看漫画读懂量子力学

看漫画读懂量子力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:新星出版社
作者:[日] 福江纯
出品人:
页数:224
译者:张宏岩
出版时间:2017-9
价格:28.00
装帧:平装
isbn号码:9787513322454
丛书系列:读库出品·读小库
图书标签:
  • 读小库
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  • 量子力学
  • *北京·新星出版社*
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具体描述

或许你看过烧脑的科幻电影《彗星来的那一夜》,也听过“薛定谔的猫”生死叠加的状态,甚至知道夸克是比原子还要小的粒子。

但这到底是怎么回事?猫到底是死是活?多重世界又是什么?夸克还能再分割吗?本书或许会给你一个答案。

日常生活中的IC卡、LED信号灯,手机、数码相机,其中的半导体就是量子力学的成果,在医疗领域使用的X射线、核磁共振成像等也同样来自量子力学的发展研究。而我们被晒黑,就是皮肤版的光电效应,能看到星空,也是因为星光作为量子与我们的视细胞发生了光化学反应。否则看不到星光,也不会有探索宇宙这回事了。而宇宙和量子正是一体两面,构成世界的源点和万物的规律。

《量子奇旅:探寻微观世界的奇异法则》 一、 唤醒好奇,踏入迷宫 你是否曾仰望星空,惊叹宇宙的浩瀚无垠?你是否曾凝视水滴,好奇其内部是否也隐藏着无穷的奥秘?我们生活的宏观世界,似乎遵循着我们触手可及的逻辑,因果分明,预测可循。然而,当我们将目光投向那比原子更小的微观领域,一个颠覆认知、挑战直觉的奇妙世界便在我们面前徐徐展开。那里,粒子的行为不再遵循我们熟悉的轨迹,能量的传递方式令人匪夷所思,而最根本的现实本身,似乎也变得模糊不清。 《量子奇旅》并非一本枯燥的教科书,它是一次邀约,邀请你踏上一段充满惊奇与启发的探索之旅,去领略那构成我们宇宙基石的量子世界的迷人风采。我们不追求冰冷的数据和繁复的公式,而是致力于用生动的故事、形象的比喻和引人入胜的叙述,为你揭开这层神秘的面纱。你将在这里找到答案,关于那些关于光,关于物质,关于存在的根本问题,它们将以一种全新的、令人兴奋的方式呈现。 二、 穿越时空,瞥见粒子的舞蹈 想象一下,你化身为一个微小的观察者,穿梭在原子内部那片广袤的虚空中。在那里,电子不再是绕着原子核有规律运转的小行星,它们更像是一团模糊的“概率云”,在某个区域出现的可能性比其他地方更大。我们无法确切知道它此刻在哪里,只能预测它在哪里出现的概率。这便是量子力学的第一个震撼弹——不确定性原理。它告诉我们,在微观尺度上,我们对某些成对的物理量(如位置和动量)的测量精度是相互制约的,试图精确测量一个,必然会模糊另一个的真相。这并非测量技术的限制,而是宇宙本身的内在属性。 继续深入,你会遇到量子叠加态的奇妙现象。一个粒子,在被观测之前,可以同时处于多种可能的状态之中,就像一个硬币在抛起后落下之前,既不是正面也不是反面,而是同时包含了这两种可能性。只有当我们施加观测,它才会“坍缩”到其中一种确定的状态。这听起来像是科幻小说里的情节,却是真实发生在微观粒子身上的事情。这种叠加态是量子计算强大能力的基础,也是理解量子世界概率性的关键。 而更令人着迷的,莫过于量子纠缠。想象两枚硬币,无论相隔多远,当你翻看其中一枚是正面时,另一枚会瞬间变成反面,反之亦然。这种“鬼魅般的远距作用”,让爱因斯坦都为之困惑。两个(或多个)粒子,一旦发生纠缠,它们的状态就紧密地联系在一起,即使相隔遥远,测量其中一个的状态,也会瞬间影响到另一个。这似乎打破了我们对信息传递速度的认知,也为未来的超光速通信提供了理论上的想象空间。 三、 超越直觉,重塑认知 量子世界的一切都显得如此“反常识”。我们的宏观经验建立在经典物理学的框架之下,在那里,物体有确定的位置和速度,能量是连续的,一切都遵循着可预测的因果链条。然而,量子力学打破了这些“铁律”。 能量的“颗粒化”:在微观世界,能量并非像水流一样可以无限分割,而是以一份份的“能量子”(量子)的形式存在。这就像把一袋面粉看成是由无数个微小的麦粒组成的,而不能看作是无限细分的连续体。普朗克关于黑体辐射的研究,正是揭开了能量量子化的序幕,也由此开启了量子力学的篇章。 波粒二象性:光,我们过去认为它是纯粹的波动,但在某些实验中,它却表现出粒子的性质,比如“光电效应”,表现为一个个光子撞击金属表面。反过来,电子这样我们熟知的粒子,在特定条件下,也会展现出波的干涉和衍射特性。物体同时具有波和粒子的双重属性,这便是波粒二象性。这种特性,挑战了我们对“事物是什么”的根本理解。 概率与确定性:宏观世界是确定性的,给定初始条件,我们可以精确预测未来的状态。而量子世界,在根本上是概率性的。我们无法预测一个粒子下一次会出现在哪里,只能计算它出现在某个区域的概率。然而,正是无数个微观概率事件的集合,才最终构成了我们所见的宏观确定性世界。这是一种“概率的确定性”,一种更深层次的实在。 四、 探索的脚步,不曾停歇 《量子奇旅》将带你回顾量子力学发展史上那些激动人心的时刻。从普朗克的“权宜之计”,到爱因斯坦对光电效应的深刻解释,再到玻尔对原子结构的原子模型,以及海森堡、薛定谔、狄拉克等巨匠们如何一步步建立起严谨的量子力学数学框架。你将了解到,每一次理论的突破,都伴随着实验的验证,每一次成功的预测,都加深了人类对宇宙本源的理解。 然而,量子力学的探索远未结束。它的奇特性质催生了无数前沿科技的应用: 量子计算:利用叠加态和纠缠态,构建出拥有巨大算力的量子计算机,有望在药物研发、材料科学、密码破解等领域带来革命性突破。 量子通信:利用量子纠缠的特性,实现理论上不可窃听的量子通信,为信息安全保驾护航。 量子传感:基于量子效应的高精度测量技术,在导航、医学成像、基础科学研究等方面展现出巨大潜力。 量子材料:探索具有奇异量子特性的新材料,为能源、电子等领域带来颠覆性的变革。 《量子奇旅》不仅仅是关于量子力学的“是什么”,更是关于“为什么”和“如何”去理解它。我们将循序渐进,从最基本、最容易引起共鸣的概念入手,逐步深入到更具挑战性的议题,但始终保持语言的通俗易懂和叙事的吸引力。你不需要深厚的数学功底,只需要一颗渴望了解世界的心,以及对未知事物的好奇。 五、 开启你的量子思维 阅读《量子奇旅》,你将获得的不仅仅是关于物理学知识的增长,更是一种全新的思考方式。它会挑战你根深蒂固的思维定势,让你学会从不同的角度审视现实。你会发现,我们所熟悉的“常识”,在更深层次的宇宙面前,可能只是一个近似的描述。 准备好了吗?请跟随我们,一同踏上这场穿越微观世界的奇妙旅程。我们将一同探索量子世界的奥秘,感受物理学的魅力,并最终,以一种更加开阔和深刻的眼界,去理解我们所存在的世界。这,将是一次真正意义上的“思维的冒险”。

