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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:T. Padmanabhan

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:2009-03-12

价格:USD 50.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789812835451

丛书系列:

图书标签:

科普
2010
量子力学
量子信息
量子计算
量子纠缠
量子场论
物理学
理论物理
现代物理
科学
哲学

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具体描述

Quantum theory is one of the more abstract branches of theoretical physics, yet it makes clear and concrete predictions which are repeatedly verified experimentally. More recently, there has been some confluence between the concepts of microphysics and those of macrophysics. Currently fashionable ideas in cosmology are also deeply linked to concepts from quantum theory, thus piquing greater interest in this subject. This timely book takes stock of what quantum theory has achieved and where it is leading to at present, in a manner understandable to an educated layman.

The book describes concepts in a strictly scientific manner without trying to make them sound overly philosophical or "hyping" them up. At the same time, careful explanation of the concepts and details (including the technical terminology) are given in a nonmathematical language for the general reader. In particular, emphasis is given to the specific aspects of quantum theory that interface with gravity and cosmology, so as to keep the book reasonably up to date and focused on a key underlying theme.

Contents: The Hubris of Classical Physics; And Then There Was Einstein; Madness of the Micro-World; Particles, Particles Everywhere; Cosmos and the Quantum; Matters of Gravity; In the Beginning â€¦.

《量子主题》是一本深入探索宇宙奥秘与人类认知的著作，它并非一本纯粹的物理学教材，也非晦涩难懂的哲学论文，而是试图以一种引人入胜的方式，架起科学前沿与大众理解之间的桥梁。本书的目标读者是那些对世界充满好奇，愿意挑战既有思维框架，并对那些最根本的“为什么”感到着迷的每一个人。本书的开篇，我们将跟随作者的脚步，一同回顾人类探索宇宙的漫长旅程。从古人仰望星空，试图理解日月星辰的运行规律，到伽利略的望远镜开启了观察时代，再到牛顿的万有引力定律统一了天体运动和地面物理，这其中凝聚了人类智慧的闪光。然而，这些宏大的理论在面对微观世界的奇特现象时，却显得力不从心。正是这种“不尽如人意”促使了下一场革命的到来——量子力学的诞生。《量子主题》将以一种循序渐进的方式，介绍量子力学的核心概念。我们不会一开始就陷入复杂的数学公式，而是通过生动形象的比喻和贴近生活的例子，来揭示量子世界的“怪诞”之处。例如，书中会探讨“波粒二象性”，解释为何微观粒子既可以表现出波的性质，又可以表现出粒子的性质。这种概念上的突破，挑战了我们直观的“粒子就是粒子，波就是波”的朴素认知，预示着一个更加奇妙的实在。接着，本书将深入“量子叠加态”的概念。想象一个硬币，在抛起来之前，它既不是正面朝上，也不是反面朝上，而是处于一种“既是正面又是反面”的叠加状态。只有当我们去观察它，它才会随机地“坍缩”到某一个确定的状态。这种不确定性，并非源于我们观察手段的不足，而是量子世界本身固有的属性。书中会讨论这种叠加态对信息处理、计算能力可能带来的颠覆性影响，引出量子计算机的可能性。 “量子纠缠”是本书另一个不可错过的精彩篇章。当两个或多个粒子发生纠缠后，它们之间会建立起一种神秘的联系，无论它们相距多远，测量其中一个粒子的状态，会瞬间影响到另一个粒子的状态。这种“超距作用”，曾让爱因斯坦感到不安，但他不得不承认这个现象的存在。本书将深入探讨纠缠态的实验验证，以及它在量子通信、量子密码学等领域的潜在应用。想象一下，我们能够实现瞬间的信息传递，打破时空的界限，这无疑将改写人类文明的进程。除了介绍量子力学的基本原理，本书更着重于探讨这些原理对我们理解现实世界所带来的深刻启示。《量子主题》将超越纯粹的物理学范畴，触及哲学、认知科学乃至我们对自身存在的思考。在哲学层面，量子力学挑战了经典的决定论。如果微观世界的事件本身就具有不确定性，那么我们所处的宏观世界是否也摆脱了完全的宿命论？本书将引导读者思考自由意志的可能性，以及我们如何在一个充满概率的宇宙中做出选择。同时，量子力学中的“观察者效应”，也引发了关于意识在塑造现实中扮演何种角色的讨论。我们的观察行为是否能够影响到事物的存在状态？这种观念，将颠覆我们对客观世界的传统认知。在认知科学方面，《量子主题》将分析量子力学如何挑战我们习惯性的思维模式。我们的大脑是基于宏观世界的经验来运作的，而量子世界展现出的规律，与我们的直觉和日常经验大相径庭。本书将探讨如何克服这种思维上的障碍，训练我们的大脑去理解和接受那些看似“反常识”的科学事实。这不仅是科学的进步，也是人类智力的一次拓展。《量子主题》还会进一步探讨量子力学在现实世界中的各种应用，这些应用正在悄然改变着我们的生活。除了前面提到的量子计算机和量子通信，本书还将介绍量子传感技术，它能够以前所未有的精度测量物理量，在医疗诊断、环境保护、地质勘探等领域发挥重要作用。还会提及量子材料，这些材料凭借其独特的量子特性，有望在能源、电子器件等领域带来革命性的突破。本书并非停留在科学现象的罗列，而是致力于挖掘其背后更深层次的意义。它将引导读者思考，当我们揭开了微观世界的面纱，我们对宇宙的认知将发生怎样的转变？我们是否会发现，万物之间有着更紧密的联系，一个统一的宇宙图景正在徐徐展开？《量子主题》还将审视科学发展过程中的一些重要时刻和关键人物。从普朗克提出能量量子化的设想，到玻尔的原子模型，再到海森堡的不确定性原理，以及薛定谔方程的建立，这些科学巨匠们如何一步步地突破了当时的认知局限，他们的思想碰撞又产生了怎样的火花，都将在书中得到细致的描绘。这些故事，不仅是科学史上的重要篇章，也是人类追求真理的生动写照。此外，本书还会关注量子力学未来发展的前景，以及仍然存在的未解之谜。例如，如何将量子力学与广义相对论统一起来，构建一个更完整的宇宙理论？暗物质、暗能量的本质究竟是什么？黑洞内部的奥秘又隐藏着什么？这些悬而未决的问题，激励着一代又一代的科学家继续探索。《量子主题》的写作风格力求清晰、流畅，避免不必要的术语堆砌。作者善于运用类比和故事，将复杂的概念变得通俗易懂。即使是没有任何物理学背景的读者，也能从中获得深刻的理解和启迪。本书的目的是激发读者对科学的兴趣，培养科学思维，并鼓励大家积极参与到对世界真相的探索中来。总而言之，《量子主题》是一次穿越微观世界、直抵宇宙深处的思想之旅。它不仅为读者呈现了量子力学的奇妙景象，更重要的是，它将引导我们重新审视自身与宇宙的关系，开启一段关于实在、意识和可能性的全新对话。这是一本能够激发思考、拓展视野、并可能改变你看待世界方式的书。