给孩子讲量子力学

这是著名物理学家李淼写的量子力学普及读物。书中他将抽象难懂的量子力学巧妙化为日常可感的事物，让我们饶有兴味地跟随他展开这场科学之旅。 主要内容 第一部分：牛顿的三项伟大发现：微积分、光谱学和万有引力，在《自然哲学的数学原理》里，经典力学，也叫牛顿力学。其核心是牛顿三定律和万有引力定律。 牛顿三定律 第一定律：惯性（如果没有外力，物体会一直保持它原有的运动状态。） 第二定律：力能改变物体运动的速度 第三定律：力的作用是相互的 万有引力定律：任何两个有质量的物体之间都存在着一种彼此吸引的力，其大小与两个物体质量的乘积成正比，而与两个物体间距离的平方成反比。 世界上的物质都是由原子构成的，除原子外还有光，光其实是一种以光速传播的波。波是某种东西在传播过程中振动的现象。声波是由空气的振动而产生的。波也有能量：其频率越高，或者说波长越短，波的能量越高。 第二部分：量子世界的核心理论和应用，包括光的量子化，光子概念，海森堡不确定性原理。物体热辐射所发出的光，其能量并不连续，而是一份份的，大小等于光的频率乘以一个很小的常数，叫普朗克常数。我们所说的“量子化”​，其实就是指这种物理量本身不连续、总是一份份分布的特性。 光其实也是一种粒子，叫作光子。光本身并不连续，而是由一个个叫光子的微粒组成。光子的能量取决于光的频率，光的频率越高，光子的能量就越大。 光电效应：用一定频率的光照射金属就可以从其内部打出电子。 动量：物体的质量乘以速度 海森堡不确定性原理：无法同时测量出微观粒子的位置和动量。（光的波长越短，光子的能量就越大；而能量大的光子打到特别小的物体上，就会干扰到它原来的运动。用波长比较长的光，能测准微观粒子的动量，却测不准它的位置；而用波长比较短的光，能测准微观粒子的位置，却测不准它的动量。） 退相干性：只要一个量子物体跟周围的环境发生相互作用，它就很难处在一个精确的量子态中。 量子：就是光的一份份的能量，也就是光子 第三部分：物质的稳定性及其原因，了解物质稳定性与电子运动、泡利不相容原理、化学键等物质为何能保持稳定 物体内部绝大部分区域都是空的，由原子核和电子悬空排列组成。 玻尔的氢原子模型：氢原子中心有一个原子核，原子核外还有一个电子。电子只能待在特定的轨道。——相距很远的原子不会相撞 海森堡：电子的位置不确定，任何时刻会同时出现在很多地方——相距很远的原子会相撞 泡利不相容原理：在一个氢原子核周围只能有一个电子，另外一个电子根本就进不去。——两个原子会保持一定距离，并且原子核一定会与电子配成一对，物质不会随意向内塌陷。 化学键：不同的原子之间也可以互相分享电子和原子核。这种情况下，不同的原子间会产生一种吸引力，这就是所谓的化学键。——物质不会向外爆炸。 综上，物质保持稳定状态。 戴森球：就是一个巨大的太阳能发电站，大到足以把整个太阳都包起来。这样太阳发出的所有能量，都可以被转化成电能。 电子能量高的时候可以叫成高能粒子，中微子高能的时候也是高能粒子。不同的粒子之间会发生不同的反应。电子最小（最轻）​，电子是基本粒子。原子核不是基本的，原子核里面有质子和中子。质子和中子也不是基本的，质子和中子是由夸克组成的 目前在加速器上可以通过碰撞的办法制造出反物质，但不能大批地生产。 亚原子是一个概念，我们通常将比原子小的东西叫作亚原子。原子核是亚原子，电子、中微子、基本粒子都是亚原子。 量子力学应用 （1）激光 物质都是由原子组成的。原子中间有一个原子核，原子核外还有在固定轨道上运动的电子。不同轨道上运动的电子具有不同的能量。 和普通光子不同，激光里每个光子的能量都一样大。当激光打到气球上时，如果气球里电子的能量与激光光子的能量不匹配，那它就不会吸收这种激光。反之，它就会吸收这种激光。 广义相对论： 1. 光线弯曲：当光线经过太阳这样大质量的物体时，会由于引力而发生弯曲。 2. 引力波：双黑洞并合产生的引力波 辐射：当电子从高轨道跑到低轨道的时候，能量变成光子跑出 一个光子打入原子，它可以诱导原子中的电子从高轨道跑到低轨道，同时发出一个跟第一个光子能量完全相同的新光子。这个过程叫受激辐射——产生激光 （2）半导体 导体：导电 绝缘体：不导电 半导体：一定条件下导电 集成电路：将小的晶体管集成在一起 摩尔定律：当价格不变时，每过两年，半导体芯片上所容纳的晶体管数目便会增加一倍。这意味着，一个芯片的计算能力每过两年就会翻一番。 量子传输（用量子纠缠实现） 量子不可克隆定理:在量子世界里，没有一个东西可以被完全地复制.(一个物体会从原来的位置消失，然后出现在另一个地方) 受控热核聚变，是那种可以一直发生的聚变，同时它不会产生剧烈的爆炸 反物质和物质湮灭产生能量的效率很高，核聚变效率低一点，但是反物质非常难以制造 所有的物质里面都有原子核，包括电子产品，但电子产品没有利用到原子核。 计算机 硬件：存储器和处理器 软件：指令集 核心：加法运算 二进制 计算机发展史 一代：电子管计算机 二代：晶体管计算机 三代：中小规模的集成电路计算机（打孔机） 四代：大规模和超大规模集成电路计算机（读磁盘） 量子计算机（运算能力更强，能做模糊判断） “薛定谔的猫”处于50%活着和50%死掉叠加的状态 量子计算机与经典计算机最核心的区别 量子计算机基本元件构成的开关可以既是开的，同时也是关的。它可以同时表示0和1这两个数字。这样的量子开关被称为量子比特。 人脑基本单元：神经元，约860亿个，大量神经元一起放电时就会向外辐射脑电波。 彭罗斯阶梯：如果你沿着台阶一直往上走，最后会回到原来的出发点 人脑类似于一台量子计算机

