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編輯推薦: |
★硬核科普,为你解锁知识拼图!
从托马斯·杨到理查德·费曼,从双缝实验到量子场论,从夸克到玻色子,读完这本书,你也能成为物理达人!
内文由中国科技大学蔡一夫教授审订,其对文本给予高度评价!
★篇幅短小,但干货满满!
不需要啃大部头,小小一本就能带你遨游物理世界,短的篇幅,完整的内容,清晰的逻辑,没有人比蒂姆·詹姆斯更会做减法!
★深入浅出,轻松活泼,文科生也能读懂!
不需要理解复杂的数学,没有阅读门槛,一个接一个的故事和笑话,让你拿起就放不下,只想一口气读完!
★科技前沿,尽在囊中!
宏量子?希格斯玻色子?时空旅行?瞬间移动?多元宇宙?的科技进展,都乖乖在碗里等你!
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內容簡介: |
量子力学可以证明你是蝙蝠侠?
怎么能让薛定谔那只猫活过来?
每个人都可以建造一个自己的粒子检测器?
世界是一场幻觉吗?
海鸥的鸣叫和夸克有什么关系?
你该怎样给Z粒子讲一个笑话?
……
关于量子力学和粒子物理学,你想知道的这些问题,以及更多更多的问题,在这本书里都能找到答案!
充满激情的英国科学教育新锐蒂姆·詹姆斯继《元素周期表何以解释一切》之后,为我们带来了这本全面的量子力学科普入门指南,从微观世界的维度解读了世间的一切。书中对现代科学中所知的所有量子现象(包括这个领域的发展)给出了清晰的解释,以幽默轻松的方式讲述了科学界聪明的头脑做出这些惊人发现的古怪故事,并为我们提供了从微芯片到粒子加速器的一切。
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關於作者: |
蒂姆· 詹姆斯,高中教师,YouTube博主、博客博主以及Instagram博主,英国流行科学作家。他教授化学和物理,每年为物理研究所做讲座,也曾作为科学专家出现在BBC电台。
蒂姆是被尼日利亚的传教士抚养长大的。取得化学硕士学位后,他专攻量子力学。毕业后他直接进入课堂,把科学教给每一个愿意听的人。国内出版作品:《元素周期表何以解释一切》。
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目錄:
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引言 尽头
第 1 章 容“光”焕发
第 2 章 星星点点
第 3 章 贵族、炸弹和花粉
第 4 章 驯服野兽
第 5 章 事情变得更加奇怪……又一次
第 6 章 盒子与猫
第 7 章 世界是一场幻觉
第 8 章 量子必须死
第 9 章 瞬间移动、时间机器和快速转动
第10 章 量子力学证明我是蝙蝠侠
第11 章 走入歧途
第12 章 直线和波浪线
第13 章 粒子物理的创立
第14 章 亲爱的,我的希格斯在哪儿
第15 章 引力的麻烦
量子力学和粒子物理年表
附录
致谢
注释
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內容試閱:
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引言 尽头
大自然简直疯了。当你深入到物理学的基本定律,一直到物理学的地下室后,你会发现自己身处一片疯狂混乱的领域,在这里,知识和幻想没有差别。
当然,这也不足为奇:这个世界连海星都可以存在,让你不得不怀疑它是否理智。但即使你已经准备好面对古怪的大自然,也没有办法面对量子力学。
这种疯狂始于19 世纪末,当时所有人都在自鸣得意。我们已经绘制了星图,已经提取了DNA,几乎就要分裂原子。我们的知识几乎已经完备,仿佛马上就可以见证人类成就的终章:科学本身到了尽头。
虽然还有几个棘手的科学谜团没有人能完全解决,但它们不过是挂在一旁的小玩意儿,就像壁毯上露出的线头。只有当我们猛拉线头的时候,编织了几个世纪的整幅图案才会被揭开。我们被带入了现实的新图景,一幅关于量子的现实图景。
诺贝尔奖得主理查德·费曼在量子力学系列讲座的开头曾这样说:“我的物理系学生都不懂量子力学。我也不懂量子力学。没有人懂。”费曼大概是伟大的量子物理学家,他的这些话给我们泼了一盆冷水,毕竟,连费曼这样的天才都无法完全理解量子力学,我们这些普通人还有什么机会呢?
