量子的诞生——《上帝掷骰子吗？》读后感3000字

　　量子的诞生——《上帝掷骰子吗？》读后感3000字：

　　故事是从一个人开始的，这个人叫法拉第，（注意不是法拉利），这个名称只要你上初中高中物理课的时候，不是每节课都睡觉，肯定听到过。大名鼎鼎的法拉第电磁感应，建立了电磁学的基础。

　　而接下来有一个神人，麦克斯韦尔Maxwell（不是那个咖啡品牌），用数学公式描述了电场与磁场。

　　这个公式眼熟吧？漂亮吧？但是看着似曾相识，但又完全想不起来这是干嘛的，对吗？

　　别担心，我们都一样。我都不记得那个三角形是什么意思了...

　　虽然我们都不知道这公式代表了什么意思，但并不能否定这个方程式的漂亮。不但简洁，而且像古代的诗词一样，对仗工整，被评为史上最完美的公式，让人惊叹它是不是被上帝写出来的。

　　再接着，德国的物理学家赫兹，用实验证实了电磁波的存在，并且有了一个了不起的发现：

　　电磁波的速度是3x108m/s,光就是一种电磁波，从而引入了光的波动学说。

　　赫兹在发现了电磁波之后，他的导师推荐他去柏林大学当教授，但是赫兹觉得柏林太繁华了，花花世界不适合潜心做研究，于是就留在了卡尔斯鲁厄，柏林这个教授的位置，被另外一个人意外获得了，而这个人，将来会在物理界，掀起一场血雨腥风！

　　在当时，除了光的波动学说，还有一批科学家，认为光是由各种粒子组成的，称为光的微粒学说。

　　这一派有一位大牛，就是下面这位卷毛：

　　眼熟不？不认识吧？那就对了！

　　但你肯定听过他的名字：牛顿

　　牛顿在1704年出版的巨著《光学》，在之后整整100年的时间里，都被奉为金科玉律。老牛在这本书里，详尽的阐述了光的色散，从粒子的角度解释了薄膜透射，牛顿环还有衍射等光学现象。

　　牛顿是真的牛，看上去，好像波动说的三个人法拉第+麦克斯韦尔+赫兹的名气加起来，还没有牛顿一个人大，可是科学不是看谁的名气大，是看你的学说能不能经受各种质疑，理论能不能接受实验的考验。

　　光的波动学说有几个难以解释的问题：

　　为什么不能像声波一样，绕过障碍物？

　　无论声波还是水波，都需要载体，水或者空气，那光为什么不需要载体就可以在真空中传播？

　　可是光的微粒学说也有几个难以解释的问题：

　　为什么两个相交的光束，粒子不会被碰撞散开？

　　在点亮光之前，这些粒子藏在哪？有没有质量？

　　既然两派谁也无法用自己的学说完美的回答这些问题，这两派就每天吵架，争取弄死对方的学说

　　然而，波动学说中出了另外一个神人，托马斯*杨。这个既不是玩具店里的火车托马斯，也不是英超曼联队在场上吃了鸟屎的杨，而是一位英国物理学家。读后感.这位老铁在1807年用了一个绝妙且异常简易的实验，让自己名扬四海。这就是物理史上著名的杨氏双缝干涉（忘记是什么的童靴，请自行百度）。总之，在背景墙上投射出的明暗相间的条纹，难倒了所有微粒说的学者，因为无论费尽多大努力，也无法解释为什么两道光叠加在一起会形成黑暗。

　　而波动的理论，却可以轻而易举的解释清楚：波峰和波谷相互抵消。

　　坚持波动学说的学者，被牛顿压制了百年之后，终于拿起了杨氏双缝干涉的这个武器，无情的打击着微粒说。

　　波动学说慢慢成了学术界的主流观点，可是它依然无法回避微粒学说提出的上述几个难以解释的问题，微粒学说并没有完全丧失他们的领地。

　　当时的物理界中有三个支柱学科

　　经典力学

　　电动力学

　　热力学

　　无论是天体物理，行星之间的引力，物体的重力，还是电场磁场的作用力，化学中的范德华力，仿佛宇宙中大大小小的物体的规律已经被人类掌握，不管它们怎么运动，都逃不出这些定律的规范。一时间，物理这门学科仿佛进入的鼎盛时期，仿佛今后的物理将再无突破，而只是将前人的定律研究的更精确而已。然而，真的是这样吗？

　　在前文提到的物理界的光芒万丈中，有一个问题像乌云般悬而未决，那就是黑体辐射问题：

　　假设一个空心球体，内壁涂满吸收辐射的涂料，外壁开一个小孔，光从小孔射入，因为光无法反射出小孔，因此可被视为黑体。

　　当时人们已知，物体的辐射能量与温度是有关的，例如一块在火上加热的铁，随着温度的升高，会变红，进而变黄，如果温度再升高，会变成蓝白色。

　　然而物体的辐射能量和温度之间，到底有什么定量的关系呢？

　　东普鲁士的一位农民，也是位物理学家，维恩，从粒子的角度出发，提出了一个公式，史称维恩辐射分布公式（在这就不写出来吓跑读者了，感兴趣的请自行百度）

　　这个公式很奇怪：

　　短波长范围内----->公式符合的非常好

　　长波长范围内----->公式又偏差的很大

　　过了一阵子，一个英国的物理学家瑞利，从电磁波的角度出发，和数学家金斯一起，提出了一个公式，成为瑞利-金斯公式

　　这个公式也很奇怪：

　　长波长范围内----->公式符合的非常好

　　短波长范围内----->公式又偏差的很大

　　这就hin尴尬了...

