从量子到宇宙 颠覆人类认知的科学之旅

by 高鹏

本书以各种不可思议的量子现象为主线，以物理学家们所做的各种令人惊奇的实验为脉络，循序渐进地介绍了人类探索量子世界的整个过程。作为一本科普读物，本书涵盖了波粒二象性、叠加态、概率幅、纠缠态、隧道效应、电子云、超流体、量子真空涨落、费曼图、超弦理论等量子力学中引人入胜的大部分内容，也介绍了扫描隧道显微镜、量子计算机、量子隐形传态等量子工程技术，同时还把相关的历史趣事穿插其中。另外，书中还介绍了一些与量子物理相关的粒子物理、相对论、宇宙学等内容，其中就包括了目前更前沿的领域，如反物质、希格斯粒子、暗物质、平行宇宙，以及引力波等。1光的本性之争：光是粒子还是波？0011.1惠更斯的波动学说0011.2牛顿的粒子学说0021.3杨氏双缝干涉实验0031.4泊松的乌龙球0041.5光就是电磁波0062电磁波能量谜团：能量竟然不连续？0072.1黑体辐射谜团0072.2光电效应谜团0092.3原子光谱谜团0102.4石破天惊的量子化假设0113量子化与连续性之辩0143.1芝诺悖论：你能追上乌龟吗？0143.2玄而又玄的无穷0153.3时空是量子化的0173.4运动是连续的吗？0173.5量子化才是世界的本质0184光的波粒二象性0204.1爱因斯坦的光子理论0204.2光子理论是牛顿粒子论的回马枪吗？0224.3原子能量量子化与原子光谱0244.4量子理论与光的本性0265爱因斯坦的疑问：什么是光子？0285.1光与电磁波：剪不断理还乱0285.2波动光学与量子光学：为什么有两种？0305.3光的偏振：光子也会思考吗？0315.4光速不变：相对中的绝对0345.5静止质量为零：有还是没有？0356实物粒子的波粒二象性0386.1德布罗意的惊人假设0386.2实物粒子波动性的观察0416.3实物粒子的双缝干涉实验0426.4德布罗意波的应用0457量子力学的建立0477.1薛定谔的波动力学0477.2概率构成的物质波0497.3玻尔的对应原理0517.4海森堡的矩阵力学0527.5量子力学正式建立0547.6概率论与决定论的争论：上帝掷骰子吗？0568单个粒子的波粒二象性0598.1单个电子的双缝干涉实验0598.2概率波与概率幅0618.3观察电子的轨迹0658.4跟人类捉迷藏的电子0679量子力学正统解释：哥本哈根解释0689.1不确定原理0689.2互补原理0709.3叠加态：人为测量竟如此重要？0729.4波函数坍缩076附录量子计算机07710神奇的量子隧道效应07910.1隧道效应：穿墙而过不是梦07910.2扫描隧道显微镜08111独辟蹊径的路径积分08411.1路径积分：所有路径求和08411.2路径积分对双缝实验的解释08611.3路径积分的广泛应用08811.4费曼图：物理学家的看图说话08912坚持决定论的隐变量理论09312.1德布罗意的导波理论09312.2玻姆的量子势理论09513量子力学的其他解释09813.1意识论：我思故我在？09813.2热力学不可逆过程09913.3退相干理论10013.4GRW理论10113.5多世界理论：人人都能创造平行宇宙10214人类和光子的博弈10614.1单光子偏振

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Published December 1, 2016