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量子物理史話 后記 主要參考資料
量子物理史話 后記 主要參考資料
曹天元(Capo)     阅读简体中文版

后記

castor_v_pollux

 這個有關量子論的系列自去年開始動筆,其間因為各種原因(包括本人不可思議的懶惰),寫寫 停停,到最后完成時用了正好差不多一年時間。最需要感謝的是讀者們異乎尋常的熱情和支持,不 然我很可能半途而廢。

 我最初構想的規模只是一篇4,5萬字的極簡介紹,不料逐漸收不住筆,最后完成的時候在我的 WORD里已經超過200頁,25萬字,當時真是不敢想象。這不是專業的科普,事實上,我更注重的是歷 史方面而不是科學方面,不過讀者可以在其中獲得一個基本的量子論的科學概念。我努力使它成為 極通俗的讀物,事實上,我僅僅假定讀者具有初中的數學水平和一點點高中物理知識(如果你具有以 上水平但仍看不懂某些內容,那一定是我寫作的問題^_^)。即使是對數理完全不通,我也希望你可 以從中得到一點啟示。但不可避免地,運用日常化的語言會使一些描述顯得牽強附會,不符合物理 上的概念。所以再次強調,這不是專業的科普,如果想獲得對量子論更好更準確的認識,各位還是 參考一些專業書籍。上帝是數學家,唯一能夠描述宇宙的語言是數學!我們的史話也非專業的科學 史,它僅僅是供各位茶余飯后消遣的讀物而已,如果有人竟然憑借這個系列而證明了某些 “偉大理論”, 那我可受寵若驚,担當不起。其實,我和各位一樣是門外漢,只要各位能夠和我共同分享一些由量 子論帶來的激動和驚奇,我便已經心滿意足。

 這個系列是本人業余時間在網上完成的,一來水平問題,二來畢竟業余時間有限,所以無疑存 在為數眾多的bugs。雖然我努力使描述符合歷史與事實(一般來說,除了一些明顯的虛構情節外,本 文中的歷史場景都是有依據的),但有些地方確實沒能查閱更多的資料以進一步核實(比如我曾經想 啃完那6本大塊頭的量子力學發展史,不過最終還是留下一些沒看完)。我已經發現了一些錯誤之處, 在將來的修訂中會改正過來,也希望各位指出更多的地方。另外,由于寫了很長時間,所以沒有很

好地規劃,比如第4章只寫了4節,而有些重要的方面卻忘了描寫,或者沒法插進現有的敘事結構中 去。比如玻色-愛因斯坦統計,斯特恩-格拉赫實驗,量子加密術,等等。現在這個只是初稿,其中 有些章節很羅嗦,有些地方枯燥無味,有些比喻莫名其妙,還有一些名詞翻譯的問題,以及一些東 拼西湊的痕跡,修訂的時候我會試圖解決這些問題,并配上一些插圖。

 我有意使文字風格靠近同齡人的語境,也就是7,80年代的風格。這是一種取巧的辦法,因為 這些是網上的主要人口,不過我很高興它帶有一些網絡特色。為了追求可讀性,在不改變基本事實 的前提下,我有的時候做了一點文字上的夸張(比如歷史上的玻爾-愛因斯坦之爭很可能沒有我所描 寫得那樣戲劇化),我為此表示抱歉,也希望這不會損害讀者對我的信心。這篇文字主要還是在網上 流行(因為有人辛苦轉貼,所以它似乎流傳很廣),有些讀者很希望它可以出版,也許修訂后有人真 的愿意出版它,不過由于本人的效率低下,這一天似乎還遙遙無期,呵呵。

 關于本文任何的意見,比如知識錯誤,信息過時,文字風格,遺漏與補充,哲學觀與討論,都 可以發信到castor_v_pollux@yahoo.com,我很樂意聽取各位的意見,也算是網絡文字的一種互動形 式。

 最后,把這篇文章送給那個女孩,以回贈她曾經送給我的那些可愛笑容。

CAPO

2004.5

 主要參考資料:

 I. 書(中文名的是中譯本,沒有出版社的是網上版): The Historical Development of Quantum Theory I-VI, Jagdish Mehra&Helmut Rechenberg, Springer 1982- 最詳盡和權威的量子力學發展史,共6大冊,有大量的資料 An Introduction to Quantum Theory, Keith Hannabuss, Oxford 1997 不錯的量子力學教科書 Quantum Theory, David Bohm, Constable 1951 玻姆經典的量力教科書 The Strange Story of the Quantum, Banesh Hoffmann, Dover 1959 霍夫曼的經典量子科普,雖然年代久遠,但對我們的史話借鑒頗多 100 Years of Planck's Quantum, Ian Duck&E.C.G. Sundarshan, World Scientific 2000 量子百年回顧,收集了量子發展史上的經典論文 Beyond the Quantum, Michael Talbot, Bantam Books 1988

 關于量子思想和發展史的評述 The Construction of Modern Science, R.S. Westfall, Cambridge 1977 介紹早期近代科學的發展,可以找到光學和力學的發展史 Never at Rest, R.S. Westfall, Cambridge 1980 牛頓的標準傳記,著重參考他發展光學的歷史 The Newton Handbook, Gerek Gjertsen, Routledge&Kegan Paul 1986 關于牛頓的細節瑣事,可以找到有關他的名言的資料 The Man Who Knew Too Much, Stephen Inwood, MacMilan 2002 最新的胡克傳記,參考了胡克的有關事跡 Thomas Young, Natural Philosopher, Alexander Wood, Cambridge 1954 楊的標準傳記 Niels Bohr: Gentle Genius of Denmark, Spangenburg&Moser, Facts on File 1995 最新的玻爾傳記 Niels Bohr: The Man, His Science & The World They Changed, Ruth Moore, Knopf 1966 老的玻爾標準傳記,簡潔精悍 Niels Bohr's Times: in Physics, Philosophy and Polity, Abraham Pais, Oxford 1991 派斯的關于玻爾的書,在一些問題上有補充價值 Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg, David Cassidy, Freeman 1992 海森堡的標準傳記,著重參考矩陣力學和不確定原理的創立過程 Niels Bohr: A Centenary Volume, French & Kennedy, Harvard 1985 關于玻爾的有關回憶和資料,哥本哈根研究所的故事 尼爾斯•玻爾哲學文選,戈革譯 戈革先生是公認的玻爾專家,強烈推薦,可領略玻爾的博大思想 物理學與哲學, Heisenber, 范岱年譯 網上的海森堡的譯作,可參考關于哥本哈根解釋

Schrodinger: Life and Thought, Walter Moore, Cambridge 1989 薛定諤的標準傳記,著重參考波動力學的創立過程 Dirac: A Scientific Biography, Helge Kragh, Cambridge 1990 狄拉克的標準傳記 愛因斯坦傳,聶運偉 我手里反而沒有愛因斯坦的合適資料,這個是網上流行的愛因斯坦傳 In Search of Schrodinger's Cat, John Gribbin, Wildwood House 1984 Gribbin的名著,一本量子力學極簡史 Schrodinger's Kittens and the Search for Reality, John Gribbin, Weidenfeld&Nicolson

1995 上一本的續作,介紹了一些新的發展 Copenhagen, Michael Frayn, Methuen 1998 《哥本哈根》一劇的劇本 Heisenberg and the Nazi Atomic Bomb Project, Paul Rose, UC Berkeley 1998 Hitler's Uranium Club, Jeremy Bernstein, AIP 1996 以上兩本是關于海森堡和德國原子彈計劃的詳盡歷史分析 The Emperor's New Mind, Roger Penrose, Oxford 1989 彭羅斯關于計算機人工智能和精神的名著。其中也討論了量子論,量子引力等問題。 Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics, J.S. Bell, Cambridge 1987 貝爾的論文集 The Ghost in the Atom, P.Davis&J.Brown, Cambridge 1986 BBC在阿斯派克特實驗后對于量子專家們的訪談記錄 The Metaphysics of Quantum Theory, Henry Krips, Oxford 1987 量子論的形而上學討論,有包括Stapp在內的主要不同見解者的介紹 The Philosophy of Quantum Mechanics, Richard Healey, Cambridge 1989