“遇事不决，量子力学”，真正的量子力学到底有多神秘呢？论文看不懂，只好来看看给孩子讲的量子力学。一起来学习一哈！ 第一部分：牛顿力学在经典世界中的应用牛顿的三项伟大发现：微积分、光谱学和万有引力，在《自然哲学的数学原理》里，牛顿爵士建立了一门全新的学科，叫经典力学，也叫牛顿力学。其核心是牛顿三定律和万有引力定律。 牛顿三定律 第一定律：惯性（如果没有外力，物体会一直保持它原有的运动状态。） 第二定律：力能改变物体运动的速度 第三定律：力的作用是相互的 万有引力定律：任何两个有质量的物体之间都存在着一种彼此吸引的力，其大小与两个物体质量的乘积成正比，而与两个物体间距离的平方成反比。 世界上的物质都是由原子构成的，除原子外还有光，光其实是一种以光速传播的波。波是某种东西在传播过程中振动的现象。声波是由空气的振动而产生的。波也有能量：其频率越高，或者说波长越短，波的能量越高。 第二部分：量子世界的核心理论和应用，包括光的量子化，光子概念，海森堡不确定性原理物体热辐射所发出的光，其能量并不连续，而是一份份的，大小等于光的频率乘以一个很小的常数，叫普朗克常数。我们所说的“量子化”​，其实就是指这种物理量本身不连续、总是一份份分布的特性。 光其实也是一种粒子，叫作光子。光本身并不连续，而是由一个个叫光子的微粒组成。光子的能量取决于光的频率，光的频率越高，光子的能量就越大。 光电效应：用一定频率的光照射金属就可以从其内部打出电子。 动量：物体的质量乘以速度 海森堡不确定性原理：无法同时测量出微观粒子的位置和动量。（光的波长越短，光子的能量就越大；而能量大的光子打到特别小的物体上，就会干扰到它原来的运动。用波长比较长的光，能测准微观粒子的动量，却测不准它的位置；而用波长比较短的光，能测准微观粒子的位置，却测不准它的动量。） 退相干性：只要一个量子物体跟周围的环境发生相互作用，它就很难处在一个精确的量子态中。 量子：就是光的一份份的能量，也就是光子 第三部分：物质的稳定性及其原因，了解物质稳定性与电子运动、泡利不相容原理、化学键等物质为何能保持稳定 物体内部绝大部分区域都是空的，由原子核和电子悬空排列组成。 玻尔的氢原子模型：氢原子中心有一个原子核，原子核外还有一个电子。电子只能待在特定的轨道。——相距很远的原子不会相撞 海森堡：电子的位置不确定，任何时刻会同时出现在很多地方——相距很远的原子会相撞 泡利不相容原理：在一个氢原子核周围只能有一个电子，另外一个电子根本就进不去。——两个原子会保持一定距离，并且原子核一定会与电子配成一对，物质不会随意向内塌陷。 化学键：不同的原子之间也可以互相分享电子和原子核。这种情况下，不同的原子间会产生一种吸引力，这就是所谓的化学键。——物质不会向外爆炸。 综上，物质保持稳定状态。 戴森球：就是一个巨大的太阳能发电站，大到足以把整个太阳都包起来。这样太阳发出的所有能量，都可以被转化成电能。 电子能量高的时候可以叫成高能粒子，中微子高能的时候也是高能粒子。不同的粒子之间会发生不同的反应。电子最小（最轻）​，电子是基本粒子。原子核不是基本的，原子核里面有质子和中子。质子和中子也不是基本的，质子和中子是由夸克组成的 目前在加速器上可以通过碰撞的办法制造出反物质，但不能大批地生产。 亚原子是一个概念，我们通常将比原子小的东西叫作亚原子。原子核是亚原子，电子、中微子、基本粒子都是亚原子。 量子力学应用 （1）激光 物质都是由原子组成的。原子中间有一个原子核，原子核外还有在固定轨道上运动的电子。现在我要给你们再补充一点知识，不同轨道上运动的电子具有不同的能量。 和普通光子不同，激光里每个光子的能量都一样大。当激光打到气球上时，如果气球里电子的能量与激光光子的能量不匹配，那它就不会吸收这种激光。反之，它就会吸收这种激光。激光祛斑的工作原理和这个实验完全一样。当激光照到脸上的时候，好皮肤里的电子能量与激光光子能量不匹配，所以会完好无损；而黑色斑块里的电子能量与激光光子能量匹配，所以会吸收激光并最终被激光所破坏。 广义相对论： 1. 光线弯曲：当光线经过太阳这样大质量的物体时，会由于引力而发生弯曲。 2. 引力波：双黑洞并合产生的引力波 辐射：当电子从高轨道跑到低轨道的时候，能量变成光子跑出 一个光子打入原子，它可以诱导原子中的电子从高轨道跑到低轨道，同时发出一个跟第一个光子能量完全相同的新光子。这个过程叫受激辐射——产生激光 （2）半导体（手机电脑电视核心元件） 导体：导电 绝缘体：不导电 半导体：一定条件下导电 利用半导体的特性，可以做出一些很有用的电子元件，如二极管（两个接口，单向导电，可当开关）和晶体管（三接口，可放大电流也可当开关） 集成电路：将小的晶体管集成在一起 摩尔定律：当价格不变时，每过两年，半导体芯片上所容纳的晶体管数目便会增加一倍。这意味着，一个芯片的计算能力每过两年就会翻一番。 量子传输（用量子纠缠实现） 量子不可克隆定理:在量子世界里，没有一个东西可以被完全地复制.(一个物体会从原来的位置消失，然后出现在另一个地方) 受控热核聚变，是那种可以一直发生的聚变，同时它不会产生剧烈的爆炸 反物质和物质湮灭产生能量的效率很高，核聚变效率低一点，但是反物质非常难以制造 所有的物质里面都有原子核，包括电子产品，但电子产品没有利用到原子核。 计算机硬件：存储器和处理器 软件：指令集 核心：加法运算 二进制（二极管关代表0，开代表1——存放数据存储器+运算处理器） 计算机发展史 一代：电子管计算机 二代：晶体管计算机 三代：中小规模的集成电路计算机（打孔机） 四代：大规模和超大规模集成电路计算机（读磁盘） 量子计算机（运算能力更强，能做模糊判断） “薛定谔的猫”处于50%活着和50%死掉叠加的状态 量子计算机与经典计算机最核心的区别是，量子计算机基本元件构成的开关可以既是开的，同时也是关的。它可以同时表示0和1这两个数字。这样的量子开关被称为量子比特。 人脑基本单元：神经元，约860亿个，大量神经元一起放电时就会向外辐射脑电波。 彭罗斯阶梯：如果你沿着台阶一直往上走，最后会回到原来的出发点 人脑类似于一台量子计算机

