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圖書介紹


大話題:量子理論

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作者 J. P. 麥可弗伊
出版者 大傢齣版
翻譯者 郭雅欣
出版日期 齣版日期:2023/03/02
語言 語言:繁體中文



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發表於2024-09-23

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圖書描述

你知道嗎,嚮完全初學的人解釋量子理論,
比嚮古典物理學傢解釋來得容易!
迴溯量子理論的萌芽時刻,瞭解量子理論為何徹底顛覆人類的世界觀
 
  從超級英雄電影到電晶體,不論是影視作品、文藝創作或科學技術,量子理論已踏齣科幻領域,進入大眾文化和你我的日常之中。但提到「量子」時,時常讓人感覺超越時代、超越常理,似乎也代錶難以理解,好像要精通數學和物理學,纔能知道量子理論究竟是什麼。
 
  弔詭的是,精熟學校課本教的牛頓運動定律,可能會限製你理解量子理論!迴顧量子理論的發展歷程,就是科學傢的新發現牴觸百年來公認定律的故事。他們不僅要迴應同僚的問難,更要突破內心的自我懷疑,量子理論纔得以誕生,並且徹底改變我們的世界觀。
 
  量子理論是怎樣產生的?是什麼實驗迫使這些最謹慎的人刻意忽視古典物理學的原理,提齣違反常識的物理觀點?
 
  隨著書中娓娓道來量子理論的誕生故事,你會看見如今鑲嵌在萬神殿中的大名:普朗剋、愛因斯坦、波耳、海森堡、薛丁格、狄拉剋……在成為世界尊崇的英雄之前,都是飽受質疑的科學傢。追尋他們的訝異、掙紮、發現和猶疑,有如親臨大師的工作現場,你可以和他們一起睏惑、摸索、思考,最後一同享受發現的震撼與喜悅。
 
  ● 在還不知道原子存在的年代,普朗剋為何就能開創量子理論?這位量子之父又為什麼極度抗拒自己的發現,甚至花費多年時間試圖淡化量子的顛覆性力量?
 
  ● 將原子描述成電子圍繞著原子核鏇轉的「星係」模型,為什麼被量子理論否定瞭?原來和薛丁格的貓有關係!
 
  ● 2022年的諾貝爾物理學獎頒發給三位實驗物理學傢,因為他們驗證瞭貝爾不等式。這項成就為何重要?原來根源齣自愛因斯坦和波耳對量子理論的根本歧見!本書告訴你兩位物理學巨擘為何對詭異的「量子糾纏」無法達成共識,而量子糾纏又有什麼樣翻天覆地的潛力!
 
  瞭解到底為什麼需要量子理論、量子理論的「不閤理」究竟有什麼道理,而量子理論又為何徹底革新我們對世界的想像!
  
  ◆ 常聽說但總是似懂非懂的領域──大話題係列:
  英國Icon Books招牌長青科普書係,由各學科的專傢學者撰寫文字易懂、立論堅實的內容,搭配藝術傢繪圖,讓一般讀者也能進入專業領域,掌握艱深知識的基本框架。全書係廣受讀者支持,齣版持續將近半世紀,至今已齣版140餘本,主題橫跨經濟學、社會科學、自然科學和文學等領域,總銷量超過4,000萬本,總計有超過30種語言的譯本。

著者信息

作者簡介
 
J. P. 麥可弗伊(J. P. McEvoy)
 
  倫敦大學(University of London)物理學博士,在大學和實驗室研究固態物理15年,發錶50餘篇論文,並協助大學為主修人文學、社會科學和藝術的學生開設物理學和天文學課程。
 
繪者簡介
 
奧斯卡‧薩拉特(Oscar Zarate)
 
  阿根廷插畫傢,除瞭繪製多本Introducing係列插圖外,也曾與《V怪客》、《守護者》作者艾倫・摩爾(Alan Moore)閤作齣版圖像小說《A Small Killing》,獲得有漫畫界金像獎之稱的艾斯納獎(Eisner Award)。
 
譯者簡介
 
郭雅欣
 
  交通大學電子物理所碩士,從事科普齣版與傳播十多年,曾任《科學人》雜誌編輯、《科學少年》雜誌主編。喜歡透過文字,將科學有趣、親切、迷人又令人驚豔之處,分享給所有人。
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圖書目錄

圖書序言

圖書試讀

什麼是量子理論?
 
量子理論是人類所提齣最成功的一套論點。它解釋瞭元素週期錶,以及為何會發生化學反應。它提齣瞭許多正確的預測,像是雷射及微晶片的運作、DNA的穩定性,以及α粒子如何穿透原子核。
 
波耳1927年提齣的量子理論至今仍是學術正統,但愛因斯坦在1930年代提齣的思想實驗質疑瞭這個理論的基本有效性,並且爭論至今。他會再次是對的嗎?是不是遺漏瞭什麼?
 
讓我們從頭說起……
 
介紹量子理論……
 
「你知道嗎,嚮一位完全初學的人解釋量子理論,比嚮古典物理學傢解釋來得容易。」
 
「你在開玩笑吧?這些古典物理的傢夥麵對現代理論時,齣瞭什麼問題?」
 
問題在於:即將邁入20世紀之前,物理學傢絕對確信他們所認知的物質和輻射本質,任何牴觸古典設想的新概念,他們幾乎都不考慮。艾薩剋.牛頓(1642-1727)和詹姆斯.剋拉剋.馬剋士威(1831-79)的數學形式不但無懈可擊,而且根據他們的理論所做的預測多年來都經過仔細的實驗證實。理性時代已經轉變成瞭確定性時代!
 
古典物理基本假設
 
古典物理學傢建立瞭一係列的假設,將他們的思想統整起來,這使得他們很難接受新的概念。以下列齣他們對物質世界有哪些確定不疑……
 
1. 宇宙就像一臺放在絕對時空框架中的巨型機器。複雜的運動可以理解為機器內部各零件的簡單運動,即使這些零件並不可見。
 
2. 牛頓的理論說明一切運動都有原因。如果一個物體錶現齣運動,人們一定能找齣運動的原因。這是單純的因果關係,沒有人質疑這一點。
 
3. 如果我們知道物體在某一點(例如現在)的運動狀態,就能判斷它在未來甚至過去任何時刻的運動狀態。沒有什麼不確定,那是先前的一些因素造成的結果。這是決定論。
 
4. 馬剋士威電磁波理論完全描述瞭光的性質,並可由湯瑪士.楊格在1802年簡單的雙狹縫實驗中觀察到的乾涉圖樣加以證實。
 
5. 運動中的能量可以用兩種物理模型來錶達:一種是粒子,其錶現就像無法穿透的球體,例如撞球;另一種是波,其錶現就像在海麵上朝著岸邊打去的海浪。這兩者是互相排斥的,即能量必定隻以其中一種方式錶現。
 
6. 一個係統的性質,如溫度或速度等,要測量得多準確都可以。隻要降低觀察者的探測強度或根據理論來校正即可。原子級的係統也不例外。

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