如果你曾被《從一到無窮大》深深觸動，那么你也一定會喜歡上這本書的。八零后作者棽棽用簡潔流暢的語言，對物理學(xué)近兩千五百年的發(fā)展史做了全景式的精彩描繪，其中既有牛頓力學(xué)、狹/廣義相對論與量子力學(xué)的誕生過程，又有諸位科學(xué)大師的成長歷程。說起“物理”這兩個字，不論你對它是懷有幾分向往卻始終不得其門而入，還是由于考卷上層層套疊的公式、算符，一度激起了你的厭惡。給自己三天時間，跟隨作者來一場思維大冒險吧。相信讀完這本書，定會改變你對它的看法本書簡介：
《時與光：一場從古典力學(xué)到量子力學(xué)的思維盛宴》是一本相對論與量子力學(xué)的零基礎(chǔ)入門書，同時也是一套描繪人類思維發(fā)展歷程的精彩畫卷。跟隨書中的一個個智者，你將從古典力學(xué)走向經(jīng)典體系，最終跨入理論物理的前沿陣地——量子迷域。一路上：拉普拉斯妖、麥克斯韋妖、芝諾的小烏龜、薛定諤的貓、布里丹的驢子、坐在超級鋼琴旁狂敲鍵盤的小猴子……一輪又一輪的思想實驗將把你卷入無窮盡的謎題當(dāng)中：時間擁有方向性的根源何在？“對稱”這一審美基調(diào)為何會對物理學(xué)造成如此深刻的影響？137這個數(shù)字又為什么會對物理學(xué)家有著如此巨大的吸引力……待到你通過閱讀和思考，親自將答案挖掘出來，相信你收獲的一定不僅僅是答案本身，更有學(xué)習(xí)過程中最本真的樂趣。
作者簡介：
棽棽，云南昆明人。山東大學(xué)應(yīng)用化學(xué)學(xué)士，復(fù)旦大學(xué)物理化學(xué)碩士。喜好神游四海，偶爾亦會逃離地球，卻怎么也逃不開對宇宙設(shè)計的好奇。探索其間的樂趣，愿與你一同分享。
目錄：
第一章波，還是粒子：光的故事
反射與折射//004
最短時間原理//007
柴郡貓的微笑//009
彩虹的顏色//011
干涉與衍射//012
穿越狹縫//012
泊松亮斑//014
電與磁//018
力與場//019
光的兄弟姐妹//022
光與電//026
與星光對話的人//027
剝開原子的人//030
光電效應(yīng)//031第一章波，還是粒子：光的故事反射與折射//004最短時間原理//007柴郡貓的微笑//009彩虹的顏色//011干涉與衍射//012穿越狹縫//012泊松亮斑//014電與磁//018力與場//019光的兄弟姐妹//022光與電//026與星光對話的人//027剝開原子的人//030光電效應(yīng)//031行到水窮處坐看云起時//034醉心歷史的小王子//035電氣公司的意外收獲//040握手言和//042第二章一沙一世界：力的故事斜塔與橢圓//046墜落的連體球//048“金鼻子”與“占星師”//050像蘋果一樣思考//055于沙粒中見乾坤//056地“心”引力//059稱量地球的人//062牛頓三定律//063拉普拉斯妖//065三個問題//067“相對”與“絕對”//068時間之矢//069三體//070第三章μ子正傳：狹義相對論的故事真空，抑或“假空”//075民主的空間//075民主的時間//077相對，還是絕對//080“以太”在哪里//082μ子正傳//086奧林匹亞科學(xué)院//086“同時”并不同時//089μ子簡歷//090時間延緩//091變與不變：雙生子佯謬//093不變與變：時鐘佯謬//094空間收縮//095時空初相逢//096時空方差//096芝諾悖論//099閔可夫斯基光錐//102類時、類空與類光//103事件光錐//106質(zhì)量與能量//107E=mc2//110第四章時光戀曲：廣義相對論的故事飛屋歷險記//114等價性原理//115時間彎曲//118第五公設(shè)謎題//120舍卒保車？這還不夠！