描述
开 本: 32开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787521758818
1. 2022年度《前言书评》独立出版奖金奖作品。
2. 故事性强，像《上帝掷骰子吗？：量子物理史话》一样精彩易读。
3. 精选53个时空片段，讲述物理学史最伟大的一代如何揭开量子世界的秘密。
4. 以编年体的形式引领读者重温一段集体智慧的璀璨篇章，见证伟大思想的激烈碰撞以及量子物理学对世界的全新诠释。
5. 拒绝完人叙事，鲜活展现科学大师的个性、缺陷甚至人生污点。
20世纪初，物理科学被普遍认为已经臻于完美，物理学领域似乎显得风平浪静，但祥和之下实则山雨欲来。1900年10月7日午夜，马克斯·普朗克用一个公式拉开了一场物理学革命的序幕。
随后的近半个世纪里，在尼尔斯·玻尔、阿尔伯特·爱因斯坦、维尔纳·海森伯、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、马克斯·玻恩、保罗·狄拉克等物理学史上最伟大的一代物理学家的共同努力下，人类对经典物理观提出了质疑，并逐渐揭开了量子世界的神秘面纱。他们的发现不仅深化了人类对微观世界的认识，更重要的是，也彻底改变了人类对物理世界的哲学认知。
在《量子群英》中，托比亚斯·许尔特截取53个时空片段，以编年体的形式引领读者重温这段集体智慧的璀璨篇章，见证伟大思想的激烈碰撞以及量子物理学对世界的全新诠释。
这也是国际局势无比动荡的半个世纪。政治风云和战火——特别是第二次世界大战——将这些知识精英的科学发现、个人命运以及自己的祖国紧密联系在了一起。为了各自的国家和政治理念，曾经的师生、同事和挚友或通力合作，或分道扬镳，有人展现出了高贵的人性品质，有人留下了难以抹去的人生污点。他们对微观世界的新认识也物化成了一种拥有巨大能量的实体：原子弹。它将塑造甚至决定战争的走向以及未来的国际政治格局。
基于大量信件、笔记、回忆录和研究报告，《量子群英》以通俗的语言记述了量子物理学诞生和早期发展阶段的一系列重要人物和事件，人性的笔触使物理学史上最伟大的一代跃然纸上，描绘出一幅科学群英的肖像。
序 言 V
1903 年，巴黎 被照亮的裂纹 1
1900 年，柏林 无奈之举 10
1905 年，伯尔尼 专利技术员 21
1906 年，巴黎 夺命马车 29
1909 年，柏林 飞翔雪茄的告终 31
1911 年，布拉格 爱因斯坦的花语 32
1911 年，剑桥 丹麦男孩初成年 34
1912 年，北大西洋 “永不沉没”的倾覆 42
1913 年，慕尼黑 一位艺术家来到慕尼黑 44
1914 年，慕尼黑 巡回演讲 46
1915 年，柏林 擅长理论，不擅长婚姻 53
1916 年，德国 战争与和平 60
1917 年，柏林 爱因斯坦的倒下 62
1918 年，柏林 大流行 64
1919 年，几内亚湾 月亮遮挡太阳 68
1919 年，慕尼黑 一个读柏拉图的男孩 71
1920 年，柏林 最伟大的会面 75
1922 年，哥廷根 儿子找到父亲 82
1923 年，慕尼黑 险失学位 95
1923 年，哥本哈根 电车上的辩论 102
1924 年，哥本哈根 最后一次尝试 105
1924 年，巴黎 公爵之子 111
1925 年，黑尔戈兰岛 大海的浩瀚和原子的渺小 119
