给孩子讲量子力学
给孩子讲量子力学
内容简介
这是著名物理学家李淼写给孩子的量子力学普及读物。他将抽象难懂的量子力学巧妙化为日常可感的事物，更讲述了许多可爱的物理学家的故事，一下子拉近了物理与我们的距离，让我们饶有兴味地跟随他展开这场科学之旅。书中也配有妙趣丛生的插画，小读者们能更直观地看懂物理过程，也更真切地认识世界。
作者简介
李淼，中山大学天文与空间科学研究院院长院长及筹建人。
1982年毕业于北京大学天体物理专业，1984年获中国科技大学理学硕士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学玻尔研究所学习，1990年获哲学博士学位。1990年起先后在美国加州大学圣塔芭芭拉分校、布朗大学任研究助理、研究助理教授，1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。1999年回国，任中国科学院理论物理研究所研究员、博士生导师。
著有《超弦史话》《越弱越暗越美丽》《<三体>中的物理学》等。
目录
第1讲 量子世界是什么样的
第2讲 物质为何能保持稳定
第3讲 量子力学有什么用
第4讲 量子计算机和人类大脑
实验一 光的干涉
实验二 激光打气球1
实验三 激光打气球2
实验四 测量普朗克常数
后 记
前言
中国人喜欢说人生识字忧患始，当然，这里的忧患可以用"糊涂"或者"好奇"替换。我们每个人在人生的某个时刻都可能对某样东西产生突然而来的好奇心。我的好奇心应该是由文学开始，更具体地说是由小说开始。
我羡慕现在的孩子，他们在小学时代就开始关注我们生存其中的这个世界的来龙去脉了。而我的小学时代，除了金鱼就是鸽子。到了初中时代，我开始了文学探险，也无非是唐诗宋词，加上一点当时比较稀缺的小说。恢复高考的时候，我在读高一，数学和物理的基础等于零，就跟现在的孩子初入小学，数学和物理基础等于零一样。突然来了高考，我翻出妈妈学生时代的旧箱子里的教科书，解释物体运动的牛顿定律和解释飞机飞行的伯努利定律就像阳光一样，照亮了之前对我来说完全未知的世界。
如果不好奇，不去追问，对一个完全懵懂无知的人来说，世界的面目或者说万事万物本来就是那样，何必去追问和理解？而一旦心智的大门被打开，这个人就会一发不可收。我就是这样，上了北京大学的天体物理专业还不够，还要去中国科学技术大学读研究生，进而出国。
在发表了数十篇物理学论文之后我回国了，开始做科普，才慢慢发现，将自己研究的东西讲给别人听是一件多么愉快的事。开始的时候，我还脱不了自己的专业背景，喜欢用专业名词讲专业的事，于是就有了《超弦史话》。在做科普的同时，我的大多数时间还是在做研究。《一个全息暗能量模型》就是我的作品，当然，是以英文形式发表的。有了这篇论文以及后续论文，我在本领域就算立住脚了。三年前来到中山大学组建新的学院，我开始向科学管理转型，同时给大学生讲一门课，叫作《人与宇宙的物理学》。这门课是用讲故事的方式将日常的、眼前发生的和在遥远地方发生的不可思议的事情讲给大学生。这门课在中大很有名，以至于一直讲了三年，学生还继续要我讲。同时，我出版了《< 三体> 中的物理学》，这本书去年年底到今年年初得了十几项奖，入围了2015 年度中国好书，也入围了吴大猷奖。
