《读书报告》

书名：《上帝掷骰子吗》

作者:曹天元

出版社：辽宁教育出版社

版次：20##年1月1日

《上帝掷骰子吗》这本书是作者曹天元以通俗易懂且富有戏剧性的语言创作的有关量子物理学的读物，旨在给人们普及一些有关量子物理学的知识。起初作者只是利用业余时间在网上发表的发表一些极简的论坛，但看到读者反应异常热烈，再加上自己的热情，于是就完成一篇将近3万字的稿子，最后经过修订出版，普通版20##年问世。而这本书也是作者送给国际物理年的一份礼物，被评为具有超级影响力的科普读物，还被誉为“中国的《时间简史》”。本书主要从历史的角度出发，带领我们遇见最伟大的人物、观看最动人的故事、走近最边缘的空间、感受最精微的体验；本书的范围跨越之大还是一个显著特点从微观到宏观，从存在到坍缩，从科学到哲学，从严谨到幽默；从你的极限到人类的极限再到宇宙的极限。就是这样，他开始带领我们体验量子物理之旅。

第一次听说《上帝掷骰子吗》这本书是选修课时雷老师讲的，在听到这本书的书名时只知道是有关科学技术的书，但是并有想到它是有关量子物理学的知识，更没有想到居然是以历史为线索写的。而在看到这本书的真面目时，心里也有点怕怕的，因为在我的印象中，有关科学的东西几乎都是令人头痛的东西，虽然作为一个理科生。但是，当我按着目录的指引去阅读序一（努力演说不可言说之事）、序二（激动人心的量子史话）和作者的自序时，心理负担轻松了很多，因为这些序言都有说到本书是通俗易通的意思，而我就这样带着着一种怀疑的心态开始了量子物理学之旅。而在刚开始的第一章——黄金时代，我就彻底为之折服了。因为高中时我们理科生也有学习一本有关量子物理的选修物理课本。当时，我记得也是抱着一种仰视的心态去学习的，而在学习的过程中，感觉还是挺有趣的，而虽然知道怎么做对题目，但是有一些理解起来还是挺模糊的，较片面，有点知其然而不知其所以然的意味，毕竟有关量子物理的过程还是挺复杂的，曲折的。但是在这本书中，似乎有很多之前我们觉得极其难以理解的东西，在这里，就得以一个简单明了的列子来说明了。或者，一些我们想不到的思路或是之前弄不明白的思路，在这里都被描述得很清析。所以我就会有一种恍然大悟的感觉，同时也影响了自己的思维。

在黄金时代这章中，讨论的主要是光是粒子还是波这个问题。但是这个过程是复杂曲折又是激动人心的。在刚开始时，书中以这样的一个问题来展开——光究竟是一种什么东西？而我们能看到光又是你如何发生的呢？接下来就是有关光性质的讨论和论述。所以就有一批又一批声望很高的物理学家和一些与量子物理有关的人物出场了。在古希腊时代，，人们猜想光是一种从我们眼睛里发射出去的东西，当它到达某样东西时，那个东西就能够被我们眼睛看见了。这算是较原始的说法了。但我们都知道正确的应该是著名的伊斯兰科学家阿尔·哈桑归纳的那样：我们之所以能看到物体，是由于光从物体上反射进入眼球的结果。而小孔成像实验就是他为论证这一点而做的实验。而我们在了解了广德发生时，又要回到一个本质的问题了，那就是光在本质上到底是什么东西？最初的说法源于古希腊时代，那时的人们认为光是一种细小的粒子流。但同时又有这样一种想法，既然声音可以是波，那光为何不可呢？也就是这样，光的波动说与微粒说展开了长达数个世纪之久的战争。而至今我们很少听说的以太这种东西也是为波动说而假定出来的，只是后来被否定了，因为毕竟只是假定存在的。在这场微粒说和波动说的战争中，我们看到了很多著名的科学家，只是，似乎很多科学家都有一些共同的性格特征，那就是他们心胸似乎都是较为狭窄的，而且也是较为固执。但我觉得他们的这种性格其实给他们带来两方面的影响。一方面就是他们死要面子不肯屈服或接纳其他科学家的观点而导致他们即使苦苦钻研几年时间也一无所获，而与此同时其他科学家已经在这一方面取得了成就，这有点类似于固步自封吧。另一方面，也是因为他们的执着和固执，他们才能在各种议论和压力中坚持自己正确观点而不至于随波逐流，与成功擦肩而过中。也许科学家就是这样的吧。而在这场战争中，我也体会到了这两个派别经历的挫折。因为，坚持微粒说的牛顿毕竟是有很大名声的，谁能轻易质疑他呢？所以微粒说也就将近统治世界一个世纪之长，好在还是有人敢于发出挑战，那就是托马斯·杨。这就有跟现实生活很相像，比如一些小学生因为害怕老师而什么都按照老师所得做；一些小官员怕得罪大官也只能按照他所说的那样做却不管会不会违背一些原则。但是很庆幸，也有那么一些人为了追求真理而敢于与权威作斗争，也就是这样，我们才不致于只是限制于微粒说这一观点上，杨是英勇的，而干涉条纹实验就是他做出的强有力的证据，而一直坚持微粒说的科学家也为此感到恐慌，所以也做出了应对措施，他们提出了很多对波动说不利的的实验证据,，但是波动说支持者并没有为此困惑，而是找出解决办法，也就是菲涅尔有关偏振现象的实验证明从此奠定了波动说的基石，但同时以太这个概念也被质疑而到后来就被舍弃了，所以就出现了为了解决这个问题的麦克斯韦的理论——光是电磁波的一种，而赫兹也成功的证实了这一理论，但是他绝对想不到自己的实验给后世带来了多大的影响。之所以称这为黄金时代，也是因为它与之后带给人们的暴风雨的生活作对比，确实是小巫见大巫了。

