【量子傳】

內容簡介

《量子傳》講述了量子物理學從萌芽到蓬勃發展的精彩歷史，也是一本為建造量子物理學塔樓的科學巨人們繪就生動群像的故事性科普讀物。

1927年10月，第五次索爾維會議在布魯塞爾召開，討論有關新量子力學的問題。 受邀參會的29人中，後來有17人獲得了諾貝爾獎！ 愛因斯坦、玻爾、薛定諤、泡利、普朗克、玻恩、海森堡……在這些家喻戶曉、光芒耀眼的名字中，有20世紀那場關於量子物理學的偉大論戰的兩位主角——愛因斯坦和玻爾。 這兩位科學巨人關於“究竟什麼才是現實”的一系列爭論，推動了量子物理學的迅猛發展。

這本書全景式回顧了量子物理學從萌芽到改變世界的精彩歷程，講述那個時代科學巨人們之間的智力較量，既展現了火花迸射的爭論和競爭，也敘寫了這些智者之間動人的友誼，以及他們各自的人格魅力。 兩大物理男神線上對陣，一生勁敵，一生友誼； 涉及近200比特科學家的故事，揭曉少為人知的精彩細節，勇氣、惶恐和激情，盡在量子群星閃耀時！ 你會瞭解愛因斯坦和玻爾之間棋逢對手的爭論始末，也會看到普朗克的勤奮自律、泡利的犀利和毒舌、海森堡的聰慧和惶恐、薛定諤的多情和天賦……

作者簡介

曼吉特·庫馬爾擁有物理學和哲學雙學位，是《連線》英國版的顧問級科學編輯。

目錄

引言思維的碰撞0 0 1

第一部分量子

第1章普朗克：不情願的革命者0 1 1

第2章愛因斯坦：專利局的苦力0 4 2

第3章玻爾：金子般的丹麥人0 8 4

第4章盧瑟福—玻爾—索末菲：量子原子1 1 3

第5章當愛因斯坦遇上玻爾1 3 9

第6章德布羅意：二象性貴族1 7 0

第二部分男孩物理學

第7章泡利與兩位自旋博士1 8 5

第8章海森堡：量子魔法師2 0 9

第9章薛定諤：一場始於情欲的遲到爆發2 3 5

第10章海森堡—玻爾：哥本哈根的不確定性2 6 3

第三部分巨人之戰：究竟什麼才是現實

第11章索爾維1927 2 9 3

第12章忘記相對論的愛因斯坦3 2 4

第13章量子現實3 4 5

第四部分上帝擲骰子嗎？

第14章貝爾定理敲響了誰的喪鐘3 7 9

第15章量子惡魔4 0 2

量子大事記4 1 3

術語錶4 2 7

注釋4 4 1

參考文獻4 7 5

致謝4 9 3

人名錶4 9 7

書摘插畫

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【量子空間】

內容簡介

這既是一本關於圈量子引力的科普讀物。 對於不熟悉這個名詞的福斯來說，這是一本從另一個角度為我們講述的“萬物理論”。

人類一直追求萬物起源這一問題，希望瞭解萬物是從哪兒來的，基本規律是什麼。 直到今天，這個問題都還是物理學的根本，也是物理學的基礎問題。

時至今日，在很多人的印象中，人類已經回答了這個問題。 我們有基本粒子的“標準模型”，有牛頓的萬有引力理論，還有愛因斯坦的廣義相對論，這些已經把我們的世界解釋得清清楚楚，很讓人滿意了。 但實際上不是這樣的。 在標準模型提出40年後的今天，沒有一個物理學家認為標準模型是基本理論，大家都認為它只是一個近似的有效理論。

圈量子理論是除了弦論之外萬物理論的另一個候選，相對小眾，在學界受到的關注不及弦論，在福斯層面更是較少為人所知，實際上有些非常有趣的理論，值得向公眾介紹。

作者吉姆·巴戈特稱之為“少有人走的路”，在本書中，他介紹了圈量子引力理論領域中兩位傑出的科學家——李·斯莫林（Lee Smolin）和卡洛·羅韋利（Carlo Rovelli）的職業生涯和開創性工作。 這是一本關於物理學理論前言的普及讀物，更是一場引領普通人推翻既定印象，領略對世界的另一種可能的解釋的探索之旅。

在這本書中，物質、時間、空間都有了全新的理解可能。 而認識的過程，就是科學探索的意義，是我們探索世界的趣味所在。

作者從事科普寫作已有二十多年，文筆和敘述都儘量做到科普化，注重對科學知識做出平易近人的解釋，同時為寫作加入故事性，保證了本書的可讀性。

作者簡介

吉姆·巴戈特Jim Baggott，英國科學史作家。 牛津大學化學物理學博士。 著作有《希格斯：上帝粒子的提出與發現》《量子往事》等。 常有作品刊登於《新科學人》《自然》等重要科學刊物。