//122屬于星星的幾何學(xué)//125空間扭曲//128舞動的時空//130床墊與力場//131鐵釘與繩索//132普林西比之行//135愛因斯坦最大的錯誤//138坍縮佯謬//138奧伯斯佯謬//141宇宙常數(shù)//143宇宙島//146紅移的譜線//148大爆炸//153α、β和γ//155聆聽宇宙的第一重歌聲//157恒星之殤//158宇宙是頓免費(fèi)的午餐？//160暴脹理論//161搜尋宇宙的第二重歌聲//162還有幾個“大”問題//164宇宙的形狀//164宇宙的年齡與大小//166宇宙的未來//166宇宙之“外”是什么？//167第五章骰子出沒：量子的故事黑體輻射//170普朗克常數(shù)//172再探光電效應(yīng)//175“原子”進(jìn)化史//176布丁模型//177行星模型//177軌道能級//181大與小//185電子自旋//186泡利不相容//187矩陣，還是波動//190海森堡矩陣力學(xué)//192薛定諤波動力學(xué)//194狄拉克量子代數(shù)//196不確定，你確定？//198海森堡不確定性原理//200拉普拉斯妖的挑釁//203骰子出沒注意//206電子組曲//210實驗一子彈實驗//210實驗二水波實驗//211實驗三電子實驗//212實驗四“偷窺”電子//213互補(bǔ)原理//216風(fēng)云對決//217第一回合上帝擲骰子嗎？//218第二回合愛因斯坦光箱//222第三回合EPR佯謬//224薛定諤之貓//227哥本哈根：當(dāng)我望向你//230維格納的朋友：意識是什么//230馮·諾依曼：無限遞歸//233休·艾弗雷特三世：大千世界//235延遲選擇//237提問和回答//239指尖與月亮//241第六章微觀盡頭：粒子的故事玻色子與費(fèi)米子//246玻色愛因斯坦統(tǒng)計//246費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計//248現(xiàn)代煉金術(shù)//251質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)//251中子的發(fā)現(xiàn)//253能量失竊案//259疑犯一：中微子//259疑犯二：π介子//261夸克夸克夸克//264第七章上帝是個偏心眼？對稱的故事對稱vs.不對稱//268空間平移//269時間平移//270空間轉(zhuǎn)動//270洛倫茲變換//271全同粒子//272旋轉(zhuǎn)運(yùn)動//272放大與縮小//273可逆vs.不可逆//274杯中窺墨//275猴子與莫扎特//277熵//279麥克斯韋妖//280物質(zhì)vs.反物質(zhì)//281狄拉克之海//281尋找“反世界”//284左手vs.右手//287柯尼斯堡的思想者//288細(xì)菌王國的探險家//292鏡子的另一端//295OZMA謎題//298宇稱守恒嗎//302τθ之謎//304上帝是個左撇子？//305輪盤上的物理學(xué)//310驢子的困境//310自發(fā)對稱性破缺//311第八章雅典娜與對稱美：守恒的故事諾特定律//318第九章重回起點：光的故事路徑積分//325芥子與須彌//332迪克，我們愛你//333第十章大設(shè)計量子岔道口//336隱變量//336貝爾不等式//339平行宇宙//345量子永生//350萬物源于比特//352歷史求和//356137之謎//359常數(shù)無常？//360愛因斯坦的“錯誤”//363統(tǒng)一之路//364弱電統(tǒng)一//366量子電動力學(xué)（QED）與量子色動力學(xué)（QCD）//367最后的陣地//368弦//370啟程//372附錄一費(fèi)馬最短時間原理的證明//374附錄二牛頓與蘋果//378附錄三質(zhì)能方程的簡單推導(dǎo)//379附錄四重力加速度g的推導(dǎo)//380附錄五玻爾對愛因斯坦光箱的破解//381附錄六//382參考文獻(xiàn)//383后記//386前言物理是什么？
