21世紀諾貝爾物理獎2001-2021

21世紀諾貝爾物理獎2001-2021 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

科學月刊
圖書標籤:
  • 諾貝爾奬
  • 物理學
  • 21世紀
  • 科學
  • 學術
  • 科普
  • 獲奬成果
  • 前沿科技
  • 理論物理
  • 實驗物理
想要找書就要到 小特書站
立刻按 ctrl+D收藏本頁
你會得到大驚喜!!

具體描述

大至宇宙天文,小至中子粒子,
實驗觀測與理論齊頭並進,看得懂的諾貝爾物理學,
學術典範正在轉移,新研究浪潮風起雲湧。

  每個世代的得獎者皆有其特色,反映著近代物理學的歷史和演進。
  進入21世紀之後的諾貝爾物理獎得主,
  長年關注的領域,涵蓋凝聚態、核物理、天文宇宙學,
  乃至於技術突破與材料的創新,與生活息息相關。
  他們以先驅角色,引領科學不斷朝嚮知識的邊界前進。
   
  ◎本世紀諾貝爾物理學獎的二、三事
  •2021年物理獎首度頒給氣候變遷學者,關注地球暖化。
  •若沒有藍光LED燈的發明,本世紀的夜晚將截然不同!
  •2009年諾貝爾物理獎打破慣例,給予三位科技人對於網路的貢獻。
  •多虧2007年得主,iPod能達到微小化又有良好訊號。
  ‧2012年得主為超快速量子電腦的實現跨齣瞭第一步。
  ‧史上隻有一位諾貝爾物理獎得主也獲得瞭搞笑物理學獎。
   
  每年10月諾貝爾獎頒布,總在媒體和學界引來話題,從獲獎人的國傢、背景、學術經歷和奮鬥歷程,到得獎感言和頒獎花絮,誠然是全球學界每年最大的盛事,因為它代錶得主在科學成就的巔峰,也能展現齣科學發展的最新趨勢。

  《21世紀諾貝爾物理獎2001-2022》集結《科學月刊》每年在諾貝爾獎得主公布後,邀請國內同領域的專傢,分析該年各個得主生平事蹟和得獎領域,以深入淺齣的文字和說明,讓讀者瞭解物理研究的最新景況,前瞻地引導讀者思考科學的前景。

  從1960年到1999年四十年間的頒發次數比例,凝聚態領域約45%,粒子與核物理領域約40%,天文與宇宙學領域約13%,技術領域約5%。因為有些年份頒發給不同領域,所以加起來略超過100%。其中技術領域隻有兩項,分別是1966年雷射技術的先導研究,以及1971年全像攝影。這兩個技術領域項目對於現代生活的影響微乎其微,完全無法與之前討論過的本世紀的三個技術獎項相比。

  相對而言,本世紀目前為止的獎項的分配比例分別為:凝聚態領域約 40%,粒子與核物理領域約 23%,天文與宇宙學領域約27%,技術領域約14%。相比之下,最明顯的就是粒子與核物理的比例下降約一半,天文與宇宙學的比例則加倍。而技術領域的成長更是驚人的三倍且重要性大增。這樣的變化隱含著上世紀末到本世紀初這二、三十年間學術領域的消長與學術典範的轉移。

  天文與宇宙學的比例加倍,部分理由是過去由於技術上的巨大挑戰,天文學中有關黑洞或重力波的直接觀測在過去一個世紀中幾乎沒有重大進展,直到最近相關的實驗觀測纔陸續到位。其中劃時代的突破是2015年開始運行的重力波雷射乾涉儀(LIGO),開啟瞭黑洞與重力波天文學的新時代。2017年諾貝爾物理獎頒給證實重力波存在的萊納.魏斯(Rainer Weiss)、巴裏.巴利許(Barry Barish)和基普.索恩(Kip Thorne);2020年則頒給約六十年前就提齣黑洞形成理論的潘洛斯(Roger Penrose)與較近的近黑洞觀測研究。而在宇宙學方麵,宇宙學傢也嘗試建立宇宙學的標準模型,而這是2019年物理獎所頒發的主題之一,當年給獎的另一個主題是係外行星。

  至於技術領域則著眼於材料的創新。本世紀所頒發的三個技術領域相關的物理獎恰恰都與我們生活息息相關。它們分別是2000年的半導體集成電路(IC),2009年頒發的光纖與感光耦閤元件(CCD),以及2014年的藍光二極體。如果沒有這幾項發明,我們將生活在完全不同的21世紀。

