。

上帝的骰子,量子物理大白話:高中聽不懂、大學沒真懂,100萬粉絲的「量子學派」部落格創始人,用漫畫讓你笑著看懂。

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內容簡介

  「懂不懂量子力學是物理學家的事,會不會用就是咱們的事,
  利用好的話,你就可能是下一個馬雲或比爾‧蓋茲。」
  ——百萬YouTuber 老高與小茉
 
  什麼是量子力學?
  就是微觀世界的物理學(國高中學的物理是宏觀世界的),
  也是一門與人類直覺相衝突的物理學。
  
  例如,量子力學最著名的例子,是一隻名為薛丁格的又死又活的貓?
  啥?怎麼會有貓又死又活呀?
 
  量子力學還說,地球是個波,電腦是個波,你和我也是一個波……
  所以,你看到的我,不是真的我?(這明明是物理學,怎麼聽起來像哲學?)
 
  還有,你相信在另一個平行時空裡,也有一個一模一樣的你嗎?
  (別笑,我這麼說絕非韓劇看太多,
  但你如果看過電影《星際效應》,顯然你已經接受量子物理了。)
 
  這門學問聽起來荒謬,為什麼還要搞懂它?
  因為沒有量子物理,就沒有現代資訊革命。
  
  我們天天滑的手機裡面的晶片、充電器,
  治療青光眼、近視眼的雷射光,還有可以診斷出大部分腫瘤的核磁共振等,
  都是量子物理的一種。(因為它們都是一種波。)
 
  在已開發國家中,超過1/3的國內生產總值都跟量子力學有關,
  這是一門改變人類生活最有用的物理學。
    
  本書作者羅金海,是擁有100萬粉絲「量子學派」部落格的創始人,
  曾在中國國家技術中心設計潛艇,還在新聞行業做過評論主編。
  在量子學派部落格上連載的「量子物理趣畫」,
  將難懂的量子物理知識,化為簡單漫畫,網路累計閱讀超過三千萬次。
 
  ◎量子力學的基本定律
  科學家常說,萬物皆有定律,天上天下,沒有物理學解釋不了的現象,
  偏偏量子力學主張:宇宙是一個充滿不確定的能量世界,直到你看見,它才存在!
  (聽起來很像哲學)
  所以,主張確定論的天才發明家愛因斯坦就非常嗤之以鼻,甚至帶頭反對!
 
  但量子力學真的不可預測嗎?其實它是有跡可循的,
  作者用有趣的漫畫,解釋「不確定性原理」、「思維實驗」和「互補原理」,
  告訴你量子物理的基本定律。
 
  ◎真理與不確定性的物理大戰
  量子力學的出現,竟然要感謝一群科學家的私人恩怨?
  1927年,以丹麥物理學家波耳為首的哥本哈根學派,
  以「不確定性原理」解釋量子力學,
  而主張萬物都存在「確定性」的愛因斯坦,為了真理隻身挑戰一群物理學家。
  
  沒想到,三回合下來,愛因斯坦三戰全輸,
  並留下一句名言:「你真的相信,月亮只有在看著它時才真正存在嗎?」
  所以他終其一生都無法認同量子力學。
  
  愛因斯坦曾說:「上帝不擲骰子。」
  霍金博士卻說:「上帝不但擲骰子,他還把骰子擲到我們看不見的地方去!」
  這個物理學史上最大的論戰,到底誰是誰非?
  本書用最直觀的方式呈現在你眼前。
   
  對了,想認識量子力學,千萬不要「不自量力」(不要自學量子力學!)
  本書可以幫助你。
 
好評推薦
 
  大同高中物理老師/劉彥廷
 

作者介紹

作者簡介
 
羅金海
 
  擁有100萬粉絲「量子學派」部落格的創始人,曾在中國國家技術中心設計潛艇,還在新聞行業做過評論主編。熱愛科學,迷戀人文,左半腦和右半腦戰鬥力均等。既是「數理世界懂詩詞歌賦的工程師」,又是「人文學科裡懂量子力學的主編」。
 
  在量子學派部落格上連載的〈量子物理趣畫〉,以詼諧幽默、輕鬆搞笑的筆法,解說難懂的量子物理知識,閱讀量近十萬次,累計閱讀也超過三千萬次。
 

目錄

推薦序 老師,應該是知識的表演者/劉彥廷

引言 量子力學的前夜
第一章 從光的本質說起
第二章 舊量子論的奠基
第三章 量子力學的基本定律
第四章 愛因斯坦和哥本哈根學派的偉大戰爭
第五章 薛丁格的貓
第六章 貝爾不等式
第七章 量子力學的應用
 

推薦序
 
老師,應該是知識的表演者
大同高中物理老師/劉彥廷
 
  最初,我以為我拿的是一本談量子力學的正經科普書;翻了幾頁後,我開始懷疑它是漫畫書;再看了幾回,我發現我看的應該是章回小說;最後,闔上書本我才明白,我看的是一場精彩的「科學脫口秀」!
 