你若帶著這一問號翻開本書，那么此刻腦海之中定有千萬個問號在奔騰。
而這正是筆者想要借助些許文字來與你一同分享的——科學(xué)殿堂腳下的基石不是答案，卻是問題本身。
時與光，這對仿佛永遠(yuǎn)分離卻又終身相依的伴侶
向我們展示的正是提問的樂趣所在。
流光飛舞中，人類試著去探知時間的本性。
而在時間的長河里，我們一步步向著光的真實面目靠近。
這世上，有許多的東西，我們原以為了若指掌，但隨著探索的深入，才發(fā)覺自己距離真相遠(yuǎn)不止十萬八千里；而另一些東西，曾被認(rèn)定永遠(yuǎn)也無從知曉，但隨著問號一個接一個地被攻破，人類竟慢慢觸到了秘密的核心……
宇宙的最可以理解之處是它的無法理解。物理是什么？你若帶著這一問號翻開本書，那么此刻腦海之中定有千萬個問號在奔騰。而這正是筆者想要借助些許文字來與你一同分享的——科學(xué)殿堂腳下的基石不是答案，卻是問題本身。時與光，這對仿佛永遠(yuǎn)分離卻又終身相依的伴侶向我們展示的正是提問的樂趣所在。流光飛舞中，人類試著去探知時間的本性。而在時間的長河里，我們一步步向著光的真實面目靠近。這世上，有許多的東西，我們原以為了若指掌，但隨著探索的深入，才發(fā)覺自己距離真相遠(yuǎn)不止十萬八千里；而另一些東西，曾被認(rèn)定永遠(yuǎn)也無從知曉，但隨著問號一個接一個地被攻破，人類竟慢慢觸到了秘密的核心……宇宙的最可以理解之處是它的無法理解。而宇宙最無法理解之處是它竟然可以被理解。最短時間原理17世紀(jì)60年代，人類引逗光線的本領(lǐng)日漸高超，有關(guān)反射、折射的歸納性法則也已初現(xiàn)端倪。首位嘗試解答這一“為什么”的天才終于在萬事俱備之際乘著東風(fēng)翩然而至，他便是來自法國的職業(yè)法律顧問兼“業(yè)余”數(shù)學(xué)家皮埃爾·德·費(fèi)馬（PierredeFermat）。弗吉尼亞·伍爾夫（VirginiaWoolf）曾說過：“所謂天才就如同流星一樣，他們劃過夜空，撕破黑暗，道出真相，然后消失。”費(fèi)馬的一生便是對這句話最為生動的詮釋。這位命運(yùn)的寵兒衣食無憂且與世無爭，從律師到法官，他表面上循規(guī)蹈矩，過著與其貴族身份相符的平順生活；而私底下，他卻悄悄為自己營造了一整座美輪美奐的思維殿堂，像個孩童一般流連其間、盡情玩耍。費(fèi)馬慣于獨自潛行，他終生遠(yuǎn)離學(xué)術(shù)圈，卻也偶爾捉狹地浮出水面冒個泡，寫上一封短信給當(dāng)時的某位權(quán)威教授，將他最近游玩時無意間瞥見的美妙景象透露稍許，微微地撩撥一下學(xué)界的神經(jīng)：一個原本無意流傳后世的“費(fèi)馬大猜想”——xn+yn=zn，當(dāng)整數(shù)n＞2時，方程無解——令千萬邏輯狂人撓破頭皮求證了足足358年；另一個關(guān)于多級指數(shù)的猜想——（2的2n次方）+1一定是素數(shù)——又讓眾多數(shù)論名家信以為然、琢磨良久，最終卻發(fā)現(xiàn)那是錯的……關(guān)于費(fèi)馬的傳奇足有一大籮筐，可惜此處留白太小，寫不下。現(xiàn)在，讓我們先著重來領(lǐng)略一下費(fèi)馬殿堂的明珠“最短時間原理”的風(fēng)采吧，一個把數(shù)學(xué)當(dāng)娛樂的頑童一不小心道破了宇宙的天機(jī)。大約1662年前后，費(fèi)馬在他某張信稿邊頁以其一貫的潦草筆鋒輕描淡寫地留下了一行小字：“在從一點行進(jìn)到另一點所有可能的路徑中，光所選擇的一定是耗時最短的路徑�！边@便是赫赫有名的“費(fèi)馬最短時間原理”。