丈量世界的7种方式-电子书PDF/EPUB/MOBI/TXT

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丈量世界的7种方式-电子书PDF/EPUB/MOBI/TXT

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作者: [意]皮耶罗·马丁（Piero Martin） 著
出版社: 浙江科学技术出版社
出品方: 湛庐文化
原作名: Le 7 misure del mondo
译者: 黄鑫 万晟彤
出版年: 2024-4
页数: 232

在制作米原器的人看来，像铂杆这样简单又坚固的器具，作为世界参照标准，其耐久性必定是出类拔萃的。但就在米原器被制造出来并开始使用的时候，物理学进入了一个颠覆性的时代，物理学的发展使这根杰出的铂杆退役了。19世纪的最后几十年至20世纪初见证了一系列为物理学和现代技术奠定了基础的科学发现。
比如电磁学。英国科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）在1873年完成了《电磁通论》（ATreatiseonElectricityandMagnetism），而我们很难想象这部经典著作对我们的生活产生了多大的影响。可以这么说，麦克斯韦的4个方程以简洁和优雅的方式描述了所有与经典电磁学相关的现象和技术，尤其是与电磁波相关的内容。从彩虹到电动汽车，从手机到为什么天空是蓝色的，从洗衣机的发动机到欧洲核子研究组织（CERN）加速器中基本粒子的运动，都能从麦克斯韦的4个方程中得到答案。德国物理学家海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）是第一个通过实验证明麦克斯韦预言的电磁波存在的人，但当时他并不知道电磁波会有什么用处。据说，赫兹对自己发现电磁波是这样评价的：“电磁波不会有任何实际用途。我的实验只是证明了麦克斯韦大师的理论是正确的。简言之，这些肉眼无法看到的神秘电磁波确实是存在的。”然后他被问道：“那么在您的实验之后会发生什么？”赫兹看似谦虚地回答：“我猜不会有什么。”我们当然不能责怪他缺乏想象力，在当时，实在是不可能预测到电磁波会在通信、旅行、烹饪、医学诊断和治疗以及许多其他领域有那么广泛的用途。
在那几十年里，科学家对物质结构的理解也取得了巨大进展，为现代原子理论铺平了道路。1895年威廉·伦琴（Wilhelm Röntgen）发现了X射线；1887年赫兹发现了光电效应；1905年爱因斯坦充分解释了光电效应，并于1921年获得了诺贝尔奖。1897年，约瑟夫·约翰·汤姆森（Joseph John Thomson）发现了电子，这是一个里程碑，由此我们意识到我们周围的物质是由被称为原子的微观粒子构成的，而原子又由质子和中子构成的原子核及围绕原子核运动的若干电子组成。几年后，世界便迎来了量子革命。
铂杆上的两根刻线保证了一定的精度，但对于物理学正在发现的新世界来说，这种计量方式仍不够准确。无论多么细致、精准的金属棒都无法承受新物理学日益紧迫的需求，这使其随时可能成为另一个时代的遗产。新物理学放弃了“人”的维度，以一种越来越普适化的方式将自己推向无限小与无限大。在短短几十年内，物理学的范畴急剧扩展——从零点几纳米的玻尔原子到天文学家哈勃研究的距地球数百万亿千米的宇宙边缘星系。

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