 關于量子哲學的討論 The Intepretation of Quantum Mechanics, Roland Omnès, Princeton 1994 Omnès的量子教科書,有各種量子解釋的全面介紹和討論,主要有退相干歷史的說明 The Fabric of Reality, David Deutsch, Allen Lane 1997 德義奇的通俗著作,可找到量子計算機和多宇宙的詳盡介紹 The Quark and the Jaguar, Murray Gell-Mann, Freeman 1994 蓋爾曼的通俗作品,可以找到退相干歷史的通俗解釋 時間簡史(A Brief History of Time), S.Hawking,許明賢、吳忠超譯 大家都熟悉的名作。可參考關于打賭的某些片斷,以及一些量子引力問題 Black Holes and Time Warps, Kip Thorne, W.W.Norton 1994 主要講黑洞問題,但可找到霍金打賭的一些片斷 時間之箭(The Arrow of Time), P.Coveney&R. Highfield 這個是的網上中譯本,主要講時間之矢的問題,有量子論的一般介紹 Superstrings, A Theory of Everything? P.Davis&J.Brown, Cambridge 1988 BBC對于超弦專家們的訪談記錄 The Elegant Universe, Brian Greene, W.W. Norton 1999 暢銷的介紹弦論的新科普書 20世紀物理學史, 魏鳳文&申先甲, 江西教育出版社1994 不錯的20世紀物理史簡介,參考量子場論的發展 物理學思想史,楊仲耆&申先甲,湖南教育出版社1993 一本物理學通史 波普爾文集 網上有相當全的波普爾文集,可以參考他對于量子論的看法

II. 文章 D. Cassidy, Phys. Today July 2000, p28 有關海森堡1941年在哥本哈根同玻爾的會面 Max Tegmark, Fortschr. Phys. 46 p855 Tegmark宣傳MWI的文章 Aspect et al, Phys. Rev. Lett. 49 p91 阿斯派克特的實驗報告 A. Aspect, Nature 398 p189 阿斯派克特親自寫的關于貝爾不等式實驗的簡史 Anton Zeilinger, Nature 408 p639 Tegmark&Wheeler, Scientific American Feb 2001, p68 以上兩篇是量子論百年的回顧和展望 Yurke&Stoler, Phys. Rev. Lett. 68, p1251 Jennewein et al, Phys. Rev. Lett. 88, 017903 Aerts et al, Found. Phys. 30, p1387 Rowe et al, Nature 409, p791 Z.Zhao et al, Phys. Rev. Lett. 90 207901 Hasegawa et al, oai:arXiv.org:quant-ph/0311121 Pittman&Franson, Physical Review 90 240401 一些關于貝爾不等式和量子通訊實驗的報告 J.W.Pan et al, Nature 403 p515 潘建偉等人關于GHZ測試的報告 Ghirardi, Rimini&Weber, Phys. Rev. D34, 470GRW模型 Wojciech H. Zurek, Rev. Mod. Phys. 75 p715 Wojciech H. Zurek, Phys. Today 44 p36  Zurek關于退相干理論的全面介紹

R.B. Griffiths, Phys. Lett. A 265 p12 退相干歷史的介紹 Ghirardi, Phys.Lett. A265 p153 Bassi&Ghirardi, J.Statist.Phys. 98 p457 Bassi&Ghirardi, Phys.Lett. A257 p247 Ghirardi等人對于DH解釋的質疑 Jim Giles, Nature 420, p354 科學家打賭的文章 III. 網頁 許多參考過的網頁不記得地址了,不過我一般盡量引用比較可靠的資料。以下是一些經常光顧 的網頁地址,可能有遺漏。

www.nbi.dk

 玻爾研究所的官方網站

en.wikipedia.org/wiki/Main_Page

 維基百科

arxiv.org/

 康奈爾大學的電子論文數據庫

 各大科學雜志的主頁,比如http://www.nature.comhttp://www.sciencemeg.org

http://www.aip.org/pthttp://www.sciam.com等等 www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/index.html 圣安德魯大學的科學家傳記網頁 www.nobel.se/ 諾貝爾獎電子博物館 www.fortunecity.com/emachines/e11/86/qphil.html