1925 年，剑桥 默默无闻的天才 128
1925 年，莱顿 先知与旋转的电子 133
1925 年，阿罗萨 多情时期的杰作 136
1926 年，哥本哈根 波和粒子 142
1926 年，柏林 拜访爱因斯坦 145
1926 年，柏林 普朗克家的聚会 156
1926 年，哥廷根 诠释现实 160
1926 年，慕尼黑 理念之争 169
1926 年，哥本哈根 从天而降的雕像 178
1926 年，哥本哈根 刀锋游戏 184
1927 年，哥本哈根 变得模糊的世界 191
1927 年，科莫 彩排 201
1927 年，布鲁塞尔 大辩论 206
1928 年，柏林 德国蓬勃发展，爱因斯坦病倒 226
1930 年，布鲁塞尔 绝地反击 230
1931 年，苏黎世 泡利的梦 242
1932 年，哥本哈根 哥本哈根的浮士德 258
1933 年，柏林 有人逃亡，有人留下 265
1933 年，阿姆斯特丹 悲伤的结局 275
1935 年，牛津 那只不存在的猫 279
1935 年，普林斯顿 晴天霹雳 287
1936 年，加米施 肮脏的雪 294
1937 年，莫斯科 在另一边 299
1938 年，柏林 爆裂的核 304
1939 年，大西洋 可怕的消息 312
1941 年，哥本哈根 形同陌路 318
1942 年，柏林 原子弹，遥遥无期 322
1943 年，斯德哥尔摩 逃亡 326
1943 年，普林斯顿 逐渐平和的爱因斯坦 331
1945 年，英国 爆炸的威力 334
结 语 341
附 录 343
1903年，巴黎 被照亮的裂纹
巴黎，1903年6月的一个夏夜，在第13区克勒曼大道的一个花园，光线从窗户落到草坪上。一扇门打开了，欢快的声音传了出来，然后一小群人走上了碎石小径。在他们中间有一个穿着黑色衣服的女人，那是36岁的物理学家玛丽·居里。她那经常紧绷着的脸终于放松了，露出高兴的表情。她正在举办一场派对，以庆祝她获得博士学位。
玛丽正处于她职业生涯的最高点。她是法国第一位被授予自然科学博士学位的女性，并且是以“très honorable”的最优等级毕业的，同时她也是第一位被提名诺贝尔奖的女性。
在玛丽的身旁，她的丈夫皮埃尔满心自豪地笑着。围绕着她的还有她的姐姐布罗尼娅、她的博士生导师加布里埃尔·李普曼、她的同事让·佩兰和保罗·朗之万以及她的几个学生。新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福也参加了这场聚会，他正在与妻子度蜜月——这是个迟来的蜜月，他们三年前就结婚了。卢瑟福和玛丽·居里是竞争对手，两人都在研究原子的构造，并且观点迥异。但这一争端在这个晚上被搁置在一旁，毕竟这是个庆祝的日子。
通往玛丽的这个庆祝之夜的道路，始于一个离法国首都很远的地方，19世纪60年代的华沙。波兰当时被普鲁士、俄国和奥地利等大国瓜分，华沙处于俄国沙皇的高压统治之下。任何波兰人都不得以“波兰”称呼他们的故乡。1867年11月7日，玛丽亚·斯可罗多夫斯卡在那里出生，她是一对教师夫妇的五个孩子中最小的一个。这家人反对俄国人的占领。父亲尽力培养女儿们独立思考的能力。当曼娅（家里对玛丽亚的昵称）四岁时，患有肺结核的母亲离开家里，以免传染给家人。她尽量少和家人联系，在与病痛长期斗争后最终去世了——这种疾病在当时还是不治之症。
