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《新量子世界》读后感1000字

《新量子世界》读后感1000字

《新量子世界》是一本由[英] 安东尼•黑 / [南非] 帕特里克•沃尔特斯著作,湖南科学技术出版社出版的平装图书,本书定价:88,页数:320,特精心收集的读后感,希望对大家能有帮助。

《新量子世界》读后感(一):量子力学入门级经典之作

这本书从量子力学的诞生、发展和应用都有较为详尽的介绍,复杂的问题简单说,深入浅出。对一些抽象的概念,原理有形象的类比、插图等,还介绍了以芯片为基础的现代电子工业。具有高中物理基础就能看懂。内容丰富有趣,印刷精美,但因为是第1版,细心阅读还能发现个别的印刷错误,增加成就感

《新量子世界》读后感(二):新量子世界一些看法吧

最近看了由湖南科学技术出版社出版的新量子世界,分享一下自己的想法。

这本科普书开始最吸引我的地方是腰封处——获得理查德·费曼衷心称赞和推荐。作为费曼的一个粉丝,当然就毫不犹豫地选择了这本书了。但是当我拿到书的时候,有点让我哭笑不得,书的腰封竟然是直接印在书的封面上了。虽说我平时不太喜欢腰封吧,太碍事了。这也算是一个比较革新的做法吧。但可能是我自己的原因吧,我就又觉得很难受,下意识地想抠。(笑哭)可如果不加腰封的话,就又很难吸引读者的注意力。俗话说:“酒香不怕巷子深。”可在这个新媒体日趋发达的时代,酒香也怕巷子深。所以,我觉得如果出版社既想吸引读者,又想让书的封面好看的话。还是弄一个不仅看得见,也能摸得着的腰封。而作为一个读者吧,我觉得腰封主要是阅读的时候太碍事。因此,我建议把腰封设计成可以折叠成书签的那种。

再翻开书,让我眼前一亮的是这本是有不少的图片。一些很抽象的概念都用图片表达出来了。而且有些拓展的知识还有小字标注。但是翻开几页的话,发现他人名的翻译有些并不是按照我们一般常用的翻译,比如儒勒·凡尔纳,翻译成了朱尔斯·维纳(笑哭)。

书的第一章叫波与粒子。作者用历史的长线,将几代科学家串了起来,揭开了光的秘密。也就是波粒二象性。这样的叙事的手法总是很具有诱惑性,让人有些手不释卷。文中还用了较多笔墨来解释双缝实验。先是子弹的射击试验,再是水波实验。最后再用电子做实验,很生动很形象解释了波粒二象性,矛盾却又协调。就像是量子力学和相对论同时作用在一处——黑洞。

第二章衔接第一章的双缝继续讲,说实话看了两遍还是不太懂。第三遍的话大概明白了一些。书中通过过山车类比零点运动,电子不可能停在过山车的轨道最低点上面,这与经典力学有很大的区别。个人来讲,我觉得这个挺有意思的。其中最让我摸不着头脑的大概是其中举的一个例子。就是路易斯·理查德森对英国海岸线的测量。我个人的理解就是如果选取的尺度越小,就越准确。感觉里面讲的东西很奇妙。有点像是曼德布洛特集合。在不断放大中,呈现出无限的图案。每个图案都是那么的美妙。

第三章的公式比较多,但是有一个公式可能漏打了一个除号。公式如下:E=P²(2m)+V 正确的应该是:E=P²/( 2m)+V。这里面关于夸克的来源,讲得比较仔细。虽然以前看过一些科普类的书籍,但这个应该是我见过的最详细的一个。以前的我还好奇为什么选择一个毫无意义的词,为什么选择夸克这个词。原来根本原因是质子由三个夸克构成。

