清晨,你的鬧鐘響了,你起身來到廚房,為自己烤了幾片吐司,煮了一杯咖啡。但你很可能不知道,當(dāng)你聞著空氣中彌漫的咖啡香氣時(shí),你的這個(gè)普通早晨已經(jīng)和一種極其怪誕的科學(xué)發(fā)現(xiàn)聯(lián)系在一起了。
在普通人眼中,量子物理學(xué)的世界往往深?yuàn)W得不可救藥,讓非專業(yè)人士望而生畏。經(jīng)典物理學(xué)向我們解釋了為什么一個(gè)球會(huì)滾下山坡,為什么一架飛機(jī)能飛上天空,等等;量子物理學(xué)告訴我們的則是粒子的波動(dòng)性、鬼魅般的超距作用、薛定諤的貓、黑洞和時(shí)空彎曲。但無論你相信與否,即使*普通的日;顒(dòng)也深受抽象而奇異的量子物理學(xué)的影響。
在這本書中,查德·奧澤爾圍繞他的一個(gè)早晨和一頓早餐,揭示了我們的日常生活中隱藏的怪誕量子物理學(xué)現(xiàn)象。從日出、鬧鐘、烤面包機(jī)、食物的香味到數(shù)碼照片、計(jì)算機(jī)芯片、互聯(lián)網(wǎng)、量子密鑰,這些我們熟悉的事物都與量子物理學(xué)有著根深蒂固的關(guān)系。
威廉·布萊克從一粒沙子看世界,查德·奧澤爾則從一片吐司中看到了宇宙。這本書在原汁原味地保留科學(xué)理念的前提下,讓相對(duì)論、量子力學(xué)等抽象概念變得接地氣兒。讀完這本書后,相信你的普通早晨將會(huì)變得不同尋常。
在普通人眼中,量子物理學(xué)的世界往往深?yuàn)W得不可救藥,讓非專業(yè)人士望而生畏。經(jīng)典物理學(xué)向我們解釋了為什么一個(gè)球會(huì)滾下山坡,為什么一架飛機(jī)能飛上天空,等等;量子物理學(xué)告訴我們的則是粒子的波動(dòng)性、鬼魅般的超距作用、薛定諤的貓、黑洞和時(shí)空彎曲。但無論你相信與否,即使*普通的日;顒(dòng)也深受抽象而奇異的量子物理學(xué)的影響。
在這本書中,查德·奧澤爾圍繞他的一個(gè)早晨和一頓早餐,揭示了我們的日常生活中隱藏的怪誕量子物理學(xué)現(xiàn)象。從日出、鬧鐘、烤面包機(jī)、食物的香味到數(shù)碼照片、計(jì)算機(jī)芯片、互聯(lián)網(wǎng)、量子密鑰,這些我們熟悉的事物都與量子物理學(xué)有著根深蒂固的關(guān)系。
威廉·布萊克從一粒沙子看世界,查德·奧澤爾則從一片吐司中看到了宇宙。這本書在原汁原味地保留科學(xué)理念的前提下,讓相對(duì)論、量子力學(xué)等抽象概念變得接地氣兒。讀完這本書后,相信你的普通早晨將會(huì)變得不同尋常。
查德·奧澤爾(Chad Orzel),美國(guó)斯克內(nèi)克塔迪聯(lián)合大學(xué)的天文與物理學(xué)系教授,擁有威廉姆斯大學(xué)物理學(xué)學(xué)士學(xué)位和馬里蘭大學(xué)帕克分;瘜W(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。他也是一位科普作家,著有《如何讓你的狗學(xué)會(huì)量子物理學(xué)》(How to Teach Quantum Physics to Your Dog)等三本科普讀物。
目前,他和他的妻子、兩個(gè)孩子及小狗查理一起住在美國(guó)紐約州。
前 言 ... V
第 1 章日出:基本相互作用...001
引力 ... 004
電磁力 ... 008
強(qiáng)核力 ... 011
弱核力 ... 015
故事的其余部分 ... 020
第 2 章加熱元件:普朗克的量子假設(shè)和黑體輻射公式...021
光波與顏色 ... 025
熱與能量 ... 029
紫外災(zāi)難 ... 032
量子假設(shè) ... 038
第 3 章數(shù)碼照片:赫茲的偶然發(fā)現(xiàn)和愛因斯坦的啟發(fā)性
觀點(diǎn)...041
赫茲的實(shí)驗(yàn) ... 044
一名專利審查員的啟發(fā)性觀點(diǎn) ... 047
光電技術(shù) ... 052
第 4 章鬧鐘:足球運(yùn)動(dòng)員的原子模型...057
計(jì)時(shí)技術(shù)簡(jiǎn)史 ... 059
譜線的秘密 ... 062
最不可思議的事:原子內(nèi)部 ... 065
進(jìn)入量子世界 ... 068
原子鐘 ... 074
第 5 章互聯(lián)網(wǎng):尋找問題的解決方案...077
互聯(lián)網(wǎng)之前的網(wǎng)絡(luò) ... 080
原子是如何發(fā)光的 ... 083
愛因斯坦對(duì)光的理解 ... 086
激光的歷史 ... 090
一個(gè)尋找問題的解決方案 ... 095
激光之網(wǎng) ... 097
第 6 章氣味:泡利不相容原理與電子的波動(dòng)性...099
氣味的作用原理 ... 102
元素周期表 ... 105
從舊量子理論到現(xiàn)代量子力學(xué) ... 109
泡利不相容原理與電子殼層 ... 113
電子的自旋和內(nèi)稟角動(dòng)量 ... 115
從軌道到導(dǎo)波再到概率 ... 118
現(xiàn)代化學(xué) ... 123
第 7 章固體:海森堡的不確定性原理...125
必然存在的不確定性 ... 129
零點(diǎn)能量 ... 132
不確定性原理 ... 134
原子的穩(wěn)定性 ... 138
泡利不相容原理與固形物 ... 140
白矮星、中子星與黑洞 ... 146
第 8 章計(jì)算機(jī)芯片:互聯(lián)網(wǎng)與薛定諤的貓...149
貓悖論 ... 152
把化學(xué)鍵視為貓態(tài) ... 156
多即不同 ... 158
從譜線到能帶 ... 160
為什么會(huì)有帶隙? ... 163
絕緣體和導(dǎo)體 ... 166
半導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用 ... 169
第 9 章磁體:讓物理學(xué)家樂此不疲的磁性材料...177
磁導(dǎo)航 ... 180
磁性電子 ... 184
磁性原子 ... 187
磁性晶體 ... 191
磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ... 194
第 10 章煙霧探測(cè)器:粒子和量子隧穿效應(yīng)...197
煙霧探測(cè)的經(jīng)典物理學(xué) ... 199
放射性的奧秘 ... 201
量子隧穿 ... 205
陽光和原子分裂 ... 211
第 11 章量子加密:最后一個(gè)杰出的錯(cuò)誤...215
保密技術(shù)的奧秘 ... 218
和宇宙玩擲骰子游戲 ... 221
量子物理學(xué)和貝特里奇頭條定律 ... 223
從愛因斯坦到貝爾再到阿斯佩 ... 227
量子密碼術(shù) ... 233
一個(gè)杰出的錯(cuò)誤 ... 236
結(jié) 語 ... 239
致 謝 ... 243