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魔鬼物理学2:迷人又有趣的量子力学

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文档简介:

魔鬼物理学.2 ——迷人又有趣的量子力学 [美] 詹姆斯·卡卡里奥斯 著 孔垂鹏 张彧彧 译 中信出版社 目录 前言 第一部分 脑洞大开的故事 第1章 量子力学三部曲 第2章 得诺奖的光电效应 第3章 神奇的物质波 第4章 超能力般的粒子自旋 第二部分 探索未知的谜题 第5章 波函数的发现与认知 第6章 打开未来之门的薛定谔方程 第7章 著名的海森堡不确定性原理 第8章 平行宇宙中的曼哈顿博士 第三部分 原子的传奇世界 第9章 原子是我们的好朋友 第10章 或快或慢的原子核衰变 第11章 太阳中心的核聚变反应 第四部分 量子力学的神奇力量 第12章 水火不相容的费米子 第13章 如蜜蜂般团结的玻色子 第五部分 伟大的技术与发明 第14章 荧光材料和隐形墨水 第15章 “死光”:天使还是魔鬼? 第16章 半导体和二极管 第17章 晶体管和闪存设备 第18章 自旋电力学和硬盘驱动器 第19章 X射线视力和核磁共振成像 第六部分 开启未来世界 第20章 量子计算机和量子通信 第21章 太阳能电池和纳米技术 后记 致谢 注释 图片说明 献给托马斯,劳拉,戴维 ——未来真正的创造者 前言 量子物理学?你正置身其中! 进入21世纪,我们仍然在期待能飞的汽车、喷气飞行背包、圆顶水 下城市和机器人私人助理。对此,你可能和我一样沮丧。自20世纪30年 代起,那些通俗科幻杂志和漫画书就向我们许诺:至2000年,人类将摆 脱日常琐事和地球引力的束缚,迎来一个“乌托邦”式的闪亮新世界。跟 今日的现实相比,我们发现,50年前的那些预言真是把我们骗得不轻。 不过……也不尽然。2010年,我们可以和地球另一端的人即时无线 通信;笔记本电脑的计算能力远超科幻小说中房屋大小的计算机;我们 可以利用核磁共振成像做出医学诊断,而不是靠开刀一窥究竟;从自动 提款机到苹果手机,触摸屏随处可见。每天,我们接触到的自动化设备 数量惊人,尽管它们当中没有哪个跟机器人罗比相似 [1] 。 这些美好的预测错在哪里呢?简单来说,他们预测了一场能源革 命,而我们的革命却发生在信息领域。科幻小说中的喷气飞行背包和死 光(death rays),需要以可储存巨大能量的轻型设备为前提。而作为常 用储电设备的电池,其性能则受限于电池内部原子的化学和电学性质。 尽管科学家和工程师们在研发新型储能系统方面足智多谋,却终究无法 改变原子的属性。相对而言,信息只需要一个存储媒介和相应的智能解 析。 此外,信息可以保存数千年。苏美尔人成功地实现了数据的长效存 储,他们刻于泥板之上的楔形文字使我们得以了解6 000年前的会计制 度和......

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