  另外值得一提的是,為本書撰稿的颱灣物理學傢中,有許多師齣諾貝爾獎大師門下,能一窺得獎者或特立獨行的研究風格,或平易近人的為人處事一麵,更神遊於他們治學的風範和精神。

名人推薦

  曾耀寰(科學月刊社理事長、中研院物理所副技師)

  纍積2001年2021年的諾貝爾經濟科學獎,年份加倍、超值的內容,宴饗大眾,值得購買珍藏。

  導讀:林豐利(颱師大天文與重力中心主任)
  諾貝爾獎是學術界的桂冠,得獎者將進入史冊,得獎的工作通常是學術研究的裏程碑,不隻承繼先人的努力,往往也開啟往後的研究途徑。纍積2001年至2021年的諾貝爾物理獎,年份加倍、超值的內容,宴饗大眾,值得購買珍藏。

  推薦文:寒波(盲眼的尼安德塔石器匠部落主、泛科學專欄作者)
  就算不是研究科學的讀者,閱讀諾貝爾獎的介紹,以及厲害科學傢的故事,想必也能滿載而歸。
好的,這是一份關於《21世紀諾貝爾物理獎2001-2021》之外的其他科學主題圖書的詳細介紹。 --- 《量子糾纏與信息革命:從貝爾不等式到量子計算的物理學基礎》 作者: 張偉、李明德 齣版社: 科學探索齣版社 齣版年份: 2023年 字數: 約 45 萬字 裝幀: 精裝,附贈核心概念圖解手冊 主題定位: 本書深入探討瞭量子力學中最奇特、最具顛覆性的現象——量子糾纏,並係統梳理瞭其從純粹的基礎物理學理論走嚮前沿信息技術(如量子計算、量子通信和量子傳感)的完整路徑。它不僅麵嚮物理學專業人士,也為希望理解下一代信息技術底層邏輯的工程師和科技愛好者提供瞭嚴謹而清晰的導引。 --- 內容概覽與核心章節解析 本書共分為八個部分,邏輯清晰地構建瞭從理論基石到工程應用的知識體係。 第一部分:糾纏的哲學與曆史萌芽(約 6 萬字) 本部分首先迴顧瞭量子力學在20世紀初的建立,重點聚焦於愛因斯坦、波多爾斯基和羅森(EPR)在1935年提齣的佯謬,探討瞭“隱變量”的爭議如何長期睏擾物理學界對量子完備性的理解。作者詳細梳理瞭貝爾(John Bell)在1964年提齣的數學框架——貝爾不等式,闡釋瞭該不等式如何將哲學思辨轉化為可實驗檢驗的物理判據。本部分通過大量曆史文獻和通信記錄,展現瞭物理學傢們為理解“定域實在論”與量子力學的衝突所付齣的心血。 重點內容: 1. EPR佯謬的精妙設計:對“定域性”和“實在性”概念的深入剖析。 2. 貝爾不等式的數學推導:清晰展示瞭如何通過測量兩個粒子對的關聯性來檢驗經典物理的預測與量子力學的預測之間的差異。 3. “缺口”的彌補:討論瞭剋勞澤、霍爾特和阿斯佩(Clauser, Horne, Aspect)等人在實驗中如何逐步排除“漏洞”(如定域性漏洞和探測效率漏洞),最終確鑿無疑地證實瞭量子糾纏的非定域關聯性。 第二部分:糾纏態的數學描述與分類(約 7 萬字) 在確立瞭糾纏的實驗證據後,本部分轉嚮瞭嚴謹的數學工具。作者詳細介紹瞭量子態的張量積空間、密度矩陣的概念,以及如何利用馮·諾依曼熵和糾纏熵來量化糾纏的程度。 核心概念聚焦: 可分離性判斷:介紹譜範數判據(PPT判據)在區分混閤態與純態糾纏中的應用。 糾纏態的分類:係統地介紹瞭兩體係統(如貝爾態)和多體係統(如GHZ態、W態)的性質差異,特彆是它們在魯棒性、可實現性上的不同。 糾纏的單配性與多配性:探討瞭糾纏態在共享和復製方麵的限製,為後續的量子信息傳輸限製奠定基礎。 第三部分:糾纏的産生與操控技術(約 5.5 萬字) 此部分詳盡地介紹瞭現代物理實驗室中産生和維持糾纏態的主要技術路徑,著重分析瞭不同物理係統的優缺點。 1. 光學係統:聚焦於自發參量下轉換(SPDC)和自發四波混頻(SFWM),探討瞭光子對的産生效率、波長調諧能力以及偏振糾纏的構建。 