然而值得宽慰的是,费曼并不是说量子力学太复杂而无法理解,他说的是,量子力学太奇怪了。
假设有人让你画一个四边三角形,或者让你想一个小于10 且大于10 亿的数字——这些要求并不复杂,可是你很难遵从,因为它们太荒谬了。我们的量子力学之旅就是这样。
量子世界充满了四边三角形和反常的数字,平行宇宙和悖论潜伏在每一个角落,物体不受时间和空间的限制。
遗憾的是,我们的头脑生来就不会应对这类疯狂,我们掌握的语言也不够怪异,无法描述出大自然的真貌。所以,物理学家尼尔斯·玻尔说,谈到量子力学时,“只能用诗性的语言来表达”。
许多人都犯了同一个错误,当他们发现一件事太令人困惑时,就断定是自己不够聪明,因此无法理解。不要担心。老实说,只要意识到量子力学古怪又让人忧心的特点,那你就与历伟大的头脑旗鼓相当了。
猫终于活了
后终于有了好消息!当你的猫处于死/活叠加态时,意味着它在平行世界里死去和活着。当你打开盒子,碰巧发现一只煮熟的小猫,不必难过,因为另一个世界的你会发现它正健康快乐地活着。
多世界诠释也解释了EPR 佯谬,使狭义相对论不会失去光彩。正如爱因斯坦相信的那样,当一对纠缠粒子被送到太阳系的两端时,它们的性质已经预先决定了,但存在着两个世界,这两个世界有相反的结果。
在其中一个世界,爱丽丝上旋而鲍勃下旋,但在另一个世界,鲍勃上旋而爱丽丝下旋。在测量之前,我们不知道身处哪个世界,所以我们认为结果是随机的——那仅仅是因为我们还没有解码自己的世界。当我们开始测量,并发现自己身处“爱丽丝上旋”的世界,这两个世界就分裂了,那个“爱丽丝下旋而鲍勃上旋”的世界被带到了多重世界的某个地方。
没有人知道分裂是如何发生的,但似乎每次粒子面临选择时,分裂就会发生。在埃弗莱特看来,关键不在于测量,而在于选择。
现在,当你坐着阅读这本书的时候,你体内的粒子正在面临选择:究竟要以何种方式围绕原子核振动。在某个世界它们选择某种方向,在另一个世界它们选择相反的方向。如果考虑现在宇宙中有多少个粒子,它们存在了多长时间,所能做出的选择就会非常多,我们甚至不可能给每个世界都起名字。
就在此刻,每一纳秒你体内就有数万亿个世界彼此分离,也有数万亿个世界从此消散。平行现实的数量如此之多,以至于没有人会试图计算今天有多少个世界。这就把我们带到了……
本书重要的部分
多年来,理查德·费曼和斯蒂芬·霍金等名人都公开支持埃弗莱特的多世界诠释,可当把它向大众披露时,埃弗莱特却遭到了无情的嘲讽。他选择放弃一切,转而为五角大楼的情报部门工作。
当埃弗莱特死的时候,他坚持要把自己的骨灰扔进垃圾桶,因为他已经完全不在乎,而且,即使他在这个世界死去,还会在其他许多世界里活着。
我们可以这样说,由于每一种路径至少在一个现实中被选择,所以不同的思考过程和不同的事件都在不同的世界发生,每一个平行世界都有自己的历史。你能想象到的任何事情都可能发生在某个地方。
当然,物理定律仍然适用。没有一个世界里人类的皮肤是用云做的,也没有一个世界里青蛙听到口哨声会发光。但只要你坚持标准规则,那么每件事情都会至少在某处发生。
在其他世界中,美国没有赢得独立战争,柏林墙依然屹立,“奥斯蒙德兄弟”在《疯狂的马》之后没有转向唱甜美的情歌,而是继续沉迷于摇滚。重要的是,在遥远的多重现实里,存在这样一个世界,我,蒂姆·詹姆斯,就是蝙蝠侠。
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