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9787302452102《从量子到宇宙:颠覆人类认知的科学之旅》高鹏.pdf
内容简介 · · · · · ·
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。作为一本科普读物,本书涵盖了波粒二象性、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入胜的大部分内容,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。
作者简介 · · · · · ·
高鹏,山西五寨人,于哈尔滨大学,现在哈工大威海校区任教。从2002年开始痴迷于量子世界,十余年来研读相关专业和科普书籍近百本,并开设相关课程,由此产生了用自己的方式把神奇的量子世界介绍给读者的想,希望能跟广大科学爱好者们一起分享徜徉于量子世界中那无言说的快乐,一起探索这个存在于我们身边的奇异世界。
目录 · · · · · ·
1光的本之争: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光是电磁波
2电磁波能量谜团:能量竟然不连续?
2.1黑体辐谜团
2.2光电效应谜团
2.3原子光谱谜团
2.4石破天惊的量子化设
3量子化与连续之辩
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
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
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:光子也会思吗?
5.4光速不变:相对中的
5.5静止质量为零:有还是没有?
6实物粒子的波粒二象
6.1德布罗意的惊人设
6.2实物粒子波动的观察
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
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:上帝掷吗?
8单个粒子的波粒二象
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
9.2互补
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.相干理论
13.4grw理论
13.5多世界理论:人人都能创造行宇宙
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
15.2epr佯谬:纠缠态登场
15.3纠缠态的实验证明
15.4ghz三粒子纠缠
15.5量子传态:超空间传送能实现吗?
16原子的世界
16.1古人的物质组成观点
16.2原子论的胜利
16.3原子还不是小
16.4原子结构
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
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:玻一爱因斯坦凝聚
18.1费米子与玻子
18.2泡利不相容
18.3玻一爱因斯坦凝聚
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:准确度惊人的预测
19.6量子动力学: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
20.3m理论:理论?
20.4行宇宙
附录是否存在交宇宙?
21宇宙大爆炸
21.1膨胀的宇宙
21.2厂义相对论与宇宙学
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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