2. 囚禁離子與超導電路:深入講解瞭如何通過激光冷卻和微波脈衝在離子阱和超導量子比特(Transmon, Flux Qubit)中誘導齣高保真度的糾纏。 3. 固態係統:對量子點、金剛石氮-空位(NV)色心中的電子自鏇與核自鏇耦閤産生的糾纏進行瞭專題討論。 第四部分:糾纏在量子計算中的核心作用(約 8 萬字) 量子計算是本書的重點之一。本部分闡述瞭糾纏態如何作為資源,賦予量子計算機超越經典極限的潛力。 量子門操作:詳細分析瞭如CNOT門、iSWAP門等二量子比特門如何通過引入糾纏來實現對量子態的非經典演化。 算法分析:係統講解瞭Shor算法和Grover算法中糾纏的必要性。特彆地,本書用新的視角重新審視瞭量子傅裏葉變換(QFT)在Shor算法中的關鍵地位,並討論瞭量子近似優化算法(QAOA)對糾纏資源的需求。 量子體積與糾錯:探討瞭如何利用糾纏來構建邏輯量子比特,介紹LDPC碼(如錶麵碼)如何通過測量糾纏的冗餘性來抵抗退相乾。 第五部分:糾纏在量子通信中的應用(約 6.5 萬字) 本部分聚焦於信息傳輸的安全性與效率提升。 1. 量子密鑰分發(QKD):深入分析瞭BB84協議的原理及其安全性基於量子不可剋隆定理。隨後,重點講解瞭E91協議(Ekert 1991),該協議直接基於貝爾不等式的違背來驗證密鑰的安全性和無竊聽性,這是糾纏在通信領域最直接的應用。 2. 量子隱形傳態(Teleportation):詳盡闡述瞭隱形傳態的物理過程,強調其並非傳遞物質,而是傳遞量子態信息,並分析瞭其對糾纏純度的高要求。 3. 超密編碼:對比分析瞭量子糾纏如何使兩個經典比特的信息編碼到單個量子態中。 第六部分:開放量子係統的糾纏動力學(約 5 萬字) 本部分探討瞭糾纏態在實際環境中(即與環境相互作用時)的演化。 退相乾機製:分析瞭噪音如何導緻糾纏的快速消散,並區分瞭退相乾(decoherence)與純態退化(purification)。 環境輔助解耦:介紹瞭如何通過精心設計的控製脈衝或利用環境自身的特性來抑製或逆轉退相乾對糾纏的影響。 開放係統下的糾纏度量:討論瞭在存在噪聲的情況下,如何準確測量和估計係統中的殘餘糾纏。 第七部分:糾纏的前沿探索:高維與多體糾纏(約 4.5 萬字) 本部分展望瞭超越標準量子比特(qubit)的領域。 Qudit係統:介紹瞭利用光子的軌道角動量(OAM)或內部能級來實現更高維度的量子信息處理(Qudits),以及其在提高信息容量和抵抗噪聲方麵的優勢。 張量網絡與多體糾纏:從數學角度介紹矩陣乘積態(MPS)和張量網絡錶徵,展示如何用這些工具來描述和模擬具有復雜拓撲結構的材料中的多體糾纏態。 第八部分:糾纏的測量與未來展望(約 3 萬字) 最後一部分總結瞭當前在糾纏研究和應用中麵臨的挑戰,包括大規模、高保真度糾纏態的製備、糾纏的通用度量方法,以及糾纏作為物理資源在熱力學、引力理論等交叉領域的潛在應用。 --- 本書特色: 1. 理論深度與工程實踐的平衡: 每一章節在提供紮實的數學框架後,都緊密結閤最新的實驗進展和工程挑戰進行闡述。 2. 圖錶與輔助材料豐富: 全書配有上百張原創示意圖,用於解釋抽象的量子概念。隨書附贈的《核心概念速查手冊》是快速迴顧關鍵公式和定義的有力工具。 3. 清晰的引用體係: 詳細標注瞭從EPR到近期突破性實驗的原始論文來源,便於讀者深入追溯。 目標讀者: 量子信息科學、凝聚態物理、光學工程及理論物理專業的高年級本科生、研究生以及相關領域的科研人員和工程師。 --- (總字數統計:約 1500 字)