  知識工作者,可以就知識鏈的位置,概略的分成兩種類型:「知識的生產者」和「知識的傳遞者」。前者如大學教授、科學家等,他們位於知識的上游,專門研究、產出知識,不斷的將人類的認知邊界往外拓寬。後者如老師,他們位於知識的中游,負責捧起前人努力獲得的知識,小心翼翼的傳到下游,讓所有的孩子都能拿著知識果實,站在巨人的肩膀上,看得更遠,跳得更高。
 
  我是一名科學教育工作者,但比起將自己定義為知識的傳遞者,我更喜歡將自己定義為知識的表演者。我認為,好的老師應該像一名演員,盡可能的將知識「演」得有趣,將課程設計成一場場精彩的「秀」,吸引學生、引起學生的興趣。
 
  在科學教學上,課程要「有趣」,不外乎就是三點:
  第一,深具張力的演示實驗。
  第二,幽默的口條。
  第三,生動有趣的比喻和例子。
 
  關於第一點,深具張力的演示實驗,在我學習、教授物理的生涯中,看過最精彩、最具戲劇性的演示實驗,莫過於麻省理工學院(MIT)的瓦爾特.列文(Walter Lewin)教授,有興趣的讀者可上網查詢。看完後,保證讓你印象深刻,點燃你的物理之魂。
 
  至於後面兩點──幽默的口條、生動有趣的比喻和例子,我認為本書的作者絕對是個中翹楚,值得所有科學教育工作者取經。
 
  關於幽默的口條,我很少看科學類的書會從頭笑到尾。舉個例子,作者在引言開頭,談到如何學習量子力學時,引用了「不自量力」這個成語,但這四個字,絕對不是你知道的那個意思!他說,什麼是不自量力呢?就是「不要自學量子力學」。
 
  再舉個例子,提到量子力學之父──普朗克時,作者說他「除了彈鋼琴之外,什麼興趣都沒有」;談到與愛因斯坦齊名的大神級科學家──波耳,作者調侃他「擁有北歐海盜血統,從小就是科學流氓」;談到包立(沒錯!就是「包立不相容原理」的那個包立),因其不畏懼權威,敢於批評老師和前輩的個性,被比喻為「上帝之鞭」。這些科學大神,在作者詼諧的文筆下,雖稍誇大了缺點,卻也因此有了「人性」。科學與人文,作者用幽默,調出了黃金比例。
 
  至於生動有趣的比喻和例子,作者在書中提到牛頓三大運動定律時,他是這樣講述的:
  第一定律:所有的物體都很懶,都想活在舒適區!
  第二定律:想加速前進,你就得多用點力!
  第三定律:一個巴掌拍不響,兩個巴掌啪啪響!
  看到這,也許有部分物理專業的人,開始眉頭緊皺,心中暗道:「這種胡說八道的內容,可以稱得上物理嗎?」
 
  以前的我,也有同樣的想法,總認為真正的科學知識是嚴謹的、不容戲謔的。但隨著教學經驗的積累,我慢慢的體會到,對於一般學生來說,並不是所有人將來都要投入物理領域,所以嚴謹的、正確的知識,也許並不是首要考量。
 
  有效的教學,必須做到「先講學生想聽的,再講老師想講的」。本書的作者深諳此道,他完美的體現了什麼叫做知識的表演者,為我們演出了一場精彩的科學脫口秀。
 
  誠心推薦《上帝的骰子,量子物理大白話》,給所有想了解量子力學卻不得其門而入,還有對量子力學有興趣的朋友。這本圖文並茂、幽默詼諧的好書,絕對不會讓你有「不自量力」的感覺!
 
引言
 
量子力學的前夜
 
  在開始讀量子力學之前,我們先了解一下「不自量力」這個詞。
  其實,我在這裡想說的是:不要自學量子力學。
  雖然物理學家費曼先生說過:「沒有人真正了解量子力學。」
  不過,可別被「不自量力」給嚇到了。
 
  但真正的勇士,敢於面對複雜的量子,敢於追趕智商的差距。
  不過,為什麼要了解量子力學呢?
  有什麼用嗎?
 
  因為它是現代科學的基石,現代工業有50%與量子力學有關。
  雖然沒有辦法直接體驗量子力學,但它確實是最有用的物理理論。
  沒有量子力學,就不會有雷射、手機、電腦、衛星導航;
  沒有量子力學,也不會有電子顯微鏡、原子鐘、核磁共振……,
  沒有量子力學,更不會有量子計算、量子通信。
 
  想了解量子力學,
  得先學習一下牛頓力學。
 
  國中時我們就學過牛頓三大運動定律。
  牛頓第一定律即慣性定律:不受外力的物體,將在慣性中保持靜止或等速直線運動的狀態不變。
  接著,他又給出第二定律,說明力、質量和運動之間的定量關係:物體的加速度與它所受的外力成正比,與它的質量成反比。
  牛頓第三定律則指出:兩個物體間的作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在一條直線上。
 