 量子哲學與物理實在 www.quantumphil.org/ 有關量子糾纏和量子哲學的網站 home.earthlink.net/~johnfblanton/physics/epr.htmEPR與物理實在 www-physics.lbl.gov/~stapp/stappfiles.html 斯塔普的網頁,有各種關于量子論和量子意識的文章 www.hep.upenn.edu/~max/everett/ 埃弗萊特的網上傳記 www.hedweb.com/everett/everett.htm 多世界解釋FAQ superstringtheory.com/ 號稱官方的超弦網站 附錄:量子力學發展大事記 1690年,惠更斯出版《光論》,波動說被正式提出 1704年,牛頓出版《光學》,微粒說成為主導 1807年,楊整理了光方面的工作,提出了雙縫干涉實驗,波動說再一次登上舞臺 1819年,菲涅爾證明光是一種橫波 1856-1865,麥克斯韋建立電磁力學,光被解釋為電磁波的一種 1885年,巴爾末提出了氫原子光譜的經驗公式 1887年,赫茲證實了麥克斯韋電磁理論,但他同時也發現了光電效應現象 1893年,黑體輻射的維恩公式被提出 1896年,貝克勒耳發現了放射性 1896年,發現了光譜的塞曼效應 1897年,J.J.湯姆遜發現了電子

 1900年,普朗克提出了量子概念,以解決黑體問題 1905年,愛因斯坦提出了光量子的概念,解釋了光電效應 1910年, α粒子散射實驗 1911年,超導現象被發現 1913年,玻爾原子模型被提出 1915年,索末菲修改了玻爾模型,引入相對論,解釋了塞曼效應和斯塔克效應 1918年,玻爾的對應原理成型 1922年,斯特恩-格拉赫實驗 1923年,康普頓完成了X射線散射實驗,光的粒子性被證實 1923年,德布羅意提出物質波的概念 1924年,玻色-愛因斯坦統計被提出 1925年,泡利提出不相容原理 1925年,戴維遜和革末證實了電子的波動性 1925年,海森堡創立了矩陣力學,量子力學被建立 1925年,狄拉克提出q數 1925年,烏侖貝克和古德施密特發現了電子自旋 1926年,薛定諤創立了波動力學 1926年,波動力學和矩陣力學被證明等價 1926年,費米-狄拉克統計 1927年,G.P.湯姆遜證實了電子的波動性 1927年,海森堡提出不確定性原理 1927年,波恩作出了波函數的概率解釋 1927年,科莫會議和第五屆索爾維會議召開,互補原理成型 1928年,狄拉克提出了相對論化的電子波動方程,量子電動力學走出第一步

 1930年,第6屆索爾維會議召開,愛因斯坦提出光箱實驗 1932年,反電子被發現 1932年,查德威克發現中子 1935年,愛因斯坦提出EPR思維實驗 1935年,薛定諤提出貓佯謬 1935年,湯川秀樹預言了介子 1938年,超流現象被發現 1942年,費米建成第一個可控核反應堆 1942年,費因曼提出路徑積分方法 1945年,第一顆原子彈爆炸 1947年,第一個晶體管 1948年,重正化理論成熟,量子電動力學被徹底建立 1952年,玻姆提出導波隱變量理論 1954年,楊-米爾斯規范場,后來發展出量子色動力學 1956年,李政道和楊振寧提出弱作用下宇稱不守恒,不久被吳健雄用實驗證實 1957年,埃弗萊特提出多世界解釋 1960年,激光技術被發明 1963年,蓋爾曼等提出夸克模型 1964年,貝爾提出貝爾不等式 1964年,CP對稱性破缺被發現 1968年,維尼基亞諾模型建立,導致了弦論的出現 1970年,退相干理論被建立 1973年,弱電統一理論被建立 1973年,核磁共振技術被發明 1974年,大統一理論被提出

1975年, τ子被發現 1979年,惠勒提出延遲實驗 1982年,阿斯派克特實驗,定域隱變量理論被排除 1983年,Z0中間玻色子被發現,弱電統一理論被證實 1984年,第一次超弦革命 1984年,格里芬斯提出退相干歷史解釋,后被哈特爾等人發揚 1986年,GRW模型被提出 1993年,量子傳輸理論開始起步 1995年,頂夸克被發現 1995年,玻色-愛因斯坦凝聚在實驗室被做出 1995年,第二次超弦革命開始

 

2013-08-23 10:31

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