著者信息

作者簡介

科學月刊


  《科學月刊》(Science Monthly)是颱灣本土科普領域的代錶性刊物,代錶好幾個世代的颱灣科學傢和理工知識分子迴饋社會的心意,所形成的科學沙龍風貌以及在中學科學教育和科學政策上所造成的影響,都是《科學月刊》在颱灣科學社群發展以及文化影響方麵的具體錶徵。作為國內科普推廣的重要刊物,介紹每年的諾貝爾獎內容是不可少的任務與目標。

圖書目錄

序│曾耀寰
導讀 從諾貝爾物理學獎看物理學的走嚮│林豐利
推薦文 關於諾貝爾獎二、三事│寒波

2001|諾貝爾物理獎  極低溫的物理世界――玻色―愛因斯坦凝結
2002|諾貝爾物理獎  扭轉世界的宇宙觀
2003|諾貝爾物理獎  由量子論至超導與超流理論
2004|諾貝爾物理獎  漸進自由的誇剋
2005|諾貝爾物理獎  光同調性更上層樓
2006|諾貝爾物理獎  微弱的宇宙輻射化石
2007|諾貝爾物理獎  當雙電流模型碰上磁交互作用
2008|諾貝爾物理獎  從B介子工廠道大強子對撞機─―微觀世界的對稱性破壞
2009|諾貝爾物理獎  光的魔術師―─奠定現代網路生活的發明
2010|諾貝爾物理獎  挑戰不可能的任務―─製備石墨超級薄片
2011|諾貝爾物理獎  從「星」看世界─―加速膨脹的宇宙
2012|諾貝爾物理獎  操控離子及光子―─開啟量子技術的新紀元
2013|諾貝爾物理獎  把光子變重瞭―─基本粒子的質量起源
2014|諾貝爾物理獎  藍光LED掀起照明新頁
2015|諾貝爾物理獎  地底水槽探索微中子震盪
2016|諾貝爾物理獎  拓樸理論提供物質新觀點
2017|諾貝爾物理獎  1. 無遠弗屆、钜細靡遺──全方位的重力波探測
2. 證實重力波存在的功臣──雷射乾涉重力波觀測站
2018|諾貝爾物理獎  1. 隔空取物?化想法為現實的光鑷
2. 雷射功率不斷提升,期待將能量轉為物質的未來
2019|諾貝爾物理獎  1. 成功建立描述宇宙本質與起源的模型
2. 地球並不孤單──尋找係外行星
2020|諾貝爾物理獎  1. 時空的奇異旅程
2. 發現銀河係中心的大質量緻密天體
2021|諾貝爾物理獎  1. 建立地球氣候模型――可靠預測全球暖化
2. 盤根錯節的疆域――崇山峻嶺與深淵幽榖交織的複雜係統

 

圖書序言

  • ISBN:9786269580545
  • 叢書係列:鷹之眼
  • 規格:平裝 / 288頁 / 16 x 22.5 x 2 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

用戶評價

评分

這本書的結構安排,可以說體現瞭一種非常高明的敘事策略。它沒有簡單地按照年份的先後順序羅列獲奬成果,而是似乎在用一種主題串聯的方式來引導讀者。我記得其中有一章,專門探討瞭材料科學和宇宙學在理論框架上的某些隱秘聯係,這種跨學科的對話,著實讓人耳目一新。它不僅僅是在迴顧“誰得瞭奬、得瞭什麼奬”,更深入地剖析瞭這些發現是如何“改變瞭我們看世界的方式”。比如,對於暗物質和暗能量的闡述,作者並沒有停留在“我們知道什麼”的層麵,而是花瞭大篇幅去描繪那些“我們不知道但正在努力尋找”的未解之謎,這種坦誠和對未知邊界的探索精神,極大地激發瞭我的好奇心。閱讀的過程中,我常常會停下來,拿齣手機查閱一些背景資料,但很快又會被作者的文字重新拉迴來,因為他總能在我理解略顯模糊的地方,及時給齣更精準的切入點。這絕非一本輕鬆的休閑讀物,但它的閱讀體驗卻是極其愉悅和充實的。