2025年第十六本。 我遇見了牛頓爵士、拉普拉斯、海森堡、普朗克、愛因斯坦、玻爾、薛定諤等等著名的物理學家。瞭解了从經典物理學牛頓三大定律，到愛因斯坦相對論，再到薛定諤的貓。又對計算機的發展有了瞭解。 本書雖沒有寫成小說，但是輕鬆易讀，是很好的量子物理入門讀物。 量子物理，是接近道的。 轉附“空山書友”高讚書評～ “遇事不决，量子力学”，真正的量子力学到底有多神秘呢？论文看不懂，只好来看看给孩子讲的量子力学。一起来学习一哈！ 第一部分：牛顿力学在经典世界中的应用牛顿的三项伟大发现：微积分、光谱学和万有引力，在《自然哲学的数学原理》里，牛顿爵士建立了一门全新的学科，叫经典力学，也叫牛顿力学。其核心是牛顿三定律和万有引力定律。 牛顿三定律 第一定律：惯性（如果没有外力，物体会一直保持它原有的运动状态。） 第二定律：力能改变物体运动的速度 第三定律：力的作用是相互的 万有引力定律：任何两个有质量的物体之间都存在着一种彼此吸引的力，其大小与两个物体质量的乘积成正比，而与两个物体间距离的平方成反比。 世界上的物质都是由原子构成的，除原子外还有光，光其实是一种以光速传播的波。波是某种东西在传播过程中振动的现象。声波是由空气的振动而产生的。波也有能量：其频率越高，或者说波长越短，波的能量越高。 第二部分：量子世界的核心理论和应用，包括光的量子化，光子概念，海森堡不确定性原理物体热辐射所发出的光，其能量并不连续，而是一份份的，大小等于光的频率乘以一个很小的常数，叫普朗克常数。我们所说的“量子化”​，其实就是指这种物理量本身不连续、总是一份份分布的特性。 光其实也是一种粒子，叫作光子。光本身并不连续，而是由一个个叫光子的微粒组成。光子的能量取决于光的频率，光的频率越高，光子的能量就越大。 光电效应：用一定频率的光照射金属就可以从其内部打出电子。 动量：物体的质量乘以速度 海森堡不确定性原理：无法同时测量出微观粒子的位置和动量。（光的波长越短，光子的能量就越大；而能量大的光子打到特别小的物体上，就会干扰到它原来的运动。用波长比较长的光，能测准微观粒子的动量，却测不准它的位置；而用波长比较短的光，能测准微观粒子的位置，却测不准它的动量。） 退相干性：只要一个量子物体跟周围的环境发生相互作用，它就很难处在一个精确的量子态中。 量子：就是光的一份份的能量，也就是光子 第三部分：物质的稳定性及其原因，了解物质稳定性与电子运动、泡利不相容原理、化学键等物质为何能保持稳定 物体内部绝大部分区域都是空的，由原子核和电子悬空排列组成。 玻尔的氢原子模型：氢原子中心有一个原子核，原子核外还有一个电子。电子只能待在特定的轨道。——相距很远的原子不会相撞 海森堡：电子的位置不确定，任何时刻会同时出现在很多地方——相距很远的原子会相撞 泡利不相容原理：在一个氢原子核周围只能有一个电子，另外一个电子根本就进不去。——两个原子会保持一定距离，并且原子核一定会与电子配成一对，物质不会随意向内塌陷。 化学键：不同的原子之间也可以互相分享电子和原子核。这种情况下，不同的原子间会产生一种吸引力，这就是所谓的化学键。——物质不会向外爆炸。 综上，物质保持稳定状态。 戴森球：就是一个巨大的太阳能发电站，大到足以把整个太阳都包起来。这样太阳发出的所有能量，都可以被转化成电能。 电子能量高的时候可以叫成高能粒子，中微子高能的时候也是高能粒子。不同的粒子之间会发生不同的反应。电子最小（最轻）​，电子是基本粒子。原子核不是基本的，原子核里面有质子和中子。质子和中子也不是基本的，质子和中子是由夸克组成的 目前在加速器上可以通过碰撞的办法制造出反物质，但不能大批地生产。 亚原子是一个概念，我们通常将比原子小的东西叫作亚原子。原子核是亚原子，电子、中微子、基本粒子都是亚原子。 量子力学应用 （1）激光 物质都是由原子组成的。原子中间有一个原子核，原子核外还有在固定轨道上运动的电子。现在我要给你们再补充一点知识，不同轨道上运动的电子具有不同的能量。 和普通光子不同，激光里每个光子的能量都一样大。当激光打到气球上时，如果气球里电子的能量与激光光子的能量不匹配，那它就不会吸收这种激光。反之，它就会吸收这种激光。激光祛斑的工作原理和这个实验完全一样。当激光照到脸上的时候，好皮肤里的电子能量与激光光子能量不匹配，所以会完好无损；而黑色斑块里的电子能量与激光光子能量匹配，所以会吸收激光并最终被激光所破坏。 广义相对论： 1. 光线弯曲：当光线经过太阳这样大质量的物体时，会由于引力而发生弯曲。 2. 引力波：双黑洞并合产生的引力波 辐射：当电子从高轨道跑到低轨道的时候，能量变成光子跑出 一个光子打入原子，它可以诱导原子中的电子从高轨道跑到低轨道，同时发出一个跟第一个光子能量完全相同的新光子。