目錄

序言

縮略語清單

前言理解大自然的奧秘，無法抗拒的誘惑

部分基礎

第1章物理學定律面前人人平等

第2章引力不是力

第3章為什麼沒有人理解量子力學

第4章重新定義質量

第5章創造宇宙的方程式

第二部分形式

第6章要去那裡，我就不會從這裡出發

第7章魔鬼祖母的禮物

第8章猜出精確的解

第9章我用光了維羅納所有的鑰匙環

第10章時間真的一去不復返嗎

第三部分細化

第11章引力子、全息物理學，以及為什麼物體會下落

第12章費米子、演生粒子，以及物質的本質

第13章為什麼“這裡”會變成“那裡”

第14章如果宇宙並非起源於大爆炸

第15章黑洞熵、資訊悖論與普朗克星

第16章接近邊緣——時間的本質與開放未來原理

後記就像兩個被捆在一起的登山者

詞彙表

注釋

參考文獻

圖片來源

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【量子世界的發現之旅】

內容簡介

零基礎讀懂量子力學，回答關於量子力學的小白問題：什麼是量子？ 是誰先開始研究的量子？ 量子力學這門學科是如何產生的？ 量子能用來做什麼？ 沒有量子行不行？

物理學家卡爾•薩根說：“我們生活在一個離不開科學和科技的社會，但卻很少有人瞭解科學和科技。” 在一個美麗、迷人的量子世界中，我們本身就是“量子人”，世界上的萬物也是由量子構成的，人類社會的技術進步取決於我們對量子基本原理的瞭解。

量子力學徹底顛覆了我們對於現實世界的常識性認知。 在量子世界中，沒有什麼是可預測的，我們已經知道的一切都被顛覆。 我們需要重新思考因果關係，重新看待周圍的事物。 在這裡，資訊的傳播速度比光速還快……

作者簡介

作者：（英國）邁克爾•S. 沃克（Michael S. Walker），物理學家、資料科學家、工程師，畢業於麻省理工學院和卡內基-梅隆大學。 他的主要研究領域集中在超導體等方面，發表過70多篇學術文章。

譯者：李婕

精彩書評

沃克用清晰、細膩的筆觸，帶領我們去發現物質、能量和宇宙的本質，讀來引人入勝。

——阿爾弗雷德•博茨博士，美國物理聯合會科學寫作獎得主

這本書寫得非常好，而且讀起來沒有障礙，很適合初學者閱讀。 對於已有一定基礎的學生來說，也是一個很好的總結。 講述全面，讓讀者樂在其中，推薦大家讀一讀。

——巴里•派克，著有《物理之戰》

這是一本面對福斯讀者介紹量子力學原理和應用的讀物，是對量子物理的發現歷史的*好描述。

——弗雷德•庫特納，著有《量子之謎》

把量子力學介紹給普通讀者並不容易，但沃克通過類比的方法做到了。 他也沒有就此止步。 他還講到了天文學、電腦、物理學，以及作為一名工程師所接觸到的現代科技。 此外，他還從物理學的角度解釋了元素週期表，給了我們很大的啟發。

——亞瑟•威金斯，美國奧克蘭社區學院物理榮休教授

目錄

推薦序/ V

前言/ IX

第一部分

發現量子，理解量子/ 1

第1章量子力學的“諸神之戰”/ 3

第2章實驗與早期猜想/ 7

第3章量子力學與量子原子/ 42

第4章6億瓦能量/ 66

第二部分

量子力學詮釋和它的啟示/ 71

第5章量子力學的基本特性/ 73

第6章不確定性、糾纏與多世界理論/ 77

第7章量子力學、數學和自然的本質/ 108

第8章量子計算、密碼破譯、量子隱形傳態和加密/ 112

第三部分

從大爆炸到星系——相對論與量子力學/ 137

第9章獲取宇宙地圖/ 139

第10章宇宙的演化/ 157

第11章大爆炸模型/ 174

第12章走進大爆炸/ 180

第四部分

量子力學與化學/ 201

第13章世界的量子本質/ 203

第14章能量、動量和氫原子電子的空間狀態/ 207

第15章自旋和磁性/ 213

第16章不相容原理與元素週期表/ 215

第17章化學元素的物理特性/ 236

第18章化學鍵的形成/ 243

第19章固體資料的構成/ 248

第20章絕緣體、金屬與電晶體/ 251

第五部分

資料與儀器中的量子奇迹/ 255

第21章奈米科技/ 257

第22章超導體在傳輸、醫學和計算上的應用/ 260

第23章核聚變與雷射器/ 266

第24章磁鐵和磁性材料的應用/ 272

第25章石墨烯、納米管和“夢想中”的應用/ 277

第26章電晶體在電子儀器上的應用/ 287

第27章超導體在科學、能源與傳輸上的大型應用/ 293

致謝/ 301

附錄A電磁波的性質和頻譜/ 307

附錄B元素週期表的發展/ 315

附錄C量子電腦的發展/ 327

附錄D原子的大小與元素的化學性質/ 333

附錄E X射線的產生/ 343

注釋/ 345

術語解釋/ 367

參考文獻與拓展閱讀389