作者简介 J.P.麦克沃伊博士曾是一名物理学家和大学教授,曾致力于为来自艺术、人文和社会科学领域的学生开设物理学及天文学课程。现在是一名物理学和天文学科普作家。他也是《图解史蒂芬·霍金》《宇宙简史:从古巴比伦到大爆炸》等书的作者。 目录 什么是量子理论 量子理论引论 经典物理学家 一切都已被证实(并且是经典的) “填上小数点之后的第六位 经典物理学的基本假设 1927年的索尔维会议——量子理论成型 什么是热力学 热力学第一定律 鲁道夫·克劳修斯:两个定律 原子的存在 给双原子分子取平均 路德维希·玻尔兹曼和统计力学 热平衡与涨落 量子物理对经典物理的三十年战争(1900—1930) 黑体辐射 自相矛盾的结果 错误是什么 紫外灾难 普朗克登场 物质的前原子模型 普朗克的困境 切分能量 一个量子的能量 光电效应 经典解释 爱因斯坦登场 伯尔尼杂货街49号的一间小公寓 爱因斯坦对光电效应的解释 密立根:坚定的经典物理学家 光谱中的亮线 发射光谱 吸收光谱(暗线) 夫琅禾费线 氦的发现 氢—研究原子结构的案例 巴尔末:瑞士中学教师 由巴尔末公式得到氢光谱的频率 电子的发现 原子的圣诞布丁模型 卢瑟福的有核模型 原子核的大小 量子英雄尼尔斯·玻尔登扬 玻尔遇到尼科尔森角动量量子化 首先:线动量 其次:角动量 玻尔的量子假说 经典物理与量子物理的混合 玻尔的第二个假设 玻尔推导巴尔末公式 仔细观察光谱……更多谱线 再增加一个量子数 塞曼效应……以及更多的谱线 三个量子数:n、k、m 沃尔夫冈·泡利:反常塞曼效应、电子自旋和不相容原理 泡利效应 泡利“隐藏的旋转”及电子的自旋 泡利不相容原理 闭合壳层和惰性气体 波粒二象性 波的性质 波速 衍射和干涉 爱因斯坦……一个孤独的声音 一个法国贵族发现了物质波 一个关联的波动 戏剧性的结论 令人震惊的论文 物质波的证实 原子中电子的波动 将原子可视化:“旧量子论” 新量子理论的三次创生 海森堡,天才及登山者 海森堡的原子图像 马克斯·玻恩和矩阵力学 泡利证明矩阵力学是正确的 欧文·薛定谔——天才和情人 薛定谔的方程 周期函数的傅里叶谐波分析 薛定谔原子的可视化 巴尔末公式、塞曼效应及其所有的一切 薛定谔:回到经典物理学 谁还需要粒子 两个理论,一个解释 当薛定谔遇到海森堡 马克斯·玻恩:ψ的概率解释 两种概率 薛定谔的猫——量子测量问题 意识和波函数的坍缩 保罗·阿德里安·莫里斯·狄拉克:天才和隐士 狄拉克版本的量子力学 狄拉克的变换理论 量子电动力学的开始 狄拉克方程和电子自旋 预言反物质 不确定原理 海森堡的伽马射线显微镜 决定论的崩塌 互补性 哥本哈根诠释 1927年9月,意大利科莫 1927年10月,索尔维会议 爱因斯坦的光子箱 一个无眠的夜晚 EPR悖论 定域性原则 玻尔和非定域性 贝尔的不等式定理 一个未被发现的世界 量子理论和新千年 约翰·阿奇博德·惠勒,量子物理学家 拓展阅读 致谢 作者 插画师 导语 本书是一本面向青少年读者群及大众的量子理论科普图书。书中图文并茂地介绍了量子理论的基本原理、发展历程和未来应用等知识。量子理论是自牛顿时期以来人类最具革命性的发现,对人类社会及生活带来了巨大的思维改变。作者简明扼要地剖析并呈现了这一理论,以简明通俗的语言带动读者循序渐进地理解这一深奥无比的理论,带领读者感受量子世界的不可思议,去思考薛定谔的猫、不确定性原理、波粒二象性,去见识让科学家们也头疼的多维世界设想。 内容推荐 本书图文并茂地介绍了量子理论的基础知识,带你速览量子物理学领域的里程碑式人物、事件以及科学研究故事。量子理论是自牛顿时代以来人类最具革命性的发现,给人类社会及生活带来了巨大的思维改变。本书以简明的图文和风趣的科学家“旁白”帮助你循序渐进地了解量子物理学的发展史,见证科学巨人的智慧交锋,感受量子世界的不可思议。 |