  說得通俗一點就是,牛一定律說:所有的物體都很懶,都想活在舒適區!
  牛二定律說:想加速前進,你就得多用點力!
  牛三定律說:一個巴掌拍不響,兩個巴掌啪啪響。
 
  牛一定律說明了力是改變物體運動狀態的原因;牛二定律指出了力使物體獲得加速度;牛三定律解釋了力是物體間的相互作用。
 
  除了牛頓三大運動定律,再加一個萬有引力定律。牛頓完成了古典力學架構,統一了萬物運行背後的道理。
 
  這非常簡單易懂,理解起來完全無障礙。但是,對今天的人們來說非常簡單的牛頓力學,卻是兩千多年來科學家們的智慧結晶。
 
  在牛頓建立宏觀力學之前,人類尊崇鬼神之學。
  神學家、占卜家、星相學家、巫師等都是搶手貨。
  不要說目不識丁的小老百姓,就連接受過高等教育的帝王也會「不問蒼生問鬼神」。
  誰最會裝神弄鬼糊弄人,誰就能成為一方教主……。
  上帝實在是看不下去了:再這樣下去,我的位置都保不住了。
 
  天不生牛頓,萬古如長夜:讓牛頓誕生吧!
  就這樣,天之驕子牛爵爺誕生,開始了他兩百餘年的科學界統治。
 
  牛爵爺總結的定律太厲害了,使得一大批粉絲蜂擁而至!
  大家都相信牛頓定律就是宇宙的終極真理,宏觀世界很快熱鬧了起來。
 
  科學家們苦幹實幹加巧幹,一直幹到20世紀,終於建成了一座宏觀物理學大廈。
  古典力學、熱力學、光學、電磁學等在大廈裡各司其職。
 
  1900年,物理學界的「大巫師」克耳文男爵也露出了老父親般欣慰的笑容,他躊躇滿志的宣布:「科學大廈已經建成,往後的物理學家能做的,僅僅是一些零星的修補工作。」
 
  這下好了,科學大廈都建好了,科學家似乎也沒什麼事好做的了。叫你們沒日沒夜的追求真理,現在都要失業了吧!
  眼看科學研究經費一年比一年少,前途一片黯淡。這時,哥本哈根學派的一幫年輕科學家開始掀桌子。
 
  這群科學家囔囔著:必得自謀生路了,再這樣下去都得去工地搬磚頭了。宏觀世界確實沒什麼事能做了,但是還有微觀世界啊!
 
  牛頓力學只適用於宏觀世界,可是一旦深入微觀世界,例如原子級別,這套理論就完全無用武之地了。
 
  於是,這幫年輕科學家轉戰微觀世界。終於不用擔心失業了,他們激動的歡呼:牛頓力學主宰宏觀世界,量子力學主宰微觀世界!
 
  這兩個世界,最後讓奧地利物理學家薛丁格的貓管理邊界,大家井水不犯河水,各自領取研究經費。
 
  那麼,量子力學到底是怎樣誕生的呢?
  這就說來話長了……
 
  人類在研究光的過程中,偶然邂逅了無辜的量子。因此我們的故事,得追溯到一個古老的問題──光是什麼?
 
  那麼,光究竟是什麼呢?
  是粒子?還是波?
 

詳細資料

  • ISBN:9786267377741
  • 叢書系列:Style
  • 規格:平裝 / 288頁 / 17 x 23 x 1.37 cm / 普通級 / 雙色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

第一章  從光的本質說起
 
誰能想到,人類會在與光的較勁中發現量子。有人曾經說過,越是簡單的事物,本質就越複雜!
 
這是一個漫長的故事,讓我們先從光的本質說起──
 
很久很久以前,人類祖宗的祖宗就在思考:這世界到底是由什麼構成的?
 
腦洞最大的是古希臘哲學家,他們的思考力超過了全球99.99% 的人類。
 
不僅如此,他們的動手能力也相當強──
 
找到世界的本質很簡單:把一塊石頭敲碎,再把最小塊敲碎,再把最最小塊敲碎⋯⋯。
 
敲敲敲,一直敲下去。最後敲不碎的,就是──「原子」。
 
敲個石頭,古希臘人就敲出了「世界由原子構成」的理論?看來,這世界沒有什麼可以阻擋古希臘人前進的步伐。如果有,那就是光了。那麼,光是由什麼構成的?
 
但是再厲害也不能用槌子去砸光吧?看能不能砸個「光子」出來。只聽說過司馬光砸缸,但沒聽說過司馬缸砸光啊。
 
所以,這些智商過剩的人類,就開始研究光了。
 
古希臘哲人再一次展示出他們驚人的物理直覺:光由一粒一粒非常小的光原子所組成。
 
古印度人不服氣:你們瞎編的,我怎麼只看到一條線?
 
古埃及人表示贊同:我看到的也是一條線。
 
古希臘人點點頭:嗯,普通人看到的光是一條線,天才看到的光是一粒一粒的。
 
古巴比倫人剛打算開口反對──聽完這話,還是乖乖閉嘴吧⋯⋯。

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