從量子到宇宙——顛覆人類認知的科學之旅

內容簡介

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、機率幅、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。

圖書目錄

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：什麼是光子？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：為什麼有兩種？030

5.3光的偏振：光子也會思考嗎？031

5.4光速不變：相對中的絕對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德布羅意波的套用045

7量子力學的建立047

7.1薛丁格的波動力學047

7.2機率構成的物質波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機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機率波與機率幅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波函式坍縮076

從量子到宇宙——顛覆人類認知的科學之旅

基本介紹

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