曼娅用了十年的时间才恢复对生活的热情。起初，她在学习中寻求解脱，埋头苦读。通过不懈的努力，她以全班第一的成绩从帝国中学毕业。15岁时，她在自己施加的压力下精神崩溃了。她那失去妻子的父亲把她送到乡下休养。在那里，她设法放下了书本，发现了音乐、聚会，学会了调情和彻夜地跳舞。她开始在一所接受女学生的波兰地下大学学习，并且轻轻松松就让成绩超过了所有同学。为了帮助大她两岁的姐姐布罗尼娅承担去巴黎学医的费用，她在华沙附近的一个甜菜商家里做家庭教师，并爱上了这家人中已成年的儿子，23岁的数学专业学生卡西米尔。这段恋情让他的父亲着实感到震惊。起初，卡西米尔试探性地抵抗父亲，但在几年的徘徊之后，他终于屈服了，让曼娅孤零零地陷入失落之中。她心中深受创伤，对所有男人充满了愤怒：“如果他们不愿娶贫穷的年轻姑娘，就让他们见鬼去吧！”
1891年，曼娅跟随她的姐姐来到巴黎。布罗尼娅已经结婚了——造化弄人，她的丈夫也叫卡西米尔。夫妇俩都是医生，都充满了共产主义的理想。他们在自己的公寓里执业，免费为有需要的病人治疗。现在自称玛丽的曼娅难以忍受嘈杂的环境，租了一个阁楼，搬了进去。在寒冷的冬夜里，为了保暖，她所有的衣服都要裹在身上。为了省钱，她很少烧煤取暖，只靠茶叶、水果、干面包和巧克力填肚子——但这都没有关系！她自由了。在19世纪与20世纪之交的巴黎，女性完全得不到平等的对待。“Étudiante”一词既可以指女学生，也可以指男学生的情人。但女性在这里至少可以不受干扰地学习。玛丽学习起来废寝忘食。白天，她喜欢在讲堂、实验室和图书馆里度过，晚上则与书为伴，聆听传奇科学家亨利·庞加莱的演讲。她又一次把自己累垮了，倒在了图书馆里。布罗尼娅把玛丽带回家，给疲惫不堪、营养不良的她吃肉和土豆，直到她恢复体力。她一康复就又冲回到她的书本里，最终又一次以全班第一的成绩毕业。
接下来呢？女性可以得到许可去学习，但没几个男性研究人员愿意身边有女同事。玛丽很幸运地获得了一笔奖学金，得以对不同钢材的磁性展开研究。她对操控实验室的设备一头雾水，一位熟人便将她引荐给一位磁学专家：皮埃尔·居里。他腼腆而善于思考，看上去比实际年龄35岁要年轻。他向她展示了如何使用他参与研发的静电计。尽管玛丽在因卡西米尔而心碎之后发誓再也不会恋爱，但她的决心动摇了，她和皮埃尔成了一对。
但是对钢材的磁学研究并不适合玛丽，有比这令人兴奋得多的事情等待着被探索。威廉·康拉德·伦琴刚刚在德国南部的维尔茨堡意外地发现了神秘的X射线，即伦琴射线，当时他把手放在一根电子管前，这种射线穿过了他的手。1896年元旦前后，他向他的科学家同行们传播了一张图片，图上是他妻子手的完整骨骼结构，婚戒也在图上面。以前没有人见过这样的东西。X射线图像在科学界和社会上引发了轰动。
同年，亨利·贝可勒尔在巴黎发现了一种辐射（也是偶然发现的），他称之为“rayons uraniques”，即铀射线，因为它是从铀的样本中发出的，那个样本放在一个抽屉里的一块照相底板上。但贝可勒尔对这些射线的了解也就只有这么多了，他无法解释它们是如何产生的。他怀疑并希望它与磷光现象有关，因为他和之前的几代科学家都热衷于研究这种现象。他发现的射线引起的轰动远不及伦琴的，而且他那些模糊的照片与印在报纸头版并能吸引集市和狂欢节人群的X射线照片相比，多少有些苍白。
