《人人都该懂的量子力学》
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2026-10-20 19:40:15
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文档简介:
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版权信息
书名:人人都该懂的量子力学
作者:【英】阿拉斯泰尔·雷(Alastair Rae)
译者:傅婧瑛
出版社:浙江教育出版社.湛庐
出版时间:2023年01月
ISBN:9787572251597
字数:165千字
版权所有·侵权必究
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前言 了解日常中的量子力学
2005年是世界物理年(World Year of Physics),是对爱因斯坦于
1905年相继发表的三篇划时代论文的100周年纪念。这三篇论文中,最
有名的应该是第三篇,因为他在这篇文章中提出了举世闻名的相对论,
而第二篇则为“物质由原子构成”这一在当时存在争议的观点提供了明确
的证据。这两篇论文都对20世纪及之后的物理学发展产生了深远影响,
然而,真正带领我们走进量子力学时代的,却是爱因斯坦的第一篇论文
(1)。
在这篇论文中,爱因斯坦论述了自己不久前做的一些实验。虽然在
很多情况下光被人们认为是以波的形式传播的,但爱因斯坦却在论文中
表示,量子(quantum)是指在光束中以波包形式传播的能量。这个明
显的悖论引出了波粒二象性(wave-particle duality)概念,并最终引出
了著名的或者说“臭名昭著”的“薛定谔的猫”理论。我写作《人人都该懂
的量子力学》这本书的目的,就是想向读者介绍量子力学领域具有代表
性的一些成果和重大突破。
虽然书中包含了一部分解释物质如何以原子及更小形式运动的内
容,但我们的重点还是会放在解释日常生活中的量子力学现象上。很多
人并没有意识到,许多现代科技都有着明确的量子力学基础。例如,驱
动计算机运转的硅芯片内部的运行机制,以及电流能够通过金属线传导
却无法通过绝缘体传导这种现象背后,都包含着量子力学原理。多年
来,人们一直担心现代科技会对环境造成不良的影响,尤其是大量二氧
化碳排放到地球大气中后导致的全球变暖现象。这种温室效应实际上也
是量子力学的一种表现形式,而科学家们正在研究环保技术与之对抗。
我们在书里讨论了这些现象,也讨论了量子力学在超导性
(superconductivity)材料和信息技术中的应用。在本书的最后部分,我
们阐述了量子力学所涉及的一些哲学思考。
量子力学是公认的极度复杂且难以理解的学科,人们普遍认为,一
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个人只有相当聪明且精通高等数学,才能理解量子力学。然而,量子力
学并不是火箭科学(rocket science)。我们可以利用波粒二象性的概
念,在不需要掌握太多数学知识,或者说不需要具备任何高等数学能力
的前提下,就能理解很多重要的量子力学概念。因此,本书基本不包含
高等数学的内容,不过对于一些观点,我们会用数学专栏做出补充说
明。我们只会用到基础的数学知识,这些都是很多读者上学时......
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