这个过程叫受激辐射——产生激光 （2）半导体（手机电脑电视核心元件） 导体：导电 绝缘体：不导电 半导体：一定条件下导电 利用半导体的特性，可以做出一些很有用的电子元件，如二极管（两个接口，单向导电，可当开关）和晶体管（三接口，可放大电流也可当开关） 集成电路：将小的晶体管集成在一起 摩尔定律：当价格不变时，每过两年，半导体芯片上所容纳的晶体管数目便会增加一倍。这意味着，一个芯片的计算能力每过两年就会翻一番。 量子传输（用量子纠缠实现） 量子不可克隆定理:在量子世界里，没有一个东西可以被完全地复制.(一个物体会从原来的位置消失，然后出现在另一个地方) 受控热核聚变，是那种可以一直发生的聚变，同时它不会产生剧烈的爆炸 反物质和物质湮灭产生能量的效率很高，核聚变效率低一点，但是反物质非常难以制造 所有的物质里面都有原子核，包括电子产品，但电子产品没有利用到原子核。 计算机硬件：存储器和处理器 软件：指令集 核心：加法运算 二进制（二极管关代表0，开代表1——存放数据存储器+运算处理器） 计算机发展史 一代：电子管计算机 二代：晶体管计算机 三代：中小规模的集成电路计算机（打孔机） 四代：大规模和超大规模集成电路计算机（读磁盘） 量子计算机（运算能力更强，能做模糊判断） “薛定谔的猫”处于50%活着和50%死掉叠加的状态 量子计算机与经典计算机最核心的区别是，量子计算机基本元件构成的开关可以既是开的，同时也是关的。它可以同时表示0和1这两个数字。这样的量子开关被称为量子比特。 人脑基本单元：神经元，约860亿个，大量神经元一起放电时就会向外辐射脑电波。 彭罗斯阶梯：如果你沿着台阶一直往上走，最后会回到原来的出发点 人脑类似于一台量子计算机

是给孩子看的吗？那我就是这么任性的小孩子喽。反正我看的很爽，点燃了我的好奇心，所以有了初步的兴趣，我想我更有动力去了解更多的知识，向伟大的科学家致敬，没有你们我觉得我连手机看书都是在做梦吧，最为一名现代人，理应知道更多的知识，这些真正的和生活嘻嘻相关的。强烈推荐～

极具吸引力的一本书！用讲故事的方式把深奥的物理学知识讲得生动明了。让我对量子力学有了一个初步了解。期待未来五十年间，量子力学带给我们这个世界翻天覆地的变革。

量子力学的奥妙：1,为什么会有光子和原子？这个问题物理学家并没给出答案，我们只知道，在我们这个世界里，有光子，也有原子。有了光子，这个世界就有了颜色。光子是电磁波的最小组成部分，我们已经将电磁波应用于很多方面。有了原子，才有了地球、行星、太阳和其他很多物质，以及人类。也许在另外一个世界里没有光子和原子，只是在我们的世界里有。 2 我们的大脑是不是一个量子计算机？意识是不是量子计算的产物？这个问题下一讲会讲。如果是的话，当我们传输人类的时候，主要传输的将是我们的大脑和意识。 3 终极能源有可能是物质和反物质，但最快也要200年以后人类才能对这种能源进行利用。我的乐观估计是，人类在100年之内，大概能够实现受控热核聚变，这样的话，我们就可以在地球上造出人造小太阳。 4 如果人类的大脑是一台量子计算机，我们把一个人的大脑传输到另外一个地方去，在那个地方出现的人应当还是原来的人。因为根据量子不可克隆定理，原来的这个人会被毁灭，而他会出现在另外一个地方。 5 两束激光照在一起时，基本不会发生什么反应，它们只会对穿而过。然而，当我们把它们的亮度调到非常高的时候，两束激光也会发生反应。 6 二极管相当于一个简单的开关，三极管会放大信号。集成电路里面，放大信号的功能是非常重要的，因此三极管就很重要。 7 量子传输不可能达到时光机的效果，不可能让我们回到过去。 8 永动机是不可能实现的，不论用经典的定理还是量子的定理，都不可能实现。 9 原子核碰撞的时候，多数情况下什么都不会发生，少数情况下会发生核裂变和核聚变。受控热核聚变，是那种可以一直发生的聚变，同时它不会产生剧烈的爆炸。太阳燃烧的过程不是受控热核聚变，而是剧烈爆炸的聚变，但是太阳可以燃烧50亿年。 10 反物质和物质湮灭产生能量的效率很高，核聚变效率低一点，但是反物质非常难以制造。 11 英特尔公司的芯片制造，只是在比分子层次更高的结构上面来制造，用激光来做光刻。现在还不存在用到原子核的芯片，也许有一天我们会利用原子核来做芯片。那个时候的芯片已经不是现在的芯片，应该可以叫作量子芯片了。 12 通常，比太阳大十倍以上的恒星，燃烧到最后的时刻，热核聚变停止了，或者热核聚变支撑不了恒星巨大的万有引力，它就会不断地缩小，最后变成黑洞。 13 有人说加速器会产生微小黑洞，这有可能，只是现在还不可能。物理学家发现，如果存在高维空间，那么就有可能产生小黑洞。如果没有高维空间，就产生不了小黑洞。 14 星系是恒星的集合，因此，我们会说一个星系里面有多少恒星。我们的银河系里至少有2千亿颗恒星，其中有一多半都在发光。这些发光的恒星和我们的太阳很像。 15 在实现量子传输之前，我们不会知道被传输人的感受如何。就像我们做其他任何事情一样，比如在制造出超音速飞机之前，我们不会知道飞行员感受是怎样的。 16 量子传输应当是忠实的传输——把一个物体传到另一处，得到的新物体和原来的一模一样。能不能改变被传输的人？应该可以，这是实现忠实传输之后下一步的事情。分享喜欢的朋友！

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