而最令我印象深刻的就是乌云这一章了。说到两朵乌云，无非就是迈克尔逊-莫雷实验令人惊奇的实验结果和黑体辐射的研究中所遇到的问题，而黑体辐射最终导致了量子论革命的爆发。但是在科学家们试图解决这些问题时，有很多意想不到的实验结果发生了，有一些就连实验的设计者都无法相信，而这些结果又是与他们的预期结果相反但是却符合事实。而有一些实验结果又是一个层面再到另一个层面的跳跃，使得做出这个实验的科学家也畏惧去接受这样的惊人的完美的结果，因为他自己也解释不清这样的实验结果的原理到底是什么，只是知其然而不知其所以然。例如，对于前者那样的情况，迈克尔逊-莫雷实验关于探测光以太对于地球的飘移速度，但是结果却令人失望。而对于后者，黑体辐射中普朗克关于黑体公式的提出，由自己拼凑出来的公式却完美解决了维恩公式对于长波的局限。但是，他并不知到其中的原理，更不知里面隐藏的普遍使用的原则假设，所以他自己也处于一个比较尴尬的地位。但是也是因为这个一直困扰他的问题，所以他才会有更大的成就，那就是量子概念的提出，而书中用货币的度量来形象的说出了能量是可以不连续的，我觉得是最贴切不过了，而这个概念也颠覆了传统，这也是他自己都想不到的，甚至难以接受的。但是量子就是这样艰难的出生了。

看到这样的一些情况，也许很多人都会想说，其实科学家也不是都有准确的预见能力的，其实他们也只是凭借运气，正如普朗克一样。但是我想说的是，运气也是要凭借才能的，如果一个人没有这方面的想法或敏锐的察觉能力，那么就算他意外地提出了普朗克的黑体方程也只是停留在这一阶段而已。所以说普朗克提出黑体方程和量子概念是有一定的基础和根据的，即使他自己察觉不到，或许是存在于潜意识里的。当然这本书还说了好多关于这种情况的著名实验，也许这也就是作者为什么要取书名为《上帝掷骰子吗》的原因吧，但是，如果要我回答，我会说上帝从不掷骰子，因为一个人得以成功，是靠脚踏实地地努力和自己努力争取的。

第二篇：科学技术史报告

伟大的变革

——第二次技术革命的主要成果及其影响

第一次科技革命实现了工业生产的全面机械化，促进了社会经济的迅猛发展；但也有它难以克服的缺点，如产生和使用不方便、长距离输送困难等等。所以社会对动力提出了更高的要求。 而19世纪初电磁学领域的一系列发现，引发了新的科技革命。

第二次技术革命发生于19世纪中叶，它以电机的发明为起点，以电力的广泛应用为标志，不仅推动了生产技术由一般的机械化到电气化、自动化的转变，更深刻地改变了人们的生活方式。

