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《光的探索:从伽利略望远镜到奇异量子世界》,[法]塞尔日·阿罗什著,孙佳雯、吴海腾译,世界 图书 出版公司 2024 年 1 月出版,定价:88 元
■薛鹏
“光是什么”这一问题自古以来一直是人类不断破解的谜团。幸运的是,在科学家经过几个世纪的不懈探索后,光的神秘面纱被一步一步揭开。
诺贝尔物理学奖得主、法国物理学家塞尔日·阿罗什著的《光的探索:从伽利略望远镜到奇异量子世界》,通过讲述他的科研经历,引领读者进入光与物质相互作用的迷人世界。这位实验物理学家以其扎实的学术背景和亲身经历为基石,系统回顾了光与物质相互作用的基本原理,包括量子力学、光子性质,以及光与原子、分子相互作用的基本规律。
随后,通过对其在量子光学领域研究成果的阐述,他不仅介绍了诸多物理上的关键概念,如量子叠加态和量子纠缠,还深入探究了这些概念对科学和技术的重要意义。
值得一提的是,文中没有用过多的方程式描述,而是通过一种渐进方式描述这些物理问题。仅用生动的叙述和具体的事例,就将复杂的科学思想呈现出来。
本书不仅是一部科学著作,更是一场探索对光与物质相互作用的启发之旅。穿越历史的时光隧道,本书的论述始于17世纪伽利略首次提出“光速可以被测量”的思想,这一思想朝着人类探索光速迈出了关键一步。
接着跳跃到19世纪初,作者带领我们追随托马斯·杨通过双缝实验证明衍生光波遵守叠加原理,从而确认了光的波动性质。随着时光的流转,直至19世纪中叶,麦克斯韦提出了光的电磁波理论,并通过海因里希·赫兹的实验得到了验证,从而巧妙地统一了电、磁和光学的领域。最终,我们踏入了量子世界的领域,进一步揭示了光的奇异属性。
这部书通过一系列扣人心弦的历史时刻,逐步揭示了人类对光性质认知的发展历程。读者仿佛亲身经历了在历史的局限下,对光性质的种种疑问和挑战的逐步解决过程。这不仅是对科学进步的深刻追溯,更是对光学领域发展的生动展现。
值得注意的是,这本书的历史叙述巧妙地将读者引向17世纪的伽利略,通过对伽利略的思想和实践的深入解读,使得读者能够了解他在科学史上留下的重要足迹,更全面理解当时科学探索的背景和困境。
另外,托马斯·杨、麦克斯韦等科学巨匠对光学探索的贡献,让人对于光学、电磁学等领域的发展有了更深层次的认知。读者不仅能够了解科学理论的建构过程,更能够感受到这些科学家对科学真理的不懈追求。
除了介绍科学发展中的重要节点之外,这本书还对科学家的思考和探索过程作了记录和反思。阿罗什以自己的科研经历和对科学的独到理解,为我们揭示了科学家在科学探索中所面临的挑战、困惑以及对真理的执着追求。
疑问是前进的动力,困境是发现新知的契机。科学探索不仅是理性思考的过程,更是一场对未知领域的探险。读者能够对科学家在追求知识的征途上所经历的欢乐、挑战和挫折产生共鸣。这本书的独特之处还在于,它揭示了科学探索中那些鲜为人知的幕后故事。
阿罗什用深刻的见解和他本人亲历的例子,将复杂的科学理论变得平易近人,打破了科学与大众之间的语言障碍。这使得本书不仅对专业领域的学者有益,也为广大非专业读者提供了一次深度沉思科学的机会。
对读者而言,这本书不仅是一部传递光学知识的学术作品,更是一场穿越时空的科学之旅。
(作者系北京计算科学研究中心教授)
《中国科学报》 (2024-06-27 第3版 读书)