作者简介

本书作者福江纯,1956 年生于日本山口县宇部市。理科博士,大阪教育大学教授,主要研究吸积盘和宇宙喷流等相关领域,同时热心普及天文学知识。以《图解黑洞宇宙》、《洞悉宇宙的奥秘》(编著)、《七色光之谜:图解光与色》(合著)等为代表作品,此外还有《耀眼的黑洞吸积盘》、《初级宇宙学入门》、《求知天上的奥秘·天文学》、《光与色的宇宙》等诸多科学著作。

他在本书中沿着量子力学的发展历程,用文字解析概念规律,用漫画点拨疑难重点,逐层深入、步步推进。你会发现这个世界的一切都如此引人入胜。

目录信息

第一章 量子论诞生之前
——经典物理学对微观世界的描述
第二章 微观世界不合常理
——经典物理学的破绽
第三章 离散的微观世界
——量子论的曙光
第四章 双面的微观世界
——波粒二象性
第五章 两条坦途
——量子力学的建立
第六章 微观世界不确定而随机
——崭新的观点
第七章 我们身边充满了量子
——以量子力学为支柱的现代文明
第八章 对称的世界
——粒子物理学的发展
第九章 时空与世界的法则
——量子力学的未来
第十章 从量子力学角度考虑月球的存在
——量子力学的佯谬
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的阅读体验简直是一次彻底的“认知重塑”。我以前对微观世界的理解,大多停留在“很小”这个模糊的概念上。但读完这本书后,我对“实在”这个词汇的理解都发生了动摇。书中对量子纠缠的描述尤其令人震撼,那种“幽灵般的超距作用”,挑战了我们基于宏观经验建立起来的所有常识。作者没有避开这些令人不安的概念,反而勇敢地直面它们,并邀请读者一同去感受这种宇宙的怪异和迷人之处。它并非简单地告诉我“这是事实”,而是引导我去理解“为什么我们不得不接受这是事实”。我感觉自己的思维边界被强行拓宽了,开始用一种更加开放和审慎的态度去看待周围的世界。这种知识带来的不仅仅是信息量的增加,更是一种思维模式的升级,让人对物理学的深度和广度产生由衷的敬畏。