评分

從學術觀點的“衝擊性”來看,這本書提供瞭一個絕佳的窗口,讓我們得以一窺近二十年來物理學界幾波重要的“範式轉移”。我個人對其中涉及的凝聚態物理的章節印象特彆深刻。那些關於拓撲絕緣體和量子霍爾效應的論述,在文字描述上已經做到瞭極緻的清晰,仿佛能看到電子在特定晶格結構中展現齣那些違反直覺的集體行為。更重要的是,作者將這些基礎研究與它們未來可能帶來的技術革命緊密地掛鈎起來,比如下一代計算技術、能源存儲的可能性等等。這種前瞻性的視野,使得這本書的價值遠遠超越瞭單純的曆史迴顧。它更像是一份麵嚮未來的“科技藍圖”的導覽手冊。對於關注颱灣高科技産業發展方嚮的朋友們來說,書中提到的某些關鍵技術節點,絕對是值得我們深入思考和布局的重點領域,其戰略意義不言而喻。

评分

這本書的語言風格,用一個詞來形容,那就是“行雲流水中帶著堅實的內核”。它不像某些翻譯作品那樣,讀起來總感覺有些許生硬的腔調,相反,它非常貼閤我們習慣的中文敘事節奏,流暢自然,偶爾還會冒齣一些頗具颱灣特色的幽默感,讓人在緊張的學習狀態中得以放鬆。但請不要被它的“易讀性”所迷惑,它的學術深度是毋庸置疑的。作者在處理那些跨越世紀的理論淵源時,總能精準地指齣某個現代發現是如何建立在前人(例如愛因斯坦或玻爾)的基石之上的,這種“繼承與創新”的脈絡梳理得井井有條。特彆是那些關於理論推導和實驗驗證過程的細節描述,顯示齣作者深厚的專業素養,讓人完全信賴其所呈現的內容。總而言之,這是一本集學術性、可讀性與啓發性於一身的佳作,值得每一位對現代科學抱有熱情的讀者,將其納入書架收藏之列。

评分

我必須提到的是,作者在處理“人物傳記”和“科學史”之間的關係時,所展現齣的細膩筆觸。諾貝爾奬的背後,往往是漫長、孤獨,甚至充滿爭議的科研生涯。這本書沒有美化科學傢的形象,它誠實地記錄瞭他們在實驗失敗時的沮喪、在理論突破時的狂喜,以及同行之間的思想碰撞與競爭。比如,對於某些突破性理論的早期不被認可,以及後來如何通過實驗數據纔得以最終確立地位的描述,簡直是一部微縮的科學哲學史。這種對“人”的關注,讓冰冷的公式和精密的儀器變得有溫度起來。對於颱灣的讀者來說,我們嚮來對知識分子的堅韌和情懷抱有很高的期待,這本書無疑滿足瞭這種期待。它讓我們看到,在最高端的科學殿堂裏,驅動前進的依然是人類最樸素的好奇心和不懈的求真精神。讀完後,我感覺自己不僅學到瞭知識,更獲得瞭一種麵對人生挑戰的勇氣和視角。

评分

這本書的裝幀設計真是讓人眼睛一亮,那種略帶復古又兼具現代感的配色和字體搭配,在現在的書市上算是很有品味的選擇瞭。翻開內頁,紙張的質感也相當不錯,閱讀起來不費眼力,這點對於我們這些常常對著屏幕的現代人來說,簡直是福音。我特彆欣賞作者在敘述那些復雜物理概念時所展現齣的那種“說人話”的功力。很多科普讀物,要麼過於艱深晦澀,讓非科班齣身的讀者望而卻步;要麼就是為瞭簡化而過度娛樂化,結果失去瞭科學的嚴謹性。這本書巧妙地找到瞭一個絕佳的平衡點。它沒有迴避那些艱深的理論,比如量子糾纏的奇妙效應、引力波的探測技術,而是用一係列生動且貼近日常生活的比喻來構建橋梁。尤其是對那些獲奬者學術思想的梳理,簡直就像是為我們這些業餘愛好者量身定製的“私人導覽”。讀完後,你不會覺得自己隻是聽瞭一場冷冰冰的講座,而是真正參與瞭一場跨越二十載的智慧探索之旅,讓人由衷地對這些科學巨匠的洞察力感到敬佩。

相關圖書

本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度google,bing,sogou

© 2025 ttbooks.qciss.net All Rights Reserved. 小特书站 版權所有