与博雅小学堂的合作是一件让人惊喜的事，在《给孩子讲量子力学》四讲中，我才发现用故事的方式讲物理学，不仅可以讲给大学生听，也可以讲给9~12 岁的小学生听。一个微信群可能有点太小了，因为所有人，从孩子到家长在四节课结束的时候都意犹未尽。我想，像物体为何不会塌缩，花为什么是红的，计算机是怎么工作的，所有这些貌似必须用量子力学解释的高深问题，既然可以讲成孩子能理解的故事，就不该局限于只让500个孩子知道，应该让更多的孩子和家长知道。于是，就有了出书的想法。
现在，我被大家称为科学界的网红，网红本身不是目的，成为网红实现知识共享才是目的。现在，正是知识共享的好时代，将知识变成任何人都可以听得懂的故事和看得懂的书，正是我当下追求的，我希望这本书做到了。
精彩片段
很多小朋友应该都看过Facebook创始人扎克伯格给他的女儿讲量子力学的那张照片。扎克伯格在清华大学经济管理学院做演讲时，谈到学习量子力学对他思维方式产生的巨大帮助。因此，清华经济管理学院的钱颖一院长当场表示，要把量子力学列入他们学院的正式课程。
可能有些小朋友会好奇了：什么是量子力学呢？一个由量子力学主宰的世界，到底是什么样的？下面，我就带领大家开启一场量子世界之旅。
在遨游神奇的量子世界之前，我要先回顾一下经典世界，也就是我们日常生活的世界。在20 世纪以前, 我们对经典世界的认识主要来自于牛顿爵士，他是人类历史上最著名的两大科学家之一。
牛顿的早年生活相当悲惨。他出生在英国的一个小村庄。在他出生前3 个月，他爸爸就去世了。3 岁那年，他妈妈又结了婚，牛顿被交给外婆抚养。牛顿怨恨妈妈遗弃了自己，甚至曾经想放火烧掉继父家的房子。直到他10岁那年继父也过世了，妈妈才搬回来与他同住。16 岁那年，妈妈让他辍学，好帮家里干农活。幸好中学校长特别爱才，专门跑到他家去游说，说像他这么聪明的孩子，不读书实在太可惜。再加上他的舅舅也表示会在经济上帮忙，牛顿才重返校园。我们应该感谢这位了不起的中学校长：要是没有他，牛顿爵士就得一辈子修理地球了。
牛顿18 岁那年考上了剑桥大学三一学院。这是全世界最有名的学院之一。小朋友们应该知道，世界上有一个很了不起的大奖，叫诺贝尔奖，它包括物理、化学、生理学或医学、文学、和平和经济学六大类。迄今为止，剑桥大学三一学院的师生已经拿过32 次诺贝尔奖。要知道，整个亚洲，48 个国家，40 多亿人口，加起来也只拿过不到30次诺贝尔奖。不过，拿了这么多次诺贝尔奖并不是三一学院闻名遐迩的主要原因。让这个学院名动天下的真正原因是，这里出了一个牛顿。
牛顿22 岁从剑桥大学毕业，那年英国爆发了一场大瘟疫，牛顿就回到自己家的农庄避难。在避难的那两年，他做出了三项影响后世数百年的伟大发现，分别是微积分、光谱学和万有引力。牛顿之所以能创造这样的奇迹，一个很重要的原因就是他特别用功。比如，有一次他请朋友到家里吃饭，朋友来了以后，却发现牛顿正在书房里废寝忘食地工作。朋友左等右等也不见他出来，就自己吃掉了一只鸡，留下一堆骨头后离开了。牛顿从书房出来，看到盘中的骨头后恍然大悟地说："我还以为自己没有吃饭，原来早就吃过了"。说完，他又回书房工作去了。
两年后，牛顿重返剑桥，并于26岁时当上了第二任卢卡斯数学教授。此后，牛顿的人生一直顺风顺水：29岁被选为英国皇家学会的院士，46岁当选为英国国会议员，56岁当上英国皇家造币厂的厂长，60岁成为英国皇家学会的院长。牛顿是历史上第一个被封为爵士的科学家，也是有史以来第一个享受国葬待遇的科学家。在他死后，一位诗人专门写了一首歌颂他的诗，诗里写道："自然规律隐藏在黑暗之中。上帝说'让牛顿去吧'，然后世界就有了光明。"
