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零基礎量子力學!史詩般壯麗的量子論發展史:雙狹縫實驗×普朗克常數×薛丁格的貓×精密測量×資訊加密,從假設開端到未來發展,量子力學主宰人類社會
愛因斯坦:「親愛的,上帝不擲骰子!」
波耳:「愛因斯坦,別去指揮上帝應該怎麼做!」
機率就是這麼無緣無故,隨機就是這麼無因無果
不僅能解釋微小事物,量子定律也能解釋現實世界的一切
量子力學如何產生?量子世界的神奇之處?
大自然的真實面貌?量子力學顛覆人類認知?
雙狹縫干涉實驗如何揭示量子力學最深刻的奧祕?
電腦、通訊、人工智慧……最新量子應用本書通通都有!
▎錯綜複雜、迷霧重重,量子力學所描繪的世界
•在量子世界,如果你不看月亮,
月亮就只按一定的「機率」掛在天空!
•在量子世界,光似粒子,也似波,表現出「雙重人格」,
將兩種截然不同的東西統一在一個物理客體,性質如此詭異!
•在量子世界,粒子有點像「孫悟空」,
拔一根猴毛,一吹之後,孫悟空就會出現在很多地方!
•在量子世界,粒子就像精通穿牆術的「嶗山道士」,
能夠輕易穿過厚厚的牆而毫髮無損!
•在量子世界,一對同源粒子就像一對「雙胞胎」,
無須任何溝通,即使相距百萬光年,也能感知彼此狀態的變化!
➔不同於古典力學的嶄新物理觀念?本書讓你真正理解!
◎機率統計的概念
微觀世界的未來是不確定的,我們永遠無法知道微觀粒子準確的動態數據,只能基於機率的方法去預言。
◎世界本質是量子化的
微觀世界是不連續的,它可能更像一片沙漠,遠看是連在一起的,走近才發現,它是由一粒一粒的細沙所構成。
◎波粒二象性的物質觀
微觀物質具有「雙重人格」,它既是粒子,又是波,將兩種性質截然不同的東西統一到一個物理客體。
➔如何應用量子力學造福人類?本書帶你親身體驗!
◎突出量子力學的核心思想,以此為主線貫穿於全書,從而給出了量子力學的清晰脈絡,向讀者立體地展現量子思想的全貌。
◎力求對所講述的問題盡可能給出數學之外的物理意義,使讀者從零開始讀懂量子力學,逐漸認識一個完全陌生的世界,並真正窺見它的神祕和美麗。
◎注重科普性及應用性,科學屬於人類的共同事業,科學的威力在於普及和創新,科學理論從來都不會停留在紙上,只有經過廣泛的普及和應用,才會推動人類文明的進步。
本書特色:本書以平實易懂的語言介紹了貫穿整個20世紀的量子思想革命,向讀者完整地展示了大自然神祕的量子本性。全書沒有鋪陳深奧的數學知識,重在思維的貫通,不僅可以作為一般讀者了解量子思想的普及讀物,也可以作為量子理論初學者和研究者的參考書。
波耳:「愛因斯坦,別去指揮上帝應該怎麼做!」
機率就是這麼無緣無故,隨機就是這麼無因無果
不僅能解釋微小事物,量子定律也能解釋現實世界的一切
量子力學如何產生?量子世界的神奇之處?
大自然的真實面貌?量子力學顛覆人類認知?
雙狹縫干涉實驗如何揭示量子力學最深刻的奧祕?
電腦、通訊、人工智慧……最新量子應用本書通通都有!
▎錯綜複雜、迷霧重重,量子力學所描繪的世界
•在量子世界,如果你不看月亮,
月亮就只按一定的「機率」掛在天空!
•在量子世界,光似粒子,也似波,表現出「雙重人格」,
將兩種截然不同的東西統一在一個物理客體,性質如此詭異!
•在量子世界,粒子有點像「孫悟空」,
拔一根猴毛,一吹之後,孫悟空就會出現在很多地方!