Cathy Qin-191203: 《给孩子讲量子力学》-李淼 FY-R-4-2：在知识的海洋里，你我都还是孩子… 说到现代物理学，两个重要的分支，一个是相对论，一个是量子力学，两个都很玄妙，不要说讲给孩子，就是很多成年人都未必听得懂。不过只要你感兴趣，科普作家们一样可以给你讲得相当明白。 这本量子力学就是讲给孩子听的，里面的插图也相当的多。书从牛顿开始讲起，牛顿小时候的生活相当悲惨，他是遗腹子，还没出生父亲就去世了。三岁妈妈改嫁，十岁继父也去世了，十六岁妈妈让他辍学回家种地，中学校长却爱才，专门到他家劝他妈妈让他上学，结果牛顿考上了剑桥大学的三一学院，成为英国的骄傲。到今天我们日常生活的理解仍然是牛顿的力学和牛顿的时空观。 爱因斯坦的相对论是对牛顿力学超越，而且在量子力学领域的贡献也是开创性质的，1905年是爱因斯坦的奇迹年，除了狭义相对论，爱因斯坦还发现了布朗运动和光电效应，这都是量子力学领域里的开创性研究，最后爱因斯坦获得诺贝尔奖就是因为光电效应。书里对爱因斯坦也有详细的描写，上大学爱因斯坦也经常翘课，因为那些内容他都会了。不过和现在不一样，但是的伯尔尼大学，一个班上只有十个学生，不去教授一眼就看到了，所以爱因斯坦虽然成绩优异，但是并没有获得留校任教的机会，所以只能自己去找工作，最后成了专利局的一个专利员。 紧接着波尔、海森堡、卢瑟福、费米这些量子力学大师们就纷纷出场了。测不准原理，薛定谔的猫，量子力学也有自己的故事，而且还很有趣，原来薛定谔的猫并不是为了解释量子力学，而是为了反对量子力学，没想到最后适得其反成为了量子力学的最有力的一个宣传案例。 最后没想到竟然提到了图灵，原来量子计算机有可能出现，了解了量子计算机，不仅对科技和人工智能的发展充满了幻想，什么是量子计算机了？原来的计算机都是二进制的，一个点上只有开和关两种状态，而量子计算机，一个量子可以分成百分比，可以有百分之四十，百分之五十，这样一个点代表的信息就会成倍增加，而且不同的点如果互相联通，那么量子计算机的效率会比常规计算机提高千百万倍，所以有人认为人脑就是一部量子计算机。 量子世界很神奇，不仅我们需要懂，孩子也应该懂点量子力学。深入浅出，化难为易。 原子、分子，这些微观颗粒，肉眼看不到，对孩子来说，它们微不可知，而深不可测。那么，如果给孩子讲量子力学，似乎就好像是对牛谈琴，别说孩子，就连不少大人，一听到“量子力学”这么前沿的科技术语，就皱眉头了。可是，作为家长，当孩子问及我们各种关于科学的问题时，如果我们一点也答不上来，岂不是要被孩子笑话？但是对于不是物理专业出身的家长而言，要把物理学知识浅显易懂地讲出来、讲给孩子听，也并非一件易事。我们很多人初中、高中，以及大学时学过的物理知识很多也早就“归还”老师了，或者说我们在上学时，当时好像是学懂了，可是毕业以后就忘光了。所以，真的很有必要，和孩子再来共学一下，读一读这本《给孩子讲量子力学》，顶尖物理学家李淼教授讲给孩子的前沿物理学，同样适合有兴趣、有需要的家长聆听，好好听、认真读，和孩子一起来学习量子力学的理论知识、一起探索世界的真相。 大科学家李淼在这本书里以讲故事的形式给孩子讲量子力学，首先从孩子们耳闻能详的牛顿讲起，讲了牛顿的故事，是孩子和大人喜欢听的故事，其中有一则关于牛顿废寝忘食的故事，一次他邀请朋友来家吃饭，但是他自己工作得忘记了，朋友就顾自吃了一只鸡，然后离开了，牛顿看到盘中的骨头以为自己吃过饭了，然后又回书房工作去了。这样的故事孩子听到觉得很稀奇，当然，也很励志。继而讲了牛顿的三大定律和万有引力定律，在讲这些定律的时候，也是套用孩子熟知的例子来讲解，深奥的物理知识瞬间化为最生活化最容易听懂的常识。 有了这些有趣的开端，后面的故事也是越讲越精彩。一共分了四讲，第一讲讲量子世界是什么样的，第二讲讲物质为何能保持稳定，第三讲是关于量子力学的作用，第四讲则是量子力学的应用。每一讲里面除了有趣味性的与内容相关的故事，还结合了彩色图画，把那些晦涩难懂的物理知识通过漫画变得容易理解了。另外，每讲结束后还有延伸阅读，扩充了量子力学的知识点。书中插图让孩子徜徉在量子力学的海洋。 物理学，总是给人一种神秘的感觉，而对于文科生来说，它甚至是一门难以理解、无法参透的学科，如何能够提高对物理学科的兴趣，真的是个难题，还好，有这么一本书，只要读明白了它，孩子们肯定会因此对物理学产生兴趣，享受物理学给我们带来的各种快乐。 这就是我国的李淼先生所著的《给孩子讲量子力学》，正如封面介绍“大科学家给小朋友的前沿物理学”，“和孩子一起探索世界的真相”，孩子们的想象都是丰富多彩的，也许从这些知识中今后的他们会发现量子力学中更有趣的知识点和新的发现与研究，期待着我国未来的花朵们能够从这本书中有所成就。 我原本以为这本书是枯燥无味的，但是当翻开这本书后，却感受到了它的“有趣”。版面有趣。本书的封面给读者带来了很大的畅想空间，这幅图片展现的是什么呢，是微观世界还是宏观宇宙？翻开页面，再次映入眼帘的是本书的目录，充满了童趣，超人、飞碟、宇宙、计算机这些图片肯定能非常吸引小孩子的眼球吧！在正文中，作者也加入了很多有趣的图片，这样小孩子在阅读的时候，肯定不会觉得枯燥，会非常愿意接着阅读或者让大人讲着听的。 内容有趣。与一般的科普类书籍不同，这本书虽然也有很多的科普知识，但是作者却是用最通俗易懂的话语来为读者讲述每一项知识内容，尤其是一些科学家有趣、好笑的事情，读者仿佛就像读故事一般，轻松、愉悦地了解了他们的生活过往。讲到什么知识点时，作者也是用很简单的语言，“四两拨千斤”，让读者了解到了跟量子力学相关的知识。 同时也感受到了知识量的“大”。