看到第四章,才发现每章的开头都有一句费曼的名言,先给个好评。开头讲的是卢瑟福的原子核模型,这个是真的太熟悉了。从初中到高中,总会有一段这个。里面讲到玻尔对氢光谱的解释,即电子只能在围绕原子核的某些特定轨道上运行。接下来,我顺便去网上查阅了资料,拓展一下。用公式来解释的话就是——mrv=nh/2p。其中m是电子质量,r是电子轨道半径,v是电子速度,n是量子数,h是普朗克常数。当电子在不同轨道之间跃迁,氢原子就会发射光子。后来德布罗意解释了波尔量子化条件:电子轨道必须使得电子在原子核周围形成驻波。驻波的话,就是电子的波长必须收尾相接。电子轨道周长必须是波长的整数倍。 2pr=nl 德布罗意提出l=h/p 就可以得到之前的玻尔的那个公式。

第五章涉及的专用名词比较多,像我第一次接触有些摸不着脑袋。我觉得吧,如果真的要好好弄清楚,需要专门买一些书才能弄明白,这里只能算一个引子吧,用来开拓眼界。但多看几遍,也是能大体明白一些。

第六章开始讲了门捷列夫制作元素周期表,看到这想起了比尔·盖茨喜欢收集元素周期表上的元素(题外话)。玻色子不遵循泡利不相容,费米子遵循泡利不相容。我记得在生活大爆炸中,sheldon被打劫,没穿裤子看起来像疯子。为解释自己不是疯子,他让别人提问玻色子与费米子的差异。Sheldon回答费米子自旋是半整数,玻色子自旋是整数。至于为什么?在网上查到的,大多数纯公式,根本看不懂。(怪自己太菜了)但找到了一个讲的比较清楚,可以深化理解的。他是这么说的:“自旋是微观粒子的一种性质。自旋为0的粒子从各个方向看都一样,就像一个点。自旋为1的粒子在旋转360度后看起来一样。自旋为2的粒子旋转180度,自旋为1/2的粒子必须旋转2圈才会一样。 自旋为1/2的粒子组成宇宙的一切,而自旋为0,1,2的粒子产生物质体之间的力。”

我大概把前面几章的内容大致介绍了一下,加上一点自己的看法。可能会存在一些错误,仅供参考。之所以没有继续讲下去,是因为后面的字实在是太多了。篇幅拉太长也不太好。就大概讲一下。

这本书还是很不错的,它的纸质和内容都说明了这一点。但是这本书还是存在一些问题。就像前文提到过的翻译,选得很多都不是我们日常熟悉的译法。当然了,这并不算是什么大问题。这个可能只是我个人不太习惯。我觉得问题比较大的是书中的公式。一本科普书中公式可能不占重头戏,主要依靠文字说明为主。但是能列出来的,基本上都是极为重要的。好在这本书的有关公式的文字描述还是很细致的,以至于我这样的数学白痴,也能稍微了解一些。这可能是排版不仔细造成的吧。顺带一提,书中第八章量子跃迁也存在公式的错误。原来是N(0°,30°)=0,正确的应该是N(0°,30°)=3

《新量子世界》读后感(三):一本汇集无数人类最聪明大脑智慧结晶的书

这是一本在我学习区的书,本书将一些其他科普书里没讲明白的量子力学的原理概念细细掰开,一层层的讲解,清楚明白,对于对量子世界的理论还不太了解的人而言,本书是极好的入门书。

从大家都熟悉的双缝干涉实验入手,探讨电子的双缝干涉的量子结果,引出了量子的概率本质,再由此引出海森堡不确定性原理,对读者而言非常容易理解,而且也更容易接受概率的观念。爱因斯坦一直耿耿于怀于量子力学的概率本质,这成了他一生头顶上的乌云,很不幸,真理没有站他这队,他和另外几个科学家提出的EPR佯谬,虽然是为了质疑量子测量的不确定性,但也为后来的物理实验提供了很好的思路。

书里我觉得讲的特别好的让我茅塞顿开的内容挺多,除了双缝实验,还有很多,比如海森堡不确定性原理、薛定谔方程、原子的量化能级、量子隧道效应、泡利不相容原理、晶体管的原理,以及让我大呼神奇的凝聚态相关的超流体、超导体和量子霍尔效应(这里要额外提一下,我看书的时候特地上网搜了超流体相关的视频科普和网络科普文,大多语焉不详,而本书则把相关的概念层层递进的解释的非常清楚明了)。