•在量子世界,粒子就像精通穿牆術的「嶗山道士」,
能夠輕易穿過厚厚的牆而毫髮無損!
•在量子世界,一對同源粒子就像一對「雙胞胎」,
無須任何溝通,即使相距百萬光年,也能感知彼此狀態的變化!
➔不同於古典力學的嶄新物理觀念?本書讓你真正理解!
◎機率統計的概念
微觀世界的未來是不確定的,我們永遠無法知道微觀粒子準確的動態數據,只能基於機率的方法去預言。
◎世界本質是量子化的
微觀世界是不連續的,它可能更像一片沙漠,遠看是連在一起的,走近才發現,它是由一粒一粒的細沙所構成。
◎波粒二象性的物質觀
微觀物質具有「雙重人格」,它既是粒子,又是波,將兩種性質截然不同的東西統一到一個物理客體。
➔如何應用量子力學造福人類?本書帶你親身體驗!
◎突出量子力學的核心思想,以此為主線貫穿於全書,從而給出了量子力學的清晰脈絡,向讀者立體地展現量子思想的全貌。
◎力求對所講述的問題盡可能給出數學之外的物理意義,使讀者從零開始讀懂量子力學,逐漸認識一個完全陌生的世界,並真正窺見它的神祕和美麗。
◎注重科普性及應用性,科學屬於人類的共同事業,科學的威力在於普及和創新,科學理論從來都不會停留在紙上,只有經過廣泛的普及和應用,才會推動人類文明的進步。
本書特色:本書以平實易懂的語言介紹了貫穿整個20世紀的量子思想革命,向讀者完整地展示了大自然神祕的量子本性。全書沒有鋪陳深奧的數學知識,重在思維的貫通,不僅可以作為一般讀者了解量子思想的普及讀物,也可以作為量子理論初學者和研究者的參考書。
- 前言
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Chapter1 量子世界神奇在哪裡
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1.1 上帝擲骰子嗎
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1.2 光似波,又似粒子
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1.3 飄忽不定的幽靈 ─不能同時確定微觀粒子的位置和速度
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1.4 微觀粒子就像「孫悟空」,拔根猴毛就會出現很多小悟空
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1.5 微觀粒子就像精通「穿牆術」的嶗山道士
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1.6 微觀粒子好像「雙胞胎」,產生「鬼魅般的超距作用」
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Chapter2 量子力學是怎樣產生的
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2.1 1900年,普朗克提出了量子概念
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2.2 1905年,愛因斯坦提出了光量子假設
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2.3 1913年,波耳提出了量子化的原子模型
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2.4 1924年,德布羅意提出了物質波理論
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2.5 1924年,玻色提出了一種新的全同粒子的統計理論
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2.6 1925年,海森堡提出了矩陣力學
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2.7 1925年,包立提出了不相容原理
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2.8 1926年,薛丁格提出了波動力學
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2.9 1927年,海森堡提出了測不準原理
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2.10 1927年,波耳提出了互補原理
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2.11 1928年,狄拉克提出了相對論性的波動方程式
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2.12 1942年,費曼提出了路徑積分法
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2.13 1964年,貝爾提出了貝爾不等式
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Chapter3 一個電子可以同時通過兩條狹縫
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3.1 光的雙狹縫干涉實驗
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3.2 電子的雙狹縫干涉實驗
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3.3 單個電子的雙狹縫干涉實驗
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3.4 帶探測器的單個電子雙狹縫干涉實驗
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3.5 單光子延遲選擇實驗
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第一種情況:不放置半透鏡Q
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第二種情況:放置半透鏡Q
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第三種情況:延遲放置半透鏡Q
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Chapter4 大自然的真實面貌是什麼
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4.1 微觀物質的行為是不連續的,世界本質是量子化的
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4.2 微觀物質的行為是不確定的,只能進行機率上的預測
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4.3 微觀物質的行為要用波來描述,呈現波粒二象性
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Chapter5 琴簫合奏─EPR與量子貓
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5.1 兩個基本概念
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5.1.1 定域性與非定域性
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5.1.2 物理實在
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5.2 EPR悖論
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5.3 薛丁格的「貓」
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Chapter6 量子的迷人風采
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6.1 微觀粒子的波粒二象性
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6.2 量子態疊加性
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6.3 量子穿隧效應
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6.4 量子態糾纏性
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(1)量子資訊的傳遞速度是非定域的、超光速的
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(2)量子糾纏能夠實現隱形傳態
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(3)量子糾纏是量子資訊的基礎
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- Chapter7 量子力學的「華山論劍」
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Chapter8 為什麼量子力學顛覆了人類認知
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8.1 牛頓時代
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8.2 愛因斯坦時空
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8.3 量子世界
