本書以各種不可思議的量子現象為主線,以物理學家們所做的各種令人驚奇的實驗為脈絡,循序漸進地介紹了人類探索量子世界的整個過程。作為一本科普讀物,本書涵蓋了波粒二象性、疊加態、概率幅、糾纏態、隧道效應、電子云、超流體、量子真空漲落、費曼圖、超弦理論等量子力學中引人入勝的大部分內容,也介紹了掃描隧道顯微鏡、量子計算機、量子隱形傳態等量子工程技術,同時還把相關的歷史趣事穿插其中。另外,書中還介紹了一些與量子物理相關的粒子物理、相對論、宇宙學等內容,其中就包括了目前更前沿的領域,如反物質、希格斯粒子、暗物質、平行宇宙,以及引力波等。
作者對量子物理很感興趣,十余年來鉆研圖書館中的相關科普和專業書籍超過百本,具備了撰寫量子力學科普作品的能力。作者在結合實際講課經驗的基礎上,總結了學生對于量子力學知識的認知規律,由此根據循序漸進、通俗易懂的原則,用自己的方式把神奇的量子世界系統介紹給讀者。隨著大眾受教育程度的提高,科普作品具有越來越廣闊的讀者群,目前國內量子力學方面的暢銷科普書大都是翻譯的外國作品,且大多只專注于某一方面,并不系統,該書體系完整,簡明扼要又深入淺出,和同類科普書籍相比具有鮮明特點。本書的定位是一本適合高中水平以上人群的大眾科普讀物,以青少年讀者為主。
高鵬,男,哈工大威海校區應用化學系教師,在哈工大總校取得學士、碩士和博士學位。參與多項科研課題,出版教材一部,發表專業論文20余篇,2006年被評為校級教師。主講以量子物理為基礎的專業課《結構化學》已經十幾年,并先后開設公共選修課《化學元素趣談》、《不可思議的量子世界》和《從量子到宇宙》,講課旁征博引、生動風趣,深受學生歡迎。
1 光的本性之爭:光是粒子還是波? 001
1.1 惠更斯的波動學說 001
1.2 牛頓的粒子學說 002
1.3 楊氏雙縫干涉實驗 003
1.4 泊松的烏龍球 004
1.5 光就是電磁波 006
2 電磁波能量謎團:能量竟然不連續? 007
2.1 黑體輻射謎團 007
2.2 光電效應謎團 009
2.3 原子光譜謎團 010
2.4 石破天驚的量子化假設 011
3 量子化與連續性之辯 014
3.1 芝諾悖論:你能追上烏龜嗎? 014
3.2 玄而又玄的無窮 015
3.3 時空是量子化的 017
3.4 運動是連續的嗎? 017
3.5 量子化才是世界的本質 018
4 光的波粒二象性 020
4.1 愛因斯坦的光子理論 020
4.2 光子理論是牛頓粒子論的回馬槍嗎? 022
4.3 原子能量量子化與原子光譜 024
4.4 量子理論與光的本性 026
5 愛因斯坦的疑問:什么是光子? 028
5.1 光與電磁波:剪不斷理還亂 028
5.2 波動光學與量子光學:為什么有兩種? 030
5.3 光的偏振:光子也會思考嗎? 031
5.4 光速不變:相對中的 034
5.5 靜止質量為零:有還是沒有? 035
6 實物粒子的波粒二象性 038
6.1 德布羅意的驚人假設 038
6.2 實物粒子波動性的觀察 041
6.3 實物粒子的雙縫干涉實驗 042
6.4 德布羅意波的應用 045
7 量子力學的建立 047
7.1 薛定諤的波動力學 047
7.2 概率構成的物質波 049
7.3 玻爾的對應原理 051
7.4 海森堡的矩陣力學 052
7.5 量子力學正式建立 054
7.6 概率論與決定論的爭論:上帝擲骰子嗎? 056
8 單個粒子的波粒二象性 059
8.1 單個電子的雙縫干涉實驗 059
8.2 概率波與概率幅 061
8.3 觀察電子的軌跡 065
8.4 跟人類捉迷藏的電子 067
9 量子力學正統解釋:哥本哈根解釋 068
9.1 不確定原理 068
9.2 互補原理 070
9.3 疊加態:人為測量竟如此重要? 072
9.4 波函數坍縮 076
附錄 量子計算機 077
10 神奇的量子隧道效應 079
10.1 隧道效應:穿墻而過不是夢 079
10.2 掃描隧道顯微鏡 081
11 獨辟蹊徑的路徑積分 084
11.1 路徑積分:所有路徑求和 084
11.2 路徑積分對雙縫實驗的解釋 086
11.3 路徑積分的廣泛應用 088
11.4 費曼圖:物理學家的看圖說話 089
12 堅持決定論的隱變量理論 093
12.1 德布羅意的導波理論 093
12.2 玻姆的量子勢理論 095
13 量子力學的其他解釋 098
13.1 意識論:我思故我在? 098
13.2 熱力學不可逆過程 099
13.3 退相干理論 100
13.4 GRW理論 101