此处仅举海森堡不确定性原理的内容,以窥一斑:

把需要观测的粒子和装它们的盒子称作一个系统。针对这个系统的测量,用x表示一的粒子的位置,p表示粒子的动量(一个粒子的动量等于粒子的质量乘以它的速率)。在测一个量子体系时,总会有测量误差(不确定性)。

海森堡发现位置的测量误差和动量的测量误差不可分割的关联在一起。如果你想非常精确的测量一个粒子的位置,就必须使用波长很短的光,因为光的波长决定了我们能将粒子定位在某一个范围内的最小长度,但是短波长的光频率高,而光子的能量E跟它的频率f成正比,E=hf,h是普朗克常数。测量时,高频率的光以高能光子的形式打到量子系统上时,必然会给量子系统一个很大的推力,这就给量子系统造成很大的扰动,粒子的位置发生变动,测出来的结果不再是测量前一瞬间的那个位置。如果换成低频率的光,则意味着很长的波长,相当于用很大的尺度去测量很微小的距离,必然产生很大的误差,也就是不确定性。所以,无论如何你就是测不准,这就是海森堡测不准原理。

位置的不确定性和动量的不确定性的关系可以表达为:位置的不确定性x动量的不确定性约等于h(普朗克常数)

如果位置的不确定性很小,那么动量的不确定性就不可能很小,反之亦然。如果两者都很小,则不满足上述公式。普朗克常数可以通过光电效应实验测量,它的数值非常小,以至于在日常生活中的物体,比如台球,汽车等等,海森堡不确定性原理的影响可以完全忽略不计,但对于微观粒子而言,这种影响是巨大的。

后来,厄尔·肯纳德(Earl Kennard)给出另一种表述:位置的不确定性与动量的不确定性是粒子的秉性,无法同时压抑至低于某极限关系式,与测量的动作无关。

这样,对于不确定性原理,有两种完全不同的表述。追根究柢,这两种表述等价,可以从其中任意一种表述推导出另一种表述。

另外,给我印象至深是结合能的概念,这个概念让我解开了之前读其他科普书遗留下来的疑问得到了解答。之前没想明白铁为什么是最稳定的元素,此前看第一推动丛书中《疯狂的宇宙》讲到轻核元素的核聚变和重核元素的核裂变到最后的终极结果都是铁,但是没有给出原因。本书给出了解答,整个元素周期表里的元素中,铁的结合能是最高的,前无古人后无来者。什么是结合能呢?把一个核子从原子核中拿走所需要的能量就是结合能。

最惊艳的要算给粒子降温到绝对零度附近的装置设计了,看到那个设计的一刻,头皮发麻,神经异常兴奋,这些人类最聪明的头脑利用了最简单的原理:温度的概念。温度是气体中原子的平均运动速度的衡量,那么,要降温,直接降低原子的运动速度不就行了?当温度降到接近绝对零度的时候,原子的最小速度应该是随机的零点运动速度,没有绝对静止的物质。怎么做到的呢?用三对方向相反的激光束,能量调整到恰好低于原子的一个能级差,然后激光器分别放置到正六边形的六个顶点,对准位于中间的原子发射激光束,并且随着原子速度的降低,调整激光束的频率,以保证原子继续吸收光子。当然,还得要一系列的磁场用来平衡重力,不让粒子掉出激光束的陷阱。这个装置叫光学糖浆,发明这个办法的人一起获得了诺贝尔物理学奖。一拨拨的科学家们努力,最后将原子冷却到绝对零度以上一亿分之二度。并在这个情况下,制造出了物质的一个新的量子态:玻色-爱因斯坦凝聚态,由此打开了一扇新的大门,超流体,超导体这些有趣又有用的应用纷纷出现。

本书的另一个特色是紧贴应用,一直觉得量子力学挺遥远的,书里列举出了很多量子力学在生活中的应用,最熟悉的要算半导体和晶体管了,我们目前生活中的电脑,智能手机哪个离得开这些应用?