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8.3.1 研究對象不同
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8.3.2 對自然本性的認識不同
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8.3.3 描述世界的物理法則不同
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8.3.4 測量方法不同
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8.4 量子思維
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8.4.1 從簡單性到多樣性
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8.4.2 從連續性到非連續性
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8.4.3 從觀察者到參與者
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8.4.4 從因果關係到測不準關係
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8.4.5 從化約論到系統論
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8.5 量子創新
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8.5.1 量子力學發現時空是分立的,必須在非連續時空中討論粒子運動
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8.5.2 量子力學第一次把機率概念引進物理學中,機率主宰著宇宙萬物
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8.5.3 量子力學用一個不可觀察的波函數來描述粒子狀態,量子的所有祕密都濃縮在波函數中
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8.5.4 量子力學對一些古典物理量施加了一種應用限制,並提出了全新的物理量,不存在古典對應
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Chapter9 量子力學的哲學啟示
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9.1 只有量子化,沒有連續性 ─離散物質觀
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9.2 只有機率,沒有因果 ─機率統計觀
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9.3 測得準這個,就測不準那個 ─不確定世界觀
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9.4 我似粒子,也似波 ─互補世界觀
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9.5 粒子是實在,還是幽靈 ─測量創造實在觀
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Chapter10 量子力學的困惑
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10.1 「薛丁格貓悖論」有沒有結案
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10.2 波函數是物質波還是機率波
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10.3 誰塌縮了波函數
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Chapter11 夢幻的超算天才─量子計算
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11.1 古典電腦發展的瓶頸
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11.2 古典電腦與量子電腦的比較
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11.3 量子電腦的物理體系
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11.4 量子電腦的實用標準及原理樣機研製
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11.5 量子電腦的基本功能
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11.5.1 量子模擬
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11.5.2 量子優化
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11.5.3 量子人工智慧
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11.5.4 量子質因數分解
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11.6 量子電腦發展的困境
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Chapter12 資訊絕對安全的保障─量子密碼
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12.1 RSA密碼系統
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12.2 量子密鑰分發
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Chapter13 超越古典測量極限的技術 ─量子精密測量
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13.1 原子鐘
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13.2 量子感測器
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Chapter14 走向未來的技術─量子人工智慧
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14.1 行動革命
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14.2 人工智慧
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14.2.1 數據是人工智慧的「生產資料」
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14.2.2 算法是人工智慧的「生產模式」
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14.2.3 算力是人工智慧的「生產工具」
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14.3 量子人工智慧
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14.3.1 徹底破解天道
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14.3.2 徹底破解道地
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14.3.3 徹底破解人道
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- Chapter15 深居閨閣的量子進入大眾視野 ─「墨子號」成功發射
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Chapter16 尾聲
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16.1 量子化是世界的本質
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16.2 大自然遵循機率統計規律
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16.3 波函數包含了量子運動的全部資訊
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16.4 波粒二象性是量子力學的靈魂
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16.5 量子世界允許非定域性
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16.6 量子力學對「測量」作出自己特有的解釋
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- 參考文獻
- 版權頁
- 出版地 : 臺灣
- 語言 : 繁體中文
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