内容推荐 粒子可以同处两个地点、过去由未来决定、猫可以既生又死?!超光速真的可以吗?平行宇宙真的存在吗? 量子物理的奠基人之一、著名理论物理学家尼尔斯·玻尔说过:“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子理论。” 作为物理学的研究前沿,量子物理的确“烧脑”,据说真正掌握量子物理的物理学家和数学家,全世界也不超过200人。 《小量子,大宇宙:量子物理史话》一书从现代物理学诞生的大背景讲起,以量子力学的发展脉络为时间线,打破沉闷的叙述,简明扼要、深入浅出地介绍了当今量子力学四大主流理论:量子电动力学、量子弱电、量子色动力学和弦论,巧妙地解释了量子力学中那些令人匪夷所思的现象,让人恍然大悟。 本书对量子力学发展史上的著名事件,比如波尔和爱因斯坦之争的核心EPR悖论、薛定谔的猫等,从易于读者理解的角度做了解说;另外,也对重要的量子物理实验,比如电子衍射实验以及大名鼎鼎的“未来改变过去”的量子延迟选择等实验,做了通俗易懂的科学解读,以破除关于这些事件和实验流传甚广的讹传,还这些事件和实验以真实面目。 作者简介 杨丹,1979年生于成都。科普作家,世界史、科技史研究者,前沿理论物理、量子物理的资深发烧友。 多年来研读大量理论物理资料,特别是量子物理相关著作和论文,致力于开辟一条通往前沿物理学幽境的小路,用通俗的语言为读者“破译”艰深晦涩的量子物理,让更多的人领略量子物理的神奇。 目录 “0” 1 牛顿的宇宙 2 爱因斯坦的宇宙(上) 3 爱因斯坦的宇宙(下) 4 膨胀的宇宙 5 量子原子普朗克常数 6 波粒二象性 7 电子是概率波 8 爱因斯坦VS玻尔量子纠缠 9 未来改变历史? 10 狄拉克之海到QED 11 能量之海 12 自旋能量守恒 13 费米子和玻色子 14 杨—米尔斯规范场 15 宇称不守恒和对称性破缺 16 希格斯场 17 量子化相对论 18 弦论超弦论M理论 19 量子化暴涨 20 我们的宇宙来自哪里 注释 参考文献 序言 公元2022年10月4日,诺 贝尔奖委员会宣布将2022 年物理学奖颁给法国物理学 家阿兰·阿斯佩,以表彰其“ 用纠缠光子验证了量子不遵 循贝尔不等式,开创了量子 信息学”。同时获奖的还有 美国物理学家约翰·弗朗西 斯·克劳泽和奥地利物理学 家安东·蔡林格,这两人也 都是量子纠缠态研究领域的 领军人物。约翰·弗朗西斯· 克劳泽是观测到量子纠缠态 的第一人,而安东·蔡林格 则是基于量子纠缠态的量子 信息应用领域的先驱者。中 国“量子之父”潘建伟即师出 安东·蔡林格。 公元2022年在物理学界 堪称量子纠缠态年,也让快 过百岁生日的“哥本哈根诠 释”再次走进大众的视野。 量子纠缠态、量子叠加态、 概率波等首创于“哥本哈根 诠释”的概念频频见诸各类 媒体,并被贴上鬼魅诡异、 颠覆人类认知等夸张的标签 ;超光速、平行宇宙、过去 由未来决定、薛定谔的猫等 超现实的量子“奇迹”,更是 被人们津津乐道。“物理学 终点是玄学”“量子就是灵魂 ”等迷信噪声也不可避免地 卷土重来。 “哥本哈根诠释”实际上 都说了些什么? 量子纠缠态、叠加态到 底是怎么一回事? “哥本哈根诠释”背后的 量子力学、量子场论和“哥 本哈根诠释”之间的关系又 是什么? 本书将拨开长期以来笼 罩在量子纠缠态、叠加态和 “哥本哈根诠释”身上的被添 油加醋以讹传讹的迷雾,还 其以本来面目。本书以量子 力学史上著名的历史事件— —玻尔和爱因斯坦的EPR悖 论之争、薛定谔的猫等为切 入点,围绕量子力学史上的 著名实验如电子衍射实验, 以及大名鼎鼎的“未来改变 过去”的量子延迟选择实验 等,对量子纠缠态、叠加态 和“哥本哈根诠释”进行了详 细又深入浅出的说明,以澄 清围绕这些事件和实验的误 解和谣言。 在此基础上,本书还跟 随量子力学理论发展的时间 脉络,全面系统地介绍了“ 哥本哈根诠释”背后的量子 力学的主流理论QED、量子 弱电动力学、量子色动力学 和弦论,揭示出量子力学就 是当年古希腊人“原子”论的 再造,量子就是古希腊人的 最小物质单元“原子”,量子 的不确定性和波粒二象性的 实质都源于物质另一面能量 的不稳定性,而量子场就是 麦克斯韦电磁场(能量场) 的量子化。同时,对过于抽 象的量子力学术语比如量子 自旋、规范对称性、夸克的 “六味三色”进行了图解和类 比,以方便理解。 如果有深受量子力学魅 力吸引,却深陷围绕量子力 学的讹传和谣言而茫然失措 的朋友,能够从本书中获得 继续前进的动力,本书也就 有了存在的意义。最后我要 感谢家人无私地支持,尤其 我的母亲,替我打理了生活 中的许多琐事,让我有时间 和精力去完成本书的创作。 书评(媒体评论) 我用了比研究相对论还 多的脑力在量子论上。 ——阿尔伯特·爱因斯坦 著名理论物理学家 我可以很确定地告诉大 家:没有人真正了解量子力 学。 ——理查德·菲利普·费曼 著名理论物理学家 如果谁不为量子理论而 感到困惑,那他就是没有理 解量子理论。 ——尼尔斯·玻尔 著名理 论物理学家 |