　　从粒子的角度看，得出了维恩公式，而这个公式只在短波长范围有效；

　　从波动的角度看，得出了瑞利-金斯公式，而这个公式只在长波长范围有效

　　同一个现象，怎么能用两个公式来描述呢？况且这两个公式的来源是完全相矛盾的。

　　如果当时的物理界抱怨他们有一种想死的冲动，我相信我们是可以理解的

　　天将降大任的时候，总是会有伟人出现的，这次来的，是一个照耀了整个20世纪物理史的德国人，马克思*普朗克

　　普朗克为了修正维恩公式在长波长范围内的不足，在维恩公式的基础上，普朗克硬凑了一个公式，结果让所有人都惊呆了。

　　这个新的公式在短波长时，退化为原始的维恩公式，而在长波长时，也能完美的匹配实验数据！

　　在每一个波段里，实验数据和公式的计算值都十分精确的符合,普朗克黑体辐射公式大获全胜!

　　在这个物理界为之欢庆的时刻，普朗克的内心是崩溃的，头脑是懵逼的。

　　为什么？

　　因为他知其然不知其所以然，你忘了吗，普朗克是偶然间侥幸硬凑出来这个公式的。

　　当别的物理学家问他公式是怎么推导出来的时候，他应该怎么说呢？硬凑的？

　　这还在物理界怎么混...?

　　这还在科学界怎么混...?

　　经过了对黑体辐射问题6年的探索研究，加上这个无法解释，又异常成功的公式，普朗克已经意识到，一个精确符合实验数据的公式，虽然是侥幸，但是其背后，必然存在这一个尚不为人知的物理规律，必定有某种普适的原则来支撑着这个公式。

　　可是任凭普朗克左思右想，怎么也无法找到这个公式的理论解释。最终，普朗克做了一个非常大胆也危险的决定：

　　他决定跳出所有已知的物理常识，跳出这个框，放弃从已知的经典物理角度去解释这个公式。

　　这个决定，不但成为了普朗克的人生分水岭，也成为了整个物理学的分水岭。

　　这朵黑色的乌云终于覆盖了整个天空，潘多拉的魔盒终于被打开，经典物理的大厦，即将面临狂风暴雨的侵袭

　　经过几个星期的紧张工作，普朗克终于看见了黎明的曙光，一个意想不到的景象出现在普朗克的面前，而这个意想不到的景象，是什么呢？

　　原来普朗克发现，公式的成立，必须有一个假设：假设能量在发射和吸收的时候，不是连续不断的，而是分成一份一份的！

　　这个假设，现在看起来，好像稀松平常，但是在1900年的这个假设，却推翻了自牛顿以来，长达200年的经典物理世界！

　　在相当多的情况下，我们都认为，量变是以连续的形式存在的：比如温度从0升高到10度，肯定能找到一个时刻，温度处于3.356度；小汽车从A点经过直线到达B点，你肯定能找到一个时刻，小汽车正处于这条直线上的某一点。

　　所以我们也一直认为，能量的吸收和释放也是连续的，比如释放100焦耳的能量，人们总会认为能量在某一时刻，等于50焦耳，等于30.333333焦耳，等于11.99999999焦耳。

　　这种理念是如此直接地植入我们的认知中，显得如此天经地义，同时，连续性，平滑性的假设是微积分的基础，牛顿莱布尼茨的微积分，麦克斯韦尔的方程，均是建立在这样的假设基础上，而普朗克的假设，完全与之背道而驰。

　　普朗克的公式要求，能量必须只有有限个可能态，它不能是无限连续的，必须有一个最小的单位。就像货币一样，如果最小的货币单位是1分钱，你无论何时，何种状态下，都不存在只支付了0.5分钱的情况。

　　1900年12月14日，记住这个伟大的日期，普朗克在德国物理学会上，终于向世界打开了潘多拉的魔盒，释放出了这个最小的单位“量子”。

　　任何能量的传输，都必须以量子为单位，可以是任意整数个量子，但是不能传输1.5个量子。而这个最小单位是多少呢？普朗克给出的公式非常简单：

　　E是单个量子的能量，v是频率，而那个h就是神秘的普朗克常量。

　　而普朗克常量h，引力常数G和光速C，并称整个宇宙中最重要的三个常数！

　　1900年12月14日，量子问世！作者：顺琪自然