然而，玛丽·居里对贝可勒尔的发现非常着迷。她意识到，这个问题是绝不可能通过贝可勒尔屈指可数的几个实验来解决的，他并不是一个真正的工作狂型科学家。她在皮埃尔的静电计的基础上开发了一种测量铀射线的新方法，而且她敢于反驳强大的贝可勒尔。她称这种射线为“radioactif ”而不是“uranique”，因为她确信它们并非铀元素独有的。为了证明这一点，她着手检测新的放射性元素，并在未来几年内发现了两种元素：钋和镭。
此外，玛丽·居里声称这种“无法理解的铀辐射是原子的一种性质”。这是她在1898年所写的，挑战了当时的科学思想。研究者在原子领域没有多少进展，各种理论层出不穷。化学家眼中的原子是物质的不可分割并不可变的基本单位，它们在化学反应中脱离其化学键，重新与其他原子结合。而近来物理学家眼中的原子则像小台球一样穿过真空，并在气体中碰撞产生压力和热量。还有哲学家眼中的原子，自德谟克利特的时代以来，他们就认为原子是宇宙中永恒的基本组成部分。然而，没有一种统一的理论将这些关于原子的不同概念联系起来，它们唯一的共同点是都称其为“原子”。而现在，玛丽·居里却声称，这些原子内部是有活动的。
这怎么可能呢？原子产生辐射的机制是什么？实验显示，它似乎不受化学过程、光线、温度、电场和磁场的影响。那是什么触发了它？玛丽·居里凭直觉有一个极为大胆的猜想：辐射不是被触发的。辐射产生的过程是由自身开始的，也即自发的。在1900年巴黎举办世界博览会之际，为国际物理学大会撰写的一篇论文中，她写下了一个颇有预见性的句子：“辐射的自发性是一个谜，一个令人深感惊奇的课题。”放射性辐射是自发产生的，没有任何的缘由。居里以此撼动了物理学的基础，即因果关系的原则。她甚至考虑推翻能量守恒定律，这一物理学的铁律。根据这条定律，能量永远不可能凭空消失，也不可能无中生有。解开居里之谜的人是新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福。他提出了“放射性变化”理论：当一个原子进行放射性辐射时，它就会从一种化学元素变成另一种化学元素。这个理论让科学的另一个教条式的支柱也动摇了。这样的转变被认为是不可能的，而这种理论则被认为是炼金术士和江湖骗子的歪理邪说。甚至玛丽·居里也曾长期抵制卢瑟福的理论，但最终事实证明他们都是对的：居里说放射性是自发的，事实的确如此；卢瑟福关于放射性变化的理论也得到了证实。错的是原来的物理学。
居里夫妇在拉丁区——法国首都学术区——将一间高等物理化工学院的废弃棚子改造成了他们的实验室。风从缝隙中呼啸穿过，地板从未完全干过。以前，学生们在这里解剖尸体，直到他们搬到一个更加卫生的地方。现在验尸台已经让位给了各种奇怪的设备：玻璃烧瓶、电线、真空泵、天平、棱镜、电池、气体燃烧器和坩埚。波罗的海德意志化学家威廉·奥斯特瓦尔德曾“迫不及待地请求”居里夫妇允许他参观他们的窝棚实验室，在去过之后将其称为“马厩和土豆窖的混合体”。“要不是我看到工作台上的化学仪器，我会以为这是一场恶作剧。”在这里，在这间像是炼金术士用的实验室里，居里夫妇做出了20世纪初最重要的一些发现。他们没有想到，在他们漏风的窝棚里，他们将彻底改变物理学解释我们周遭世界的方式。
