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雙縫實驗和量子力學(xué)

諾貝爾獎得主、著名物理學(xué)家理查德·費曼曾說:“雙縫實驗包含了量子世界的全部奧秘。”我們在中學(xué)物理課都會學(xué)到,一道光穿過兩道狹縫后將會發(fā)生干涉形成明暗條紋,這就是眾所周知的雙縫實驗。如果只讓單個光子進入設(shè)備,光子竟然也會自己與自己發(fā)生干涉,在多次實驗后同樣形成明暗條紋。更神奇的是,一旦研究者試圖探測光子到底通過了哪道狹縫,干涉條紋即刻就消失了,仿佛能感知到我們的意識一般。托馬斯·楊在19世紀早期設(shè)計了這個模型,以證明光像波一樣運動,這與艾薩克·牛頓的粒子觀點形成了鮮明的對比。近一個世紀后,阿爾伯特·愛因斯坦證明了光以量子或粒子的形式存在,這個實驗成為愛因斯坦和尼爾斯·玻爾之間關(guān)于現(xiàn)實本質(zhì)的激烈辯論的關(guān)鍵。可以說,雙縫實驗串起了人類對物質(zhì)世界規(guī)律,乃至現(xiàn)實本質(zhì)的探索。十年又十年,一個又一個假設(shè),科學(xué)家們以這個實驗為藍本,回答了關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)的越來越深的問題,它也催生了2022年諾貝爾物理學(xué)獎。在這本書中,作者周游世界,穿越歷史,深入探索了我們尚未了解的物質(zhì)現(xiàn)實的最小尺度,為讀者展現(xiàn)了一幅兼具科學(xué)與美感的畫卷。

(印)阿尼爾·阿南塔斯瓦米 ·物理學(xué) ·14.2萬字

量子力學(xué)的真相

春天的早晨,從窗戶涌進來的空氣帶著花園里的清新氣息,這個“奇跡”是如何發(fā)生的?分子如何被微風(fēng)吹動,又如何經(jīng)鼻子轉(zhuǎn)化成令人感到愉悅的氣味?每天早晨醒來的“我”是誰?當(dāng)這個“我”睜開雙眼時,周圍的宇宙又是什么?……在這個量子力學(xué)的時代,關(guān)于我們的存在以及我們與這個世界之間關(guān)系的這些基本的問題,仍是未解之謎。而愛因斯坦和其他現(xiàn)實主義者相信:量子力學(xué)理論是不完備的。在《量子力學(xué)的真相》一書中,斯莫林教授用3幕故事帶領(lǐng)我們走進量子力學(xué)的世界,了解那些自量子力學(xué)誕生以來就一直困擾著人們的概念問題和嚴重分歧。第一幕他會講述我們在探究量子力學(xué)發(fā)展軌跡時所需的基本的量子力學(xué)概念。第二幕他將帶我們追溯了從20世紀50年代開始的現(xiàn)實主義量子力學(xué)方法的復(fù)興,并且闡述它們的優(yōu)缺點。斯莫林認為:正確且完備的量子力學(xué)理論不僅能夠解決量子引力的問題,還能給出一套完整的宇宙學(xué)理論。第三幕斯莫林將介紹包括自己在內(nèi)的當(dāng)代物理學(xué)家為構(gòu)建現(xiàn)實主義的萬物理論所付出的努力。量子力學(xué),是一個充滿悖論與神秘色彩之地,歡迎所有人來到新的科學(xué)時代。

(美)李·斯莫林 ·物理學(xué) ·17.2萬字

量子空間

這既是一本關(guān)于圈量子引力的科普讀物。對于不熟悉這個名詞的大眾來說,這是一本從另一個角度為我們講述的“萬物理論”。人類一直追求萬物起源這一問題,希望了解萬物是從哪兒來的,基本規(guī)律是什么。直到今天,這個問題都還是物理學(xué)的根本,也是物理學(xué)的基礎(chǔ)問題。時至今日,在很多人的印象中,人類已經(jīng)回答了這個問題。我們有基本粒子的“標(biāo)準(zhǔn)模型”,有牛頓的萬有引力理論,還有愛因斯坦的廣義相對論,這些已經(jīng)把我們的世界解釋得清清楚楚,很讓人滿意了。但實際上不是這樣的。在標(biāo)準(zhǔn)模型提出40年后的今天,沒有一個物理學(xué)家認為標(biāo)準(zhǔn)模型是基本理論,大家都認為它只是一個近似的有效理論。圈量子理論是除了弦論之外萬物理論的另一個候選,相對小眾,在學(xué)界受到的關(guān)注不及弦論,在大眾層面更是較少為人所知,實際上有些非常有趣的理論,值得向公眾介紹。作者吉姆·巴戈特稱之為“少有人走的路”,在本書中,他介紹了圈量子引力理論領(lǐng)域中兩位杰出的科學(xué)家——李·斯莫林(LeeSmolin)和卡洛·羅韋利(CarloRovelli)的職業(yè)生涯和開創(chuàng)性工作。這是一本關(guān)于物理學(xué)理論前言的普及讀物,更是一場引領(lǐng)普通人推翻既定印象,領(lǐng)略對世界的另一種可能的解釋的探索之旅。在這本書中,物質(zhì)、時間、空間都有了全新的理解可能。而認識的過程,就是科學(xué)探索的意義,是我們探索世界的趣味所在。作者從事科普寫作已有二十多年,文筆和敘述都盡量做到科普化,注重對科學(xué)知識做出平易近人的解釋,同時為寫作加入故事性,保證了本書的可讀性。

(英)吉姆·巴戈特 ·物理學(xué) ·19.6萬字

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