除了回顾量子力学这一路而来的发展,还展望了未来,比如量子计算机相关的一些基础知识和发展现状(离书刚写完也有十几二十年过去了,现在量子计算机应该有了更大的进展了),比如想要统一四种基本力的大统一理论都有涉及,这些为后继的扩展阅读指明了方向。

很贴心的是,最后一章把涉及到量子力学内容的科幻书也讨论了一遍,作者显然也是个科幻小说爱好者,谈起科幻书如数家珍,把每本书里涉及到的量子物理概念和理论都细细的列举了出来,好些我都没看过,决定了,以后都找来看一看。

从上个世纪起将近一百年来,物理学诺贝尔奖大多颁给了量子力学领域的物理学家们,读这本书的过程中,不断的为他们的聪明才智喝彩和感叹,正是他们们敏锐的洞察力,恣意汪洋的想象力和孜孜不倦的努力才成就了我们今天多彩的世界,不管是仰望无垠的天空,徜徉在智性文字的海洋里还是享受无比便利丰富的现实社会,都会为他们的成就而感激不已。

《新量子世界》读后感(四):新量子世界书评

这本书应该是15年前就买了,但是一直没有读完,出了新版,最近通读了一遍,这本书读完之后整体的感觉如下。

第一章

花费了大量的篇幅来解释波粒二象性,特别是电子的波粒二象性,先是用子弹的例子来说明粒子性,又用水波来说明波动性,举例及其详尽,甚至还有数学推倒过程,然后通过这两个例子来引入电子的波动性和粒子性的阐述,顺便就把之前的数学推倒应用到了电子的波动实验中。这种描述方式,需要读者有一定的理解能力,以及一定的数学基础,当然本书开头就已经说明了,这本书的定位是有一定基础的读者。

第二章

讲的是测不准原理,在说明测不准原理的时候,引用到了前面的子弹穿过双缝和电子穿过双缝的例子,然后引入了了量子世界中,由于光子和电子相互作用从而导致电子的位置测不准,最后给出了海森堡不确定原理的数学形式。然后通过电子测不准的原理的讲述,讲了胶片和ccd成像,还引出了费曼的路径积分,最后还讲了数学里的分形。其实我觉得这一章的主旨应该是测不准原理或者不确定原理,后面发散了很多,对于真正理解了测不准原理的读者来说,这种延伸的讲述是有好处的,但对读者的物理知识要求较高。

第三章

介绍了物质波的概念。这一章最精彩的就是对薛定谔方程的讲述,薛定谔如何得到薛定谔方程的来龙去脉讲的非常浅显易懂,通过与经典力学里面动量,能量的对比,深入浅出的说明了薛定谔方程的由来。这一章还讲到了物质波的应用,举了电子显微镜来作说明。

第四章

通过介绍原子模型的发展,讲述了电子的量子化能级,从卢瑟福的的原子模型,一直到玻尔的模型,再到费米能级,并且举了大量的实例和图片来说明氢原子的电子能级,非常的直观。当然这一章更重要的是通过氢原子的电子能级,详细他讨论了原子电子模型的量子数,这个相对来说比较专业。

第五章

讲了量子隧穿效应,然后将量子隧穿效应在理论物理和实验物理中的应用作以举例。说明了扫描电子发明的原理,以及核衰变。由核衰变还引出了核聚变、核裂变以及放射性年代测定。尤其是将量子隧穿效应在核物理发展过程中的应用进行了详细的讨论。但是这一章有一个明显的印刷错误,最后一节应该是“放射性年代测定”而不是“反射性年代测定”。

第六章

通过电子自旋引出泡利不相容原理,然后与之前的玻尔的电子量子角动量量子化理论结合,展示了量子力学在解释元素周期表中各种不同元素性质的成果。而此章同样展示了这个理论在实际中的应用,就是半导体的发现和晶体管的发明。这是量子理论代电子学中非常重要的应用。