在他们的窝棚里，居里夫妇想制备一种直到不久前他们的许多科学家同行仍认为不可能存在的物质：纯镭。他们不会变戏法，必须从某种原材料中提取镭。在漫长的实验中，玛丽发现了沥青铀矿。他们需要大量这种矿物，但在巴黎搞不到，就算搞得到他们也没钱买。皮埃尔在欧洲各地打听，听说在波希米亚森林深处的约阿希姆斯塔尔矿区中有沥青铀矿，那个矿区以出产“塔勒”（thaler，后来转音为dollar）银币所用的金属而出名。他得知那里开掘出大量沥青铀矿，但被当作废料，于是他设法说服矿主给了他11吨这种矿物，运输则由埃德蒙·詹姆斯·罗斯柴尔德男爵资助，他因父亲是著名银行家而腰缠万贯，但他对艺术、科学和赛马的兴趣远超过了对他父亲的银行业务的兴趣。
1899年春天，当小山一样的沥青铀矿被送到窝棚前的院子里时，玛丽拾起一把“混合着松针的褐色灰尘”，贴到了自己的脸上。现在可以开始了。
这是个不折不扣的体力活：玛丽拖着沉重的水桶，把试剂倒来倒去，用铁棒在冒泡的坩埚里不停搅拌。沥青铀矿必须用酸、碱盐以及上千升的清水冲洗。为了提纯，居里夫妇还开发了一种叫作“分步结晶”的技术。他们反复煮沸原料，让其冷却并结晶。轻的元素比重的元素结晶速度快，所以居里夫妇可以通过这种方式逐渐积累镭。这需要精细的测量和巨大的耐心，但无论工作如何辛苦，他们都非常高兴。每晚在从实验室走回家的路上，他们都想象着纯镭的样子。随着他们提取的镭的混合物纯度越来越高，晚上从玻璃烧瓶中发出的光芒也越来越强。1902年的夏天，努力终于得到了回报，他们获得了十分之一克的镭。玛丽成功地测定了该元素的原子量，并在元素周期表上把它放到了第88号的位置。
但家里有个人不那么开心：他们的女儿伊雷娜，她在居里夫妇建立窝棚实验室的两年前出生。她没什么机会看到爸爸妈妈，他们回到家时也已经是筋疲力尽了。爷爷尤金一直照料着伊雷娜，这个小女孩身上带着所有分离焦虑的迹象。只要她的妈妈玛丽准备离开房间，她就会紧紧抓住妈妈的裙子哭起来。有一天，她问爷爷为什么妈妈很少在身边。于是，爷爷拉着她的手，带她走进了窝棚实验室。伊雷娜对“这个无比悲哀的地方”深感震惊。她注定又是一个思念母亲的女儿。30年后，伊雷娜·约里奥?居里将因其对放射性的研究获得诺贝尔奖，成为继其母亲之后第二位获此殊荣的女性。而她的女儿海伦也将成为一名核物理学家。
在1903年6月的克勒曼大道的那个晚上，玛丽·居里不知道她的家庭即将遭遇不幸。她为这次聚会特意准备了一件新衣服，用黑色布料做的，这样在实验室留下的污渍就不那么明显了。还有她那腹部隆起的曲线。几周后，她和皮埃尔一起骑自行车去旅行。他们喜欢骑自行车穿越乡村，甚至骑自行车去度蜜月。但现在玛丽已经怀孕五个月了，她的身体已无法承受自行车在碎石路上的颠簸。她流产了。为了逃避悲伤，她比以往更加卖命地投入工作，直到她再次崩溃。她无法前往斯德哥尔摩接受她和皮埃尔因发现放射性而与亨利·贝可勒尔一起获得的诺贝尔奖，斯德哥尔摩的舞台完全属于虚荣的贝可勒尔。他在走上舞台的时候，身着绿底绣金长礼服，胸前佩戴着勋章，身侧挂着一把军刀。
在玛丽博士毕业聚会的那个夏夜，当她与皮埃尔手挽手从沙龙的门里走出来时，客人们向他们举杯致敬。这对夫妇走出了闪耀的灯光，此刻只属于他们二人。在星空下，皮埃尔伸手插进他的马甲口袋，取出一个装着溴化镭的玻璃瓶。瓶中的光辉照亮了他们那酒后通红且满是幸福的脸颊，还有皮埃尔手指上被烧伤、布满裂纹的皮肤——这既是辐射病的最初征兆（它将有一天夺去玛丽的性命）， 也是居里夫妇所探索的知识中隐藏着的力量的最初迹象。
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