知识就像浩瀚的海洋，博大精深，太多的知识与发现需要我们的孩子来一一探索与解决，也许我们会觉得这些知识很枯燥，但是正是这些你认为“枯燥”的东西组成了我们现今的世界，未来是孩子们的，为了能够让他们勇敢地迎接日后的挑战，我们就需要给孩子提供能够让他们自由呼吸的“氧气”，而这些知识就是“氧气”，我们要引导孩子如何充分利用这些“氧气”，才能够自由自在的徜徉在量子力学的“海洋”里。 量子力学，是研究物质世界微观粒子运动规律的一门学问，主要研究原子、分子等基本粒子的结构、性质等等。在中学阶段的物理、化学学习中，我们多多少少会接触到一些。但对于大人对说，量子力学还时一个比较难懂的话题。在我看来，要让小孩子理解量子力学有关知识，何其难啊！要让小孩子理解量子力学其中的奥秘，简直是比登天还难。可我们的大科学家李淼先生却不信这个邪，做起了对量子力学的科普工作，用比较生动有趣的方式，把孩子带进了一个奇妙的量子力学世界。 本书的作者李淼先生现在已经是一位不折不扣的网红科学家了。为了实现知识的共享，作者心甘情愿成了一位对科学家来说，多点不务正业之嫌的“网红”。在我看来，作者把量子力学这种高深的学问变成了小孩子都可以听得懂的故事和看得懂的书，的确是做了一件大好事，仅仅为了这个，我们也要向李淼先生表示敬意！何况这本书写得这么精彩，更是值得我们大力推荐了。 在这本书中，李淼先生谈论了四个吸引人的问题：“量子世界是什么样的”、“物质为何能保持稳定”、“量子力学有什么用”、“我们的大脑不是量子计算机”。通过这些问题，带领小朋友走进美妙的量子力学的世界。在这本书中，李淼先生将比较抽象难懂的量子力学巧妙转化为日常可感受的事物，在书中也讲述了许多可爱的物理学家的故事，这一下子拉近了物理与小朋友的距离，让孩子在轻松的环境中接受和学习量子力学。 在这本书中，李淼先生非常坦率地说到，这本书对他也有很大的挑战性，这其实是不言而喻的。你想想看，连成年人对于量子力学也是不甚了了，更何况是知识、见识尚少的小孩子。不过李淼先生对科普工作很是热心，他在做科普工作中发现，采用图像性和故事性相结合的方式来做科普工作，效果很好。故而在这本书中，李淼先生也采取了这样方式，在我看来，这种写作方式效果不错，至少我阅读了这本书后，对量子力学的理解大大增加了。对孩子来说，这样的写作方式应该也是比较适合的，可以大大激发他们对这本书的阅读兴趣，培养他们用科学的思维来看待世界的能力。需要好好思考一下，如何让一门知识比如量子力学走入孩子的“视野”，走进孩子的心里。 不得不承认，还是蛮有意思的，比如第2篇中，它解释了为什么水装在盆子里不会漏掉。从宏观的角度，我们大概会觉得这是很无知的问题，盆子是结实的，又没烂，水当然不会漏掉咯。那么你知道为什么液体是流动的，固定是静止的？这就成了微观层的问题了，可微观层面，物体是有原子和电子组成的，原子与原子之间有很大的空隙，是不是就存在水原子会从铁原子的空隙间漏出去的情况？ 那为什么水被装住了呢？是不是就值得深究了。作者的解释很有趣。 第三讲着重介绍了量子力学在日常生活中最重要的两个应用：激光和半导体。知道图灵，听说过二进制，知道存储器和运算器，但是你让我理解半导体为什么能做成晶体管，为什么晶体管组成的芯片就能成为手机的电脑的核心，仍还是太有难度了，这么复杂的逻辑也不是在一篇文章里能解释清楚的，可以作为入门引导，激发孩子们探究的兴趣。所以，作者将名人轶事，典故结合到枯燥的物理学原理中，是很好的方式。在孩子心中种下量子力学的种子 很多小朋友在小的时候，都有过长大后当科学家的梦想。科学，在孩子的心里，是一件非常有趣、非常神奇、非常庄严的事业。在孩子小的时候，家长们也都注重灌输基本科学常识，培养科学兴趣，带孩子去参观科技馆、阅读科普书籍都是好方法。 很多科学知识和理论都比较深奥，包括宇宙中存在的普遍常识和原理，那么，是不是孩子就不能接触这类科普了呢？个人认为未必。其实，孩子对世界万物、对宇宙都充满了好奇心，他们都一心渴望着能够更多、更快的认识这个生存的世界。如果能够以孩子容易接受的表达方式，把关于世界的知识讲述给他们，他们会非常开心，同时也能够在他们幼小的心里，播下科学的种子，种下一种可能。科学奥秘的大众解读。 这本书，别看书名写着是给孩子讲，其实讲给大人也都没有什么问题。因为书中讲的这些内容，除了学过高等物理的，还真没有怎么听说过，更别说那些学文科的人了。 作者李淼集诸多名校于一身，是一名物理学家。大科学家给小朋友讲量子力学，这该怎么讲？怎么说？怎么能把深奥晦涩的科学道理转化成简单易懂的大众语言呢？在这一方面，作者进行了尝试。 本书是由作者的四个讲课课程组成，分别是：量子世界是什么样的、物质为何能保持稳定、量子力学有什么用、量子计算机和人类大脑。 量子到底是什么？这就需要从科学发展的历程开始说起，因此，本书还是一部力学发展史、物理学家简史，因为科学的发展是阶梯型上升的，介绍量子力学，如果不了解它的前身，就不会真正了解它的真谛。直接讲述最高端的知识，虽然比较直接，但效果未必好，对低龄读者或领域外读者来说更是天方夜谭了。 于是，从牛顿三大定律、到爱因斯坦广义相对论、再到摩尔定律，作者给人们打开了一扇通向专业物理学的大门。让人们了解到经典力学只存在于宏观世界，而在微观世界里，什么牛顿三大定律都不起作用啦，起作用的就是量子力学了，现在已经实现的应用是激光和半导体，而量子传输现在暂时还没有实现。 看完了本书，才明白了量子并不是像分子、原子那样的能够具体测量粒子，而是在微观世界里非常不确定的、不再可分割的所有东西的统称，并非一个孤立的个体。 因为见惯了宏观世界的力学事件，才难以理解微观世界的量子力学到底是怎么一回事。