第七章

讲述了原子的受激辐射,由此讲述了激光的发现和发明过程,并通举例说明了激光在全息成像上的应用。第二部分讲述了玻色爱因斯坦凝聚,由玻色凝聚引出了液氦的超流体现象,对量子力学在宏观世界中的这一特殊的现象进行了说明。后面还举了原子的玻色凝聚,超导,以及量子霍尔效应等几个与玻色凝聚相关的例子。

第八章

这一章通过EPR佯谬,引出了量子力学与经典力学彻底的不同,那就是经典力学中的因果律,在量子力学中是完全失效的,而其实这也就是爱因斯坦一直不相信的“上帝会掷骰子”,这是量子力学发展史上争论最久,最广泛的一个问题,而书中也通过贝尔实验、薛定谔的猫、多宇宙论、退相干论等说明了物理学家们在这个问题上做出的各种努力,提出的各种实验假说,以及解释。其实对于这一点,直到现在物理学也没有一个定论,但是通过这一串的问题,作者引出了量子力学在现代技术中带给我们的一些成功。

第九章

这一章讲述了纳米技术、半导体的摩尔定律、量子信息、量子计算机等量子力学应用于现代技术中取得的成就。而所有的这些技术,正是现代社会技术的基础和以及未来的发展方向。而这一章中最后的量子运输假说引出了一个问题,量子力学,会不会像经典力学一样,有一天也会在人类对物理学的理解更加深入之后失效,谁也不知道。

第十章

这一章讲述了量子力学在天体物理中的应用以及最后量子力学的失效。核聚变,塞曼效应等量子力学的成果,在天体物理中取得了极大的成功,但是随着天文学家对宇宙的进一步认识,红巨星、白矮星、中子星直到黑洞,量子力学的很多理论都逐渐失效,尤其是在广义相对论的领域,量子力学无能为力。

第十一章

这一章讲述了物理学家们在寻找相对论和量子力学统一理论的努力,由此引出了反物质的语言与发现,以及正反物质与黑洞理论的关系。

第十二章

这一章讲述了量子电动力学,量子色动力学,以及各种这些理论在粒子物理学中的应用,将粒子物理的发展以及前沿做了一个通俗的介绍。我们可以看到,量子力学的应用使得我们对物质的基本构成有了深入的研究和认识,但是在寻找最终的统一理论的路上,还有很多问题需要解决。

第十三章

讲述了科幻作品中的量子力学,量子力学给我们认识宇宙观念上的冲击,给科幻作家,电影导演带来了各种灵感,这一章介绍了很多科幻作品中涉及到的量子概念,我觉得这一章作者非常用心,让普通读者也意识到其实我们看过的很多耳熟能详的科幻电影里,也有不少量子力学的影子。

整体上来说,这是一本非常不错的介绍量子力学的书。作者详细的介绍了量子力学的发展史,对于量子力学发展过程中的重要的阶段都做了详细的介绍,而且在这个过程中,作者举了大量的量子力学在理论物理或者实验物理或者技术上的创新,很多例子让我们知道原来这些技术发明和量子力学息息相关。

而在讲述量子力学的物理概念的过程中,作者也作了非常专业的讲解,很多概念都用了比较数学来进行说明,这些涉及数学的内容,要求读者有一定的物理基础,但如果真正掌握了的话,其实对于理解量子力学有很大的帮助。甚至某种程度上,我觉得这一本书可以作为理工科本科是学习量子力学的一个辅助读物,这些量子力学发展中的物理概念的来龙去脉,可以帮助我们更好的去理解量子力学中一些晦涩难懂的概念,以及当时的物理大拿们到底是怎么一步一步建立量子力学的。

再说说本书的翻译,在翻译中,作者偶尔有一些小错误,但是通读整本书之后,我发现译者毕竟是物理出身,对于一些物理概念和数学的翻译,整体上是没有问题的,整本书的翻译也是通俗易懂,涉及到的物理概念也都翻译准确,总的来说翻译质量不错。

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