13.5 多世界理論:人人都能創造平行宇宙 102
14 人類和光子的博弈 106
14.1 單光子偏振實驗 106
14.2 單光子廣角干涉實驗 108
14.3 單光子延遲選擇實驗 110
14.4 量子擦除實驗 113
15 幽靈般的超距作用:糾纏態之謎 115
15.1 玻爾與愛因斯坦過招 115
15.2 EPR佯謬:糾纏態登場 119
15.3 糾纏態的實驗證明 120
15.4 GHZ三粒子糾纏 124
15.5 量子隱形傳態: 超空間傳送能實現嗎? 125
16 原子內部的世界 128
16.1 古人的物質組成觀點 128
16.2 原子論的勝利 129
16.3 原子還不是最小 130
16.4 原子內部結構 132
16.5 原子結構的初期模型 134
16.6 電子云:電子在哪兒? 136
16.7 電子云節面之謎 139
16.8 電子的自旋 140
16.9 電子自旋之謎 142
17 組成世界的基本粒子 145
17.1 物質的鏡像:反物質 145
17.2 宇宙隱形人:中微子 148
17.3 世界的基石:夸克 149
17.4 世界的基石:輕子 152
17.5 四種基本力和力的傳遞粒子 153
17.6 上帝粒子:希格斯粒子 156
17.7 標準模型 157
附錄 高速粒子對狹義相對論的檢驗 158
18 宏觀量子現象:玻色–愛因斯坦凝聚 161
18.1 費米子與玻色子 161
18.2 泡利不相容原理 163
18.3 玻色.愛因斯坦凝聚 165
18.4 液氦超流現象 168
19 量子場論 171
19.1 場與粒子的統一 171
19.2 粒子的產生與轉化 172
19.3 真空里隱藏的奧秘 174
19.4 再析費曼圖:時間能倒流嗎? 177
19.5 量子電動力學:度驚人的預測 180
19.6 量子色動力學:夸克禁閉 182
20 超弦理論:萬物至理? 183
20.1 統一理論的探索 183
20.2 宇宙的琴弦:超弦理論 185
20.3 M理論:終極理論? 188
20.4 平行宇宙 190
附錄 是否存在交叉宇宙? 191
21 宇宙大爆炸 193
21.1 膨脹的宇宙 193
21.2 廣義相對論與宇宙學 196
21.3 宇宙理論的發展 199
21.4 宇宙的演化 202
21.5 恒星的演化 204
21.6 暗物質與暗能量之謎 208
21.7 時空的顫抖:引力波 210
后記 215
參考文獻 217
誰要是不為量子理論感到震驚,那就是因為他還不了解量子理論。
——尼爾斯 玻爾
我想我可以相當有把握地說,沒有人能理解量子力學。
——理查德 費曼
以前讀過一些量子科普,但總感覺讀不太懂,收到這本書后,竟然幾天之內一口氣讀了一大半,而且竟然讀懂了,以前不太明白的一些概念在這本書里講的非常清晰,每個小節講一個知識點,簡單明了,思路很清晰,絕不拖泥帶水,簡直像行云流水一般,書中很多觀點很有啟發性,比如對量子化與連續性的討論,光子本質的討論真的讓人覺得腦洞大開,沒想到國內作者也能寫出這么好的科普,而且是全彩印刷,排版很漂亮,對這本書絕對要點贊!
非常滿意好
學習學習,開卷有益
現在的紙質書都貴得有點兒離譜兒了,薄薄的200頁的一本書,竟然定價45元,簡直是無語了!
書的質量不錯,值得月度
雖然是國內作者寫的,但不比國外的差,良心科普,通俗易懂,絕對值得看幾遍!
好好學習中,希望有幫助。
編寫生動形象易懂。
不錯的一本書
還沒有來得及看,感覺是正版,值得。
買給朋友的,他超級喜歡
紙張很好!
印刷清晰,好好學習!
書是好書,也是彩印,但是小貴。
豐富知識面 拓展視野
還好 正版書籍 看起來很舒服!
還是很不錯的
還在等著看呢!
喜歡這本書
整個訂單包裝完好,圖書內容可讀性強,印刷清晰,但價格不菲。
神奇的量子,神奇的宇宙,讀完這本書才知道我們生活的世界是如此的神奇。
送給喜歡科幻的朋友的禮物,朋友說很有趣,像科幻故事一樣令人入迷。
一般 這是國內寫的 內容比較多 雖然書籍很小 里面的信息量還可以
量子的世界真的是非常的神奇,奇妙,越想了解它,越覺得你可能永遠都了解不到。
已收到貨,怎么撤消快遞投訴呀,我已經收到書了。小小的一本書
知識點講的很完整,一本書就能了解量子各方面的知識,關于光的討論很有意思,一些宇宙知識令人簡直令人腦洞大開,真是想不到。
2017年3月的中國好書榜推薦購買的,確實不錯,彩色印刷,圖片很多,紙張質量很好,內容由淺入深,很有引導性,清華社的科普做得越來越好了,必須點贊!