作者在用大众化语言讲述科学道理的时候，还举出了一些例子，以及科学史上一些著名的故事，比如“薛定谔的猫”、“彭罗斯阶梯”。 总得来说，这种大科学家到大众讲述自然科学原理的尝试值得鼓励，毕竟如果不是这个领域内的研究者的话，接触到这种知识的机会就会比较少。显然作者在对于如何进行科普也是费了一番脑筋，但科学道理实在深奥，这样的书籍，给孩子讲孩子未必能够完全理解，倒是孩子家长看看也是不错的，增长点见识，开拓下眼界。书后附的几个科学小实验倒也挺不错，有趣的物理学。 曾经有一段时间，看到网上很多介绍量子力学的文章，弯弯绕绕说出了很多的知识和道理，主要的意思就是和我们身处的生活经验不一样，量子力学的世界中存在似是而非的论断，还有什么神龙见首不见尾鱼和熊掌不可兼得（粒子的尺寸和质量不可同时）的道理等等。为了更好地理解掌握它，我又翻看了一些物理学书籍和资料，费了九牛二虎的洪荒之力算是懂得了一点点关于量子力学的知识。 相比来说，这本就通俗易懂很多，因为之前曾经做过的一些功课，我基本上能理解书中的一些原理，并且在量子力学的一些认识上还有进步。除了有生动有趣的图片故事之外，作者深入浅出的讲解是书中最大的亮点，运用类比将量子力学的原理阐述清楚，结合我们现实生活中的经验和体会感受量子力学的存在，书中还顺着经典力学和量子力学的发展介绍了近现代物理学的发展过程，并用诸多的物理学界的大牛们的故事，架起了经典力学和量子力学之间的桥梁，也算是架起了我们从经典力学通往量子力学的理解之路。 在这个信息爆炸和知识共享的社会中，孩子们心智的大门一旦打开，借由他们的兴趣爱好和探险精神就可以走的很远。这本书是写给孩子们的量子力学，那么孩子们关注的是什么？我觉得更多的是这些东西好不好玩，够不够酷，如果好玩够酷就能吊足孩子们的胃口，让他们在量子力学甚至是物理学的殿堂里恣意欢乐。《给孩子讲量子力学》里面的知识挺好玩的，用小狗扑球、爬楼梯等日常小故事去讲这些大道理，真的很好玩；书中那些天天考虑物理学知识的大牛们闹出的生活小笑话，也足够逗我们一乐的，书中后面的实验如果真的尝试去完成一下，相信也很好玩。想一想，小朋友们如果在玩的过程中掌握了量子力学的道理，懂得了这些听起来玄而又玄的物理学定律，是不是有足够的酷？！ 科学知识的普及，有助于更多的人去理解世界和看待生活，而如果还能带着玩乐的心态去看待科学知识，那就会更有趣了。对于孩子来说，他们是明天的未来，今天在他们身上播下的科学种子，未来可能有助于在他们身上长成参天大树。 相当有趣的科普读本。书中多种形式的知识点剖析和解读。类似于科学家们的小故事，抽象到具体的画面勾勒，由此及彼推波助澜般地引申递进-----就比如说牛顿定律中关于力的相互作用这个知识点。枯燥高深的量子力学由此变得光鲜夺目，妙趣横生。满足好奇心，更开启着科学的兴趣。原来“量子力学”如此，真是妙不可言。

【纸质书读完了，简评一下】 　　今天读完了《给孩子讲量子力学》，作者是李淼，之前读过他的《<三体>中的物理学》，写的相当棒。这本《给孩子讲量子力学》才138页，七万六千字，挺容易读的，两个多小时读完了。 　　我的感受就是这本书确实是适合孩子读的，但也只适合14岁以内的孩子读，大一点的读这本书是不够看的了。它里面讲的硬核知识是挺能让孩子理解，但是就比较零散，不成系统。 　　大一点的孩子或者成年人，想要系统的了解量子力学，可以先去读读《上帝掷骰子吗？》，这本讲的是量子物理的史话。《给孩子讲量子力学》里头也提到了许多科学家的小故事，但不是很连贯及深入，因为受众主要是孩子。而《上帝掷骰子吗？》写得更详细一些，读完这本，下一本推荐霍金的著作——《时间简史》及《果壳中的宇宙》，更加深入的还有《量子之谜》。 　　《给孩子讲量子力学》分了四块内容，第一块讲量子力学是什么，第二讲的是跟量子有关的一个寻常问题：物质为什么能保持稳定性？即物质为什么不会突然坍缩或爆炸？第三是讲量子力学在现今这个社会的种种作用，第四是讲量子力学在未来的作用。 　　第一块内容，跟其他许多经典的科普著作一样，提到量子力学，说到量子的世界，那么肯定要先讲经典的世界，什么是经典的世界，那就先从牛顿的经典力学讲起。 　　第一讲的内容就从牛顿小时候的故事开始讲起，这种方式也更容易令小朋友接受，当然，大朋友也一样更喜欢这种方式。事实上大部分科普著作开头都是这样的，从科学家的故事讲起，再涉及到理论知识，或者从科幻电影中的场景讲起。 　　从原子讲到光子，再讲到光电效应和不确定性原理，尺度由大到小，内容由浅到深，举的是现实中显而易见的实例，很能让孩子理解。这是第一部分的主要内容。 　　第二部分由一个问题引出，为什么我们屁股下坐的椅子，手机中拿的手机，在很长一段时间内不会突然变形、走样或者爆炸？这个问题我想足够吸引孩子。小朋友肯定在各种动画片看到过爆炸的场面，那为什么我们日常生活中的东西不会突然爆炸呢？ 　　这样的安排很适合小朋友，但对于有一定逻辑能力的大人来说，就有点摸不着头脑，感觉内容跟上一章节接不上。 　　第三讲着重讲了量子力学与现今生活的联系，讲了“激光”和“半导体”两个我们基本上到听说过的东西。这章节还讲了量子力学在现在还没实际运用上的——量子传输。 　　第四讲重点讲了量子计算机的工作原理，在此之前当然也讲了传统计算机的工作原理，该书里预言量子计算机将在五十年后（成书时间2016年）成为通用，像当今的智能手机一样风靡全球。 　　《流浪地球2》里的550W就是一台量子计算机，以其超强大的算力，在十四年的时间里全自动化建造了七万多台的行星发动机，不得不感慨量子计算机的强大。书里也提到了一旦有了量子计算机，将人的意识上传就可能会实现，读到这里我又想去电影院再刷一遍《流浪地球2》了。 　　全书四章，每个章节后面有延伸阅读，延伸阅读分成了一条条的内容，每条内容字数不多，易于理解，但也挺碎片化，所以作为我个人来讲，我之前读过量子力学的科普，这本已经不再适合我。 　　我买这种书干什么？又没结婚，甚至连个对象都没着落，可能我觉得自己还是个孩子吧。