也許你會想：這不顯而易見嘛，只要足夠機(jī)靈，放著捷徑誰還愿意繞遠(yuǎn)道呢？但在費(fèi)馬之前，還鮮有人嘗試把自己融入一束光來思量其處境。況且一條論斷之所以能被冠以“原理”頭銜，僅靠揣度是不夠的，它必須嚴(yán)格建立在事實與邏輯的雙重基礎(chǔ)之上。下面，請你試著玩幾個簡單的幾何游戲，來證明這一原理吧（參見附錄一）。耗時最短，實則意味著跑得最快。速度與角度，兩個原本風(fēng)馬牛不相及的物理量通過費(fèi)馬原理竟微妙地聯(lián)系到了一塊兒，這不得不說是對大自然的一次深刻洞見。不僅如此，費(fèi)馬對光行為那頗具人性化的詮釋總透著一股子說不清道不明的刁鉆氣息，自問世之日起數(shù)百年來，它就像費(fèi)馬本人一樣，激起的贊美與嘲諷兩相滔滔，至今仍不絕于耳。按照斯涅耳定律，光從光源出發(fā)之后，若碰到不同介質(zhì)，由于事先已約定好折射率，它只需依照老規(guī)矩及時調(diào)整方向，便可在各介質(zhì)間彎來折去、暢行無阻了。整個過程自先而后，與慣常所期待的因果律恰相吻合。然而，最短時間原理的橫空出世卻打破了這片祥和：如果說每趟旅程都必須考慮時間損耗，那么在出發(fā)之前，光是如何確定自己將駐步何方，途中又會遭遇怎樣的流轉(zhuǎn)與機(jī)變的呢？從A到B，它可以直奔主題，也可以醉鬼似地打著旋晃蕩過去，精力充沛的話，甚至可以撲騰到海角天涯再折返回來……退一步說，即使能夠預(yù)知最終落點，它究竟該采用何種方式來尋出最優(yōu)路線呢？本章我們暫且不去探究光是如何自三千弱水中毫不猶疑地取出了屬于自己的那一小瓢，僅只考慮它能于事件發(fā)生之前便知曉結(jié)果這一點，就足令眾人頭疼不已。試想，假如你是一束光，正準(zhǔn)備從A點去往B點，依據(jù)時空王國新近頒布的“最短時間章程”，你不僅得知道目的地B的精確位置，更需詳細(xì)了解沿途將經(jīng)過幾層界面，各界面的具體位置，各介質(zhì)分別是什么……每段路況皆無疏漏，如此才有可能定制最優(yōu)方案。倘若你尚未摸清狀況便貿(mào)然前行，悶頭一陣疾馳之后，猛然撞見一界面，這才臨時決定進(jìn)退轉(zhuǎn)圜，勢必得反復(fù)修正原初的軌跡。而既然還有調(diào)整的余地，則意味著它并不是上上之選，比起動身之前一口氣描畫的路線，勢必耗時更多。因此，“費(fèi)馬章程”若想順利施行，光就必須在跨上起跑線的瞬間便對所有的選擇都了然于心，并早早做好計劃——沿著結(jié)果去譜寫過程，這簡直就是一場逆時而上的盛大游行！“先”和“后”、“因”與“果”顛倒錯亂，原本規(guī)規(guī)整整的邏輯拼圖霎時被震得七零八落，彌散不知所蹤。與我們形影相隨的光背后竟藏匿著如此紛繁的秘密。隨著實驗器材的改良，學(xué)者們進(jìn)而又發(fā)現(xiàn)，費(fèi)馬對光行為的解讀仍不夠全面，光程除了取極小值之外，有時也會取定值（例如當(dāng)光源位于橢圓反射鏡的焦點之一時），必要時甚至還會取極大值（這需要耍點兒花招，對光進(jìn)行“誘騙”。例如仍把光源置于橢圓鏡的任意焦點上，再緊貼橢圓內(nèi)壁鑲嵌一塊拋物鏡，則光線必定落于拋物面底端）。因此，費(fèi)馬原理最為精確的表述應(yīng)該是：“過兩個定點A、B的光總選擇光程一階變分為零的路徑�！倍嗄暌院�，隨著人類對世界的了解不斷深入，最短時間原理漸漸化身成羽翼更為豐滿的“最小作用量原理”，傲然翱翔在諸如廣義相對論、量子場論等現(xiàn)代物理各前沿陣地上空。然而，有關(guān)行程的詭譎思辨不過是光奉獻(xiàn)給世人的一碟開胃小菜而已，觥籌交錯間，一場從古典力學(xué)到量子力學(xué)的思維盛宴正緩緩拉開序幕……
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