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主编推荐语

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。

内容简介

《从量子到宇宙:颠覆人类认知的科学之旅》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人胜的大部分内容,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。

目录

  • 版权信息
  • 作者简介
  • 内容简介
  • 自序
  • 1 光的本性之争: 光是粒子还是波?
  • 1.1 惠更斯的波动学说
  • 1.2 牛顿的粒子学说
  • 1.3 杨氏双缝干涉实验
  • 1.4 泊松的乌龙球
  • 1.5 光就是电磁波
  • 2 电磁波能量谜团: 能量竟然不连续?
  • 2.1 黑体辐射谜团
  • 2.2 光电效应谜团
  • 2.3 原子光谱谜团
  • 2.4 石破天惊的量子化假设
  • 3 量子化与连续性之辩
  • 3.1 芝诺悖论:你能追上乌龟吗?
  • 3.2 玄而又玄的无穷
  • 3.3 时空是量子化的
  • 3.4 运动是连续的吗?
  • 3.5 量子化才是世界的本质
  • 4 光的波粒二象性
  • 4.1 爱因斯坦的光子理论
  • 4.2 光子理论是牛顿粒子论的回马枪吗?
  • 4.3 原子能量量子化与原子光谱
  • 4.4 量子理论与光的本性
  • 5 爱因斯坦的疑问: 什么是光子?
  • 5.1 光与电磁波:剪不断理还乱
  • 5.2 波动光学与量子光学:为什么有两种?
  • 5.3 光的偏振:光子也会思考吗?
  • 5.4 光速不变:相对中的绝对
  • 5.5 静止质量为零:有还是没有?
  • 6 实物粒子的波粒二象性
  • 6.1 德布罗意的惊人假设
  • 6.2 实物粒子波动性的观察
  • 6.3 实物粒子的双缝干涉实验
  • 6.4 德布罗意波的应用
  • 7 量子力学的建立
  • 7.1 薛定谔的波动力学
  • 7.2 概率构成的物质波
  • 7.3 玻尔的对应原理
  • 7.4 海森堡的矩阵力学
  • 7.5 量子力学正式建立
  • 7.6 概率论与决定论的争论:上帝掷骰子吗?
  • 8 单个粒子的波粒二象性
  • 8.1 单个电子的双缝干涉实验
  • 8.2 概率波与概率幅
  • 8.3 观察电子的轨迹
  • 8.4 跟人类捉迷藏的电子
  • 9 量子力学正统解释: 哥本哈根解释
  • 9.1 不确定原理
  • 9.2 互补原理
  • 9.3 叠加态:人为测量竟如此重要?
  • 9.4 波函数坍缩
  • 附录 量子计算机
  • 10 神奇的量子隧道效应
  • 10.1 隧道效应:穿墙而过不是梦
  • 10.2 扫描隧道显微镜
  • 11 独辟蹊径的路径积分
  • 11.1 路径积分:所有路径求和
  • 11.2 路径积分对双缝实验的解释
  • 11.3 路径积分的广泛应用
  • 11.4 费曼图:物理学家的看图说话
  • 12 坚持决定论的隐变量理论
  • 12.1 德布罗意的导波理论
  • 12.2 玻姆的量子势理论
  • 13 量子力学的其他解释
  • 13.1 意识论:我思故我在?
  • 13.2 热力学不可逆过程
  • 13.3 退相干理论
  • 13.4 GRW理论
  • 13.5 多世界理论:人人都能创造平行宇宙
  • 14 人类和光子的博弈
  • 14.1 单光子偏振实验
  • 14.2 单光子广角干涉实验
  • 14.3 单光子延迟选择实验
  • 14.4 量子擦除实验
  • 15 幽灵般的超距作用: 纠缠态之谜
  • 15.1 玻尔与爱因斯坦过招
  • 15.2 EPR佯谬:纠缠态登场
  • 15.3 纠缠态的实验证明
  • 15.4 GHZ三粒子纠缠
  • 15.5 量子隐形传态:超空间传送能实现吗?
  • 16 原子内部的世界
  • 16.1 古人的物质组成观点
  • 16.2 原子论的胜利
  • 16.3 原子还不是最小
  • 16.4 原子内部结构
  • 16.5 原子结构的初期模型
  • 16.6 电子云:电子在哪儿?
  • 16.7 电子云节面之谜
  • 16.8 电子的自旋
  • 16.9 电子自旋之谜
  • 17 组成世界的基本粒子
  • 17.1 物质的镜像:反物质
  • 17.2 宇宙隐形人:中微子
  • 17.3 世界的基石:夸克
  • 17.4 世界的基石:轻子
  • 17.5 四种基本力和力的传递粒子
  • 1.引力
  • 2.电磁力
  • 3.弱力
  • 4.强力
  • 17.6 上帝粒子:希格斯粒子
  • 17.7 标准模型
  • 附录 高速粒子对狭义相对论的检验
  • 18 宏观量子现象: 玻色-爱因斯坦凝聚
  • 18.1 费米子与玻色子
  • 18.2 泡利不相容原理
  • 18.3 玻色−爱因斯坦凝聚
  • 18.4 液氦超流现象
  • 19 量子场论
  • 19.1 场与粒子的统一
  • 19.2 粒子的产生与转化
  • 19.3 真空里隐藏的奥秘
  • 19.4 再析费曼图:时间能倒流吗?
  • 19.5 量子电动力学:精确度惊人的预测
  • 19.6 量子色动力学:夸克禁闭
  • 20 超弦理论:万物至理?
  • 20.1 统一理论的探索
  • 20.2 宇宙的琴弦:超弦理论
  • 20.3 M理论:终极理论?
  • 20.4 平行宇宙
  • 附录 是否存在交叉宇宙?
  • 21 宇宙大爆炸
  • 21.1 膨胀的宇宙
  • 21.2 广义相对论与宇宙学
  • 21.3 宇宙理论的发展
  • 21.4 宇宙的演化
  • 21.5 恒星的演化
  • 21.6 暗物质与暗能量之谜
  • 21.7 时空的颤抖:引力波
  • 后记
  • 参考文献
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评分及书评

4.8
5个评分
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    给这本书评了
    5.0
    从微观到宏观,宇宙观决定世界观

    很好的科普书,语言简练,逻辑清晰,整本书读起来轻松愉悦。期待作者能有更多的科普作品,提高国民的科学素质,无疑也是利国利民、传承文化的好事。

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    出版方

    清华大学出版社

    清华大学出版社成立于1980年6月,是由教育部主管、清华大学主办的综合出版单位。植根于“清华”这座久负盛名的高等学府,秉承清华人“自强不息,厚德载物”的人文精神,清华大学出版社在短短二十多年的时间里,迅速成长起来。清华大学出版社始终坚持弘扬科技文化产业、服务科教兴国战略的出版方向,把出版高等学校教学用书和科技图书作为主要任务,并为促进学术交流、繁荣出版事业设立了多项出版基金,逐渐形成了以出版高水平的教材和学术专著为主的鲜明特色,在教育出版领域树立了强势品牌。