有一天我们会原地消失，在另一个时空出现 谢谢阿方赠我这本《给孩子讲量子力学》，真的是好有意思的书。我曾经买过那本网红书《quantum physics for babies》，熟悉了里面一个概念，就是在经典牛顿力学里面，能量是连续的。而在量子力学里面，能量是阶跃的。然而为什么会这样，怎么样才能实现阶跃，薛定谔的猫是什么东西，这些概念全都不懂。这本书，将量子力学的发展历史娓娓道来，概念也讲得很清楚。然而不得不说，想要明白量子力学，那还是差得远了。放弃吧，孩子还远远没有到能明白量子力学的地步。不过等到孩子们像我们这般大时，也许量子力学已经是一个人人都能熟知的概念了。 要讲量子力学，必须从经典力学开始讲起，这样就不得不提到牛顿先生，从一个砸到脑袋上的苹果发现了万有引力。有句话叫做：“人类一思考，上帝就发笑。”也许是上帝不愿意笑的那么频繁，于是就派遣了一些物理学家来到世上。这些大开脑洞的物理学家们，引领着人类慢慢靠近宇宙的真相，就像从密不透风的黑幕里掀开一条小小的缝，射进来光。有一个得了诺贝尔化学奖的物理学家卢瑟福对自己得了诺贝尔化学奖愤愤不平，原因是愤恨自己为什么得的不是物理学的奖。他说了一句名言：“科学研究，除了物理，其他都是集邮”。相信我，看完这本书，你会无比同意这句话，对这些物理学家们真的是崇拜得五体投地。 一、不确定性原理。所有微观世界中的粒子，包括原子，原子核，电子以及光子，全部都是量子的，他们不满足牛顿力学的规律。那么他们满足什么规律呢？答案是不确定性原理。在微观世界里，你无法同时测出物体的位置和动量。为什么会这样呢？为了测粒子的位置，我们首先得看见它。所谓的看见，就是让光打到物体上面，然后再反射进人眼或者显微镜里。而每种光都有自己的波长。如果光的波长比粒子的尺寸还长，那它就反射不回来了。而如果用波长比较短的光（能量也越大），它就会干扰到它原来的运动，这时候我们知道粒子的位置，却没法测准它的动量了。 二、物质为什么能保持稳定。现实中的物体都是由更小的原子组成的，如果用显微镜看这些物体，会发现在原子之间存在很多空隙，两个原子间的空隙大得不可思议。那为什么这些原子不会从空隙中掉下去呢？卢瑟福发现原子由带正电的原子核和一些带负电的电子组成。而原子中的电子，并不在一个个独立的轨道上运动，而像鬼影一样到处移动。换句话说，电子的位置是不确定的，任何时刻都会同时出现在很多地方，只有当我们去看的时候，才知道电子具体出现在哪里；如果不去看，电子就会同时呆在很多地方。两个原子之间既有相斥（物体不会塌陷），又有化学键使之相吸（不会爆炸）。 三、量子力学的作用。第一个应用是激光。光由光子组成。每个光子都有一定能量。但激光比较特别，它里面的每个光子的能量都是一样大的。所以激光的能量可以破坏特定的电子能量，激光脱毛，激光祛斑都基于这个原理。LIGO探测引力波的关键技术之一都也激光。那么激光是怎么产生的呢？激光产生的过程如同雪崩。当一个光子打入原子，可以诱导原子中的电子从高轨道跑到低轨道，同时发出跟第一个光子能量完全相同的新光子。这两个光子再打入两个新原子，就会跑出四个一样的光子。不断进行下去，就会形成一种原子的雪崩效应，产生大量的光子，这样产生出来的就是激光。第二个应用是半导体。这里面有一个摩尔定律非常出名，它说当价格不变时，每过两年，半导体芯片所容纳的晶体管数目会增加一倍。这意味着，一个芯片的计算能力每过两年就会翻一番目前最小的芯片尺寸已经做到只有纳米，照这个速度发展下去，到2030年，晶体管就会变得只有一个原子那么大。到那个时候，不确定性原理就会起作用，直接干扰到这些晶体管的运行。也就说，或许半导体芯片到2030年以后就会停止发展了。第三个应用还没出现在现实中，就是量子传输。1982年，三位物理学家发现一个重要的定理，叫量子不可克隆定理。他说的是，在量子世界，没有一个东西可以被完全的复制。虽然量子不可克隆定理禁止了微观世界中的拷贝，但却没有禁止微观世界中的传输。就是说，在量子世界中，你还是可以把一个微小物体的信息全部复制到一堆原材料里，从而造出一个一摸一样的东西，但是与经典世界不同的是，原来的物体一定会被破坏掉。最终的效果是，一个物体会从自己原来的位置消失，与此同时，另一个地方会出现一个一摸一样的东西。 四、量子计算机。经典计算机最基本的元器件是二极管，主要功能是开和关。而量子计算机不一样，根据不确定性原理，一个微观粒子既可以出现在一个地方，又可能出现在另一个地方。它有一个概率既可以是开的，也可以是关的。这种状态就和薛定谔的猫很像。这样，量子计算机的开关可以同时表达0和1这两个数字，所以量子计算机的计算能力会非常强大。 总的来说，这是一本很好的科普量子力学的书，作者功力深厚，旁征博引，物理学家们的传闻逸事很有趣，里面用到的比喻也生动无比。不足之处在于，在很多情况下假设我们知道基本的概念，而事实上不是物理学出身的并不会知道这些概念，更不用说明白原理，但已经很好了。毕竟，这只是一本240页的薄薄的书。要明白量子力学，那智商足够的情况下，估计要老老实实去读个学位才能入门吧。