30秒探索 量子理论：每天30秒探索开阔眼界的50个量子理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 布赖恩·克莱格 著，崔向前，刘沛 译

图书标签:

• 量子力学
• 量子理论
• 科普
• 物理学
• 科学
• 通俗易懂
• 思维拓展
• 知识
• 阅读
• 学习

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111541578

版次：1

商品编码：12047183

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 30秒探索

开本：20开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：148

产品特色

编辑推荐

适读人群 ：对量子理论感兴趣的大众读者
　　翻译成20种文字畅销全球；一种全新的阅读形式，每天30秒，探索各学科精华，适合全家人的科普书。50个主题，一幅图、两页纸、三四百字，帮你探索量子的世界，普及量子的知识，了解量子的秘密，培养对科学的兴趣。

内容简介

　　你知道薛定谔的猫，但你了解薛定谔方程吗？激光、晶体管和电子显微镜的工作原理是什么？什么是重整化的危险？流体在什么情况下会成为超流体？量子计算机有多大能耐？本书将带你一起揭秘科学史上伟大的发现，思考物理和技术的未来发展。本书将探索物理学中匪夷所思的一个神秘领域，介绍50个重要的量子问题和理论。每条理论不过用一幅图、两页纸、三四百字，在半分钟内向普通读者进行讲解。在当今时代，包含量子理论的电子产品成为了日常必需品，量子理论的新进展频频登上新闻头条，请随本书一起探访平行世界，搭乘波动理论，确定地谈论不确定性原理，解开量子纠缠的谜题。

作者简介

　　布赖恩· 克莱格在剑桥大学攻读自然科学，研究方向是实验物理。 曾为《自然》《泰晤士报》和《华尔街日报》撰稿，也曾在牛津大学、剑桥大学和英国皇家科学研究所担任讲师，还是科学书评网站www.popularscience.uk的编辑。克莱格的著作包括《无限简史》和《如何建造时光机》。

目录

译者序
前言
1　量子理论的诞生
2　术语
4　紫外灾难
6　普朗克的量子假设
8　爱因斯坦解释光电效应
10　巴耳末的可预测光谱
12　玻尔的原子模型
15　人物传略：尼尔斯·玻尔
16　波粒二象性
18　德布罗意物质波理论
20　量子双缝实验
23　基础知识
24　术语
26　量子自旋
28　矩阵力学
30　薛定谔方程
33　人物传略：埃尔温·薛
　　定谔
34　薛定谔的猫
36　海森堡不确定性原理
38　波函数坍缩
40　脱散
43　光与质量的物理学
44　术语
46　泡利不相容原理
48　狄拉克方程
51　人物传略：保罗·狄拉克
52　量子场论
54　量子电动力学基础
56　重整化的危险
58　费曼图
60　回到过去
63　量子效应及其解释
64　术语
66　分束器
68　量子隧穿
70　超光速实验
72　哥本哈根解释
74　玻姆解释
77　人物传略：戴维·玻姆
78　意识坍缩
80　多世界解释
83　量子纠缠
84　术语
86　EPR悖论
88　贝尔不等式
91　人物传略：约翰·贝尔
92　量子加密
94　量子位
96　量子计算
98　量子隐形传送
100　量子芝诺效应
103　量子应用
104　术语
106　激光
108　晶体管
110　电子显微镜
112　核磁共振扫描仪
114　约瑟夫森结
117　人物传略：布赖恩·约
　　 瑟夫森
118　量子点
120　量子光学
123　量子极限
124　术语
126　零点能
128　超导体
130　超流体
132　玻色-爱因斯坦凝聚态
135　人物传略：萨特延德
　　 拉·纳特·玻色
136　量子色动力学
138　量子生物学
140　量子引力
142　参考资源
144　作者简介
146　词汇表

