科學(xué)技術(shù)史讀書報(bào)告

《讀書報(bào)告》書名：《上帝擲骰子嗎》作者:曹天元出版社：遼寧教育出版社版次：2006年1月1日《上帝擲骰子嗎》這本書是作者曹天元以通俗易懂且富有戲劇性的語言創(chuàng)作的有關(guān)量子物理學(xué)的讀物，旨在給人們普及一些有關(guān)量子物理學(xué)的知識。起初作者只是利用業(yè)余時間在網(wǎng)上發(fā)表的發(fā)表一些極簡的論壇，但看到讀者反應(yīng)異常熱烈，再加上自己的熱情，于是就完成一篇將近3萬字的稿子，最后經(jīng)過修訂出版，普通版2005年問世。而這本書也是作者送給國際物理年的一份禮物，被評為具有超級影響力的科普讀物，還被譽(yù)為“中國的《時間簡史》”。本書主要從歷史的角度出發(fā)，帶領(lǐng)我們遇見最偉大的人物、觀看最動人的故事、走近最邊緣的空間、感受最精微的體驗(yàn)；本書的范圍跨越之大還是一個顯著特點(diǎn)從微觀到宏觀，從存在到坍縮，從科學(xué)到哲學(xué)，從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)接哪?；從你的極限到人類的極限再到宇宙的極限。就是這樣，他開始帶領(lǐng)我們體驗(yàn)量子物理之旅。第一次聽說《上帝擲骰子嗎》這本書是選修課時雷老師講的，在聽到這本書的書名時只知道是有關(guān)科學(xué)技術(shù)的書，但是并有想到它是有關(guān)量子物理學(xué)的知識，更沒有想到居然是以歷史為線索寫的。而在看到這本書的真面目時，心里也有點(diǎn)怕怕的，因?yàn)樵谖业挠∠笾?，有關(guān)科學(xué)的東西幾乎都是令人頭痛的東西，雖然作為一個理科生。但是，當(dāng)我按著目錄的指引去閱讀序一（努力演說不可言說之事）、序二（激動人心的量子史話）和作者的自序時，心理負(fù)擔(dān)輕松了很多，因?yàn)檫@些序言都有說到本書是通俗易通的意思，而我就這樣帶著著一種懷疑的心態(tài)開始了量子物理學(xué)之旅。而在剛開始的第一章——黃金時代，我就徹底為之折服了。因?yàn)楦咧袝r我們理科生也有學(xué)習(xí)一本有關(guān)量子物理的選修物理課本。當(dāng)時，我記得也是抱著一種仰視的心態(tài)去學(xué)習(xí)的，而在學(xué)習(xí)的過程中，感覺還是挺有趣的，而雖然知道怎么做對題目，但是有一些理解起來還是挺模糊的，較片面，有點(diǎn)知其然而不知其所以然的意味，畢竟有關(guān)量子物理的過程還是挺復(fù)雜的，曲折的。但是在這本書中，似乎有很多之前我們覺得極其難以理解的東西，在這里，就得以一個簡單明了的列子來說明了?；蛘撸恍┪覀兿氩坏降乃悸坊蚴侵芭幻靼椎乃悸?，在這里都被描述得很清析。所以我就會有一種恍然大悟的感覺，同時也影響了自己的思維。在黃金時代這章中，討論的主要是光是粒子還是波這個問題。但是這個過程是復(fù)雜曲折又是激動人心的。在剛開始時，書中以這樣的一個問題來展開——光究竟是一種什么東西？而我們能看到光又是你如何發(fā)生的呢？接下來就是有關(guān)光性質(zhì)的討論和論述。所以就有一批又一批聲望很高的物理學(xué)家和一些與量子物理有關(guān)的人物出場了。在古希臘時代，，人們猜想光是一種從我們眼睛里發(fā)射出去的東西，當(dāng)它到達(dá)某樣?xùn)|西時，那個東西就能夠被我們眼睛看見了。這算是較原始的說法了。但我們都知道正確的應(yīng)該是著名的伊斯蘭科學(xué)家阿爾·哈桑歸納的那樣：我們之所以能看到物體，是由于光從物體上反射進(jìn)入眼球的結(jié)果。而小孔成像實(shí)驗(yàn)就是他為論證這一點(diǎn)而做的實(shí)驗(yàn)。而我們在了解了廣德發(fā)生時，又要回到一個本質(zhì)的問題了，那就是光在本質(zhì)上到底是什么東西？最初的說法源于古希臘時代，那時的人們認(rèn)為光是一種細(xì)小的粒子流。但同時又有這樣一種想法，既然聲音可以是波，那光為何不可呢？也就是這樣，光的波動說與微粒說展開了長達(dá)數(shù)個世紀(jì)之久的戰(zhàn)爭。而至今我們很少聽說的以太這種東西也是為波動說而假定出來的，只是后來被否定了，因?yàn)楫吘怪皇羌俣ù嬖诘?。在這場微粒說和波動說的戰(zhàn)爭中，我們看到了很多著名的科學(xué)家，只是，似乎很多科學(xué)家都有一些共同的性格特征，那就是他們心胸似乎都是較為狹窄的，而且也是較為固執(zhí)。但我覺得他們的這種性格其實(shí)給他們帶來兩方面的影響。