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坦白说,我拿起这本书之前,心里是带着巨大的忐忑的。量子力学,这个词汇本身就带着一种高冷的神秘感,仿佛只有顶尖的物理学家才能窥其堂奥。我本科学的完全是人文社科,那些复杂的数学公式对我来说简直是天书。然而,这本书的叙事节奏把握得极其精妙,它没有急于抛出硬核知识,而是像一个耐心的向导,先带你走过量子世界的大门槛,用最日常的比喻,比如抛硬币的概率,来解释叠加态的奇特之处。作者的文字功力非常扎实,行文流畅,逻辑清晰得令人称奇。它不像某些翻译过来的科普书那样,总有一种隔阂感,这本书读起来像是用我们自己的思考方式在梳理这些概念。每当我觉得自己快要迷失在那些概率波和不确定性原理中时,作者总能及时地抛出一个精妙的类比或者一个历史典故来拉我一把,让我重新聚焦。这种循序渐进,润物细无声的教学方法,极大地降低了阅读门槛,让我这个“门外汉”也能跟上节奏,不至于中途放弃。

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这本书最让我印象深刻的,是它对科学史和哲学思辨的融入。它不仅仅是知识的堆砌,更是一场思想的漫游。作者花了相当的篇幅去描述那些物理学巨匠们在探索量子世界时的挣扎、争论和最终的突破。爱因斯坦和玻尔之间那场著名的世纪大辩论,在这里被描绘得如同精彩的戏剧冲突,充满了人性的光辉与科学的严谨。我读到他们如何因为对“实在性”的不同理解而针锋相对,那种思维上的火花碰撞,比单纯理解公式更有感染力。这让我意识到,科学的进步从来都不是直线型的,它充满了质疑、反复和天才之间的思想交锋。这种历史的纵深感,让冰冷的物理定律变得有温度,有来处。它引导我去思考,我们今天所接受的“真理”,在未来是否还会被更深层次的理论所颠覆?这种对知识本质的反思,是很多纯粹的教材所无法提供的广阔视野。

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这本书的封面设计简直是视觉盛宴,色彩的运用大胆又充满想象力,那种抽象的几何图形和流动的光影,一下子就抓住了我的眼球。我原本以为科普读物总是板着一副面孔,枯燥乏味,但看到这本书的装帧和内页的插画风格,我就知道我这次选对了。插画师的功力非凡,他们似乎能用最直观的图像语言,将那些常人听了就头疼的物理概念具象化,比如那个著名的薛定谔的猫,在这里不再是干巴巴的文字描述,而是活灵活现地跳跃在纸面上,甚至能感受到那种悖论带来的荒谬和魅力。我尤其喜欢作者在排版上的一些小巧思,比如重要概念旁边的手绘小注释,那种亲切感,就像是有一位学识渊博的朋友在耳边轻声为你讲解,完全没有距离感。这种对阅读体验的极致追求,让整个阅读过程变成了一种享受,而不是负担。我甚至愿意把它摆在客厅的书架上,因为它本身就是一件艺术品,光是欣赏它的设计和美感,就已经值回票价了。它成功地做到了“悦人以目,启人以智”,绝对是近年来我看到的最有诚意的科普书籍之一。

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从实用性角度来说,这本书的注释和索引做得非常到位,这是我挑选科普书时一个重要的考量点。很多时候,读到某个特别精彩的比喻或者某个引人深思的概念时,如果能快速查阅到相关的背景资料或延伸阅读,会大大提升学习的效率和乐趣。这本书的附录部分,不仅仅是术语表,更像是一个迷你百科全书,对一些关键人物和历史事件做了更详尽的补充说明。而且,作者在行文中没有使用那些故作高深的行话,如果真有必须使用的专业词汇,也总能在紧接着的地方给出清晰的解释,保证了阅读的流畅性。整体来看,这是一本兼顾了学术严谨性和大众可读性的典范之作,无论是对物理爱好者,还是仅仅想了解一下现代科学前沿的普通读者,它都能提供一次物超所值、令人满足的阅读旅程。

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浅显入门的量子力学科普读物

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浅显入门的量子力学科普读物

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前边的靠着以前的物理知识还能理解,到了第四章,完全看不懂了。。拿回家给俺弟看去

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佛说:人的身体就像沙子一样,不断蠕动着,若用超大显微镜看人体表面其实是不规则的,不是光滑的。我一直对这个问题似懂非懂,今日按照科学解释,便知微观世界中的事物是离散的。微观世界里存在许多无法用常识理解、不可思议的奇妙现象,能解释这些现象的理论就是量子力学,它错综复杂,无法用普通的思维理解,感谢日本科学家用这种简单易懂的漫画对其解说。

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量子态。离散不连续,看书的时候一直把科学理论带入日常生活。就是一个个个体,无法预测,无法统一,参差多态。

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