随着电磁理论的建立及深入研究，电力技术得以产生和发展。19世纪初，奥斯特和法拉第的伟大发现展示了电力工业的光辉前景，麦克斯韦电磁学又为电子工业和无线电工业的发展提供了必要的理论基础，现代电力技术就是在电磁学理论指导下发展起来的。1821年，法拉第制作了一台带电导体围绕直立磁铁旋转的实验模型，1867年德国科学家和发明家西门子研制成功自激式直流发电机。19世纪70年代，直流电机已实际上具有了近代电机的基本结构，直流电机供电已占主导地位。19世纪后期，电机陆续伸向社会各个角落。资本主义自由竞争迫使大企业，甚至中小企业采用经济实用、轻便灵活的新动力，电锯、钻床、磨床、车床、各种起重机、电梯、压缩机等都采用电力驱动。1880年左右，电锤和岩石钻又相继问世，磨香料的磨、制冰机、洗涤机也用上了电动机，甚至还出现了牙钻电钻、缝纫机马达、家用吸尘器等，强大的社会需要极大的推动了电机工业的发展。各种电气工业公司相继出现，交流电机也就在社会需要的积极推动下发展起来了。而后随着电能生产和传输技术的大发展，为电力技术的普及和应用开辟了广阔前景，由此带来了工业技术乃至整个社会经济生活的深刻变革。电力技术的广泛应用，极大地促进资本主义生产力的发展，迎来了电力技术全面发展的新局面，使资本主义大生产开始向自动化、电气化方向前进，掀起了远比蒸汽技术更广泛、更深刻的电力技术革命。由于电能较之热能具有突出的优点以及电力技术的推广和应用，带动了其他相关技术的迅速发展。电报、电话、电灯的发明及使用都深刻改变了我们的生活。

以电力技术为中心的第二次技术革命是一次广泛而深刻的社会大变革，电力技术不仅广泛改变了社会的生产方式，而且深刻地改变了人们的生活方式，它为社会提供了远比蒸汽动力更为方便而强大的动力能源。从

此，“蒸汽时代”让位给“电气时代”。

首先，它推动了生产效率和生产能力的提高。其次，它使产业结构发生了变化，发展方向从轻纺工业为主转向了重工业为主。从工业革命开始的工业化进程，在第二次技术革命的推动下得以完成。再次，第二次技术革命也在生产管理方面引起了深刻的变革，科学化管理开始兴起。生产组织和企业管理的变化还体现在某些大企业为了提高生产效率、降低成本和提高质量，采用了标准化生产和流水线。再次，第二次科技革命导致生产关系的调整。第二次科技革命中产生的新产业需要大型生产设备和大规模生产，创立这类企业资本需求量大，靠个人积累获得资金，以及少数人合伙的传统方法已无法适应新的需求，股份公司遂被广泛采用。在股份公司的形式下进行的联合和吞并活动，加速了生产和资本的集中，企业规模越来越大，更有需要、也有能力采用先进的设备和先进的生产组织、企业管理，生产效率和产品质量由此大幅度提高，生产出的产品在市场上更具竞争力，从而进一步排挤中小企业，导致生产和销售的垄断。垄断组织的出现是生产力迅速发展的结果；也是对生产力发展的一种适应。因此，19世纪末20世纪初，垄断组织逐渐发展成一种普遍现象。

第二次科技革命也引起了整个社会的变革。它极大的减轻了人们的劳动负担，丰富了人们的精神生活。正象前面所说，第二次科技革命加速了工业的进程，主要资本主义国家均在它的影响下，完成了农业社会向工业社会的转变。伴随工业化而来的是城市化的发展。内燃机在农业机械中的使用，化肥的大量生产和使用，使农业劳动生产力大大提高，多余的劳动力转向工业，而当时的大工业主要集中在城市，因此推动了城市的兴起和大都市的形成。

当然，第二次科技革命造成的工业化也产生了一些负面影响，如贫富差距继续存在，并有进一步扩大的趋势；由于缺乏可持续性发展的意识和长远眼光，滥砍滥伐和过度的开采矿产，造成自然资源的严重破坏和环境污染；由于大量农业人口短时间涌入城市，对大都市形成缺乏准备和疏于管理，贫民窑、卫生状况恶化和犯罪活动日益猖獗也是随之而产生的弊端。

同时，第二次技术革命为现代自然科学的产生和发展准备了必要条件。 以地质学的发展为例，早期的地质学处在零散地观察地质现象、收集地质资料阶段，人们对地质现象仅作了一些粗浅的说明，缺乏严格的科学意义。第二次技术革命极大地推进了产业革命，采煤、采铁、运河、隧道工程等为地质学的发展创造了条件。一方面与矿藏勘探相联系的区域性地质调查和矿物地质研究取得了重大进展；另一方面关于岩石的成因及其规 2

律，地层的排列顺序及其演化历史的理论也建立起来了。这些成果为地质学各分支学科的形成奠定了基础。更加先进的生产体系随着电力技术的广泛应用而逐渐成熟，促进了相关地矿产业的发展，为地质学提供了日益增多的材料，为地质研究开辟了新纪元，产生了大量具有科学依据的地质理论。这一切都源于第二次技术革命的广泛影响力，它的影响深入到了社会的每一个角落。至今使人类社会收益匪浅。

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