一方面就是他們死要面子不肯屈服或接納其他科學(xué)家的觀點(diǎn)而導(dǎo)致他們即使苦苦鉆研幾年時間也一無所獲，而與此同時其他科學(xué)家已經(jīng)在這一方面取得了成就，這有點(diǎn)類似于固步自封吧。另一方面，也是因?yàn)樗麄兊膱?zhí)著和固執(zhí)，他們才能在各種議論和壓力中堅(jiān)持自己正確觀點(diǎn)而不至于隨波逐流，與成功擦肩而過中。也許科學(xué)家就是這樣的吧。而在這場戰(zhàn)爭中，我也體會到了這兩個派別經(jīng)歷的挫折。因?yàn)?，?jiān)持微粒說的牛頓畢竟是有很大名聲的，誰能輕易質(zhì)疑他呢？所以微粒說也就將近統(tǒng)治世界一個世紀(jì)之長，好在還是有人敢于發(fā)出挑戰(zhàn)，那就是托馬斯·楊。這就有跟現(xiàn)實(shí)生活很相像，比如一些小學(xué)生因?yàn)楹ε吕蠋煻裁炊及凑绽蠋熕米觯灰恍┬」賳T怕得罪大官也只能按照他所說的那樣做卻不管會不會違背一些原則。但是很慶幸，也有那么一些人為了追求真理而敢于與權(quán)威作斗爭，也就是這樣，我們才不致于只是限制于微粒說這一觀點(diǎn)上，楊是英勇的，而干涉條紋實(shí)驗(yàn)就是他做出的強(qiáng)有力的證據(jù)，而一直堅(jiān)持微粒說的科學(xué)家也為此感到恐慌，所以也做出了應(yīng)對措施，他們提出了很多對波動說不利的的實(shí)驗(yàn)證據(jù),，但是波動說支持者并沒有為此困惑，而是找出解決辦法，也就是菲涅爾有關(guān)偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)證明從此奠定了波動說的基石，但同時以太這個概念也被質(zhì)疑而到后來就被舍棄了，所以就出現(xiàn)了為了解決這個問題的麥克斯韋的理論——光是電磁波的一種，而赫茲也成功的證實(shí)了這一理論，但是他絕對想不到自己的實(shí)驗(yàn)給后世帶來了多大的影響。之所以稱這為黃金時代，也是因?yàn)樗c之后帶給人們的暴風(fēng)雨的生活作對比，確實(shí)是小巫見大巫了。而最令我印象深刻的就是烏云這一章了。說到兩朵烏云，無非就是邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)令人驚奇的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和黑體輻射的研究中所遇到的問題，而黑體輻射最終導(dǎo)致了量子論革命的爆發(fā)。但是在科學(xué)家們試圖解決這些問題時，有很多意想不到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生了，有一些就連實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者都無法相信，而這些結(jié)果又是與他們的預(yù)期結(jié)果相反但是卻符合事實(shí)。而有一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果又是一個層面再到另一個層面的跳躍，使得做出這個實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家也畏懼去接受這樣的驚人的完美的結(jié)果，因?yàn)樗约阂步忉尣磺暹@樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原理到底是什么，只是知其然而不知其所以然。例如，對于前者那樣的情況，邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)關(guān)于探測光以太對于地球的飄移速度，但是結(jié)果卻令人失望。而對于后者，黑體輻射中普朗克關(guān)于黑體公式的提出，由自己拼湊出來的公式卻完美解決了維恩公式對于長波的局限。但是，他并不知到其中的原理，更不知里面隱藏的普遍使用的原則假設(shè)，所以他自己也處于一個比較尷尬的地位。但是也是因?yàn)檫@個一直困擾他的問題，所以他才會有更大的成就，那就是量子概念的提出，而書中用貨幣的度量來形象的說出了能量是可以不連續(xù)的，我覺得是最貼切不過了，而這個概念也顛覆了傳統(tǒng)，這也是他自己都想不到的，甚至難以接受的。但是量子就是這樣艱難的出生了?？吹竭@樣的一些情況，也許很多人都會想說，其實(shí)科學(xué)家也不是都有準(zhǔn)確的預(yù)見能力的，其實(shí)他們也只是憑借運(yùn)氣，正如普朗克一樣。但是我想說的是，運(yùn)氣也是要憑借才能的，如果一個人沒有這方面的想法或敏銳的察覺能力，那么就算他意外地提出了普朗克的黑體方程也只是停留在這一階段而已。所以說普