前言/序言

　　前言布赖恩·克莱格（Brian Clegg）说实话，学校里教授的物理可能相当枯燥。19世纪的经典物理学尽管必不可少，却缺乏惊天动地的震撼力。可惜的是，我们不能给学生早点儿介绍物理学中更精彩的部分。而在科学界，没有哪个领域比量子理论更激动人心、更不可思议。　　微观事物早在古希腊时期就有人认为物质由微小的部分组成。但原子论（“原子”一词来自希腊语的atomos，意思是“不可分割的”）的观点并没有受到重视。当时占据主流的是“四元素”理论。该理论认为，万物都是由土、气、火、水四种元素构成的。到19世纪末，原子论卷土重来，成为化学和物理学的一个实用概念。但是原子究竟是什么、它们有什么规律，人们并不清楚。有些人甚至质疑原子是否存在。让这些科学家大吃一惊的是，原子不仅被证实存在，而且大到人体，小到灰尘，一切皆由原子构成，而这些原子的运动规律比任何人想象的都要奇特。　　起初，人们设想原子及其构成部分就像日常生活中普通物体的微缩版。因此，科学家认为，原子的飞行路径也会像网球一样，只是运动的层级更小罢了。后来人们发现原子还有内部结构。有理论提出，原子的构造可能像缀着葡萄干的布丁，负电荷附着在正电荷的表面。但研究揭示，原子大部分质量都集中在原子核，显然原子更像是一个微型的太阳系。　　量子革命让物理学的守旧派不安的是，他们的描述的图景已经维持不下去了（尽管我们其他人对此喜闻乐见）。原子内部结构类似于太阳系，不可能是稳定的。量子微粒也不会像网球一样按照确定的轨道运动。随着量子理论逐渐发展成型，人们越来越确信微观世界和宏观世界之间存在根本差异。网球的运动遵循明确的轨道，它的轨迹取决于自身质量和所受外力。但量子微粒的运动情况只能用概率来表示。量子微粒运动的一个重要特点是随机性。在观测到它们的实际运动情况之前，人们永远无法预测它们接下来会出现在哪里。　　爱因斯坦对此深感不安。他写道：“在受到辐射时，电子可以根据自己的意志进行自由选择，不仅能选择离开的时机，也能选择运动的方向，这让我感到难以忍受。如果事实真是如此，我宁愿去做补鞋匠，甚至是赌场的雇员，也不愿意做物理学家。”由此做出那句著名的评论：“上帝不会掷色子。”但其他科学家却被这种现象深深吸引住了。　　美国伟大的物理学家理查德·费曼说：“我将向你描述大自然真正的样子，如果你看不惯，这只会妨碍你对它的理解……从常识来看，（量子理论）描述的大自然是荒谬的。而这样的描述却与实验结果完全吻合。所以希望你能接受现实，大自然本来就是荒谬的。”希望本书能够让你像费曼一样，体会到量子世界的奇异和荒谬。　　分解量子很少有哪个主题像量子理论这样适合划分成一个个易于理解消化的小知识点。本书的50篇文章分为7章，每章阐述一个问题。首先是《量子理论的诞生》。经典物理学理论认为，原子与日常生活中的物体类似。但这种观点与实际观察结果不符。要想解释原子的稳定性，我们需要一个截然不同的角度。　　接下来是《基础知识》。这一章讲量子理论中的重要概念，其中一些概念，如海森堡的不确定性原理，已经超越了物理学的范畴，成为流行文化的一部分。具备了这些基础知识之后，我们就可以探究日常生活中几乎所有现象的科学原理，也就是光与质量的物理学。从阳光如何温暖我们，到为什么椅子能承受重量而不会直接倒塌，这些问题都可以用量子电动力学来解释。量子电动力学要求我们以一种全新的方式来看待量子世界。就理论预测与实际观察的相符度而言，它已经成为最成功的理论之一。　　接下来我们将探讨量子效应及其解释。这一章解释了我们为什么既可以透过玻璃看到另一侧的情形，又可以在玻璃上看到反射成像，以及量子隧穿如何维持太阳活动。本章也探究了量子解释这一难题。量子理论的独特之处在于，它擅长预测观察结果，但理论本身却难以确定。哥本哈根解释、多世界解释和玻姆解释都试图把观察现象纳入到一个框架之下，用它来解释为什么会观察到这样的现象，但我们却无法区分这些选项的优劣，只能凭个人喜好而非良好的科学逻辑进行选择。　　下一章中我们将遇到量子理论中最奇妙的现象——量子纠缠。爱因斯坦希望用这个概念来否定量子理论，并且将它称为“幽灵般的超距作用”。量子纠缠使一个量子粒子能瞬间影响到任何距离以外的另一个量子粒子。表面看来这似乎违背了狭义相对论的光速限制，但一个又一个实验证实了这一现象的存在，量子加密和量子计算等应用的工作原理也以量子纠缠现象为基础。　　最后两个章节研究的是基于量子理论的技术渗透到了我们的生活的哪些方面，以及量子物理学造成的一些极端情况。在量子应用一章，我们将探索激光、晶体管和核磁共振扫描仪等应用。我们使用电力的同时，其实也是在利用一种量子现象。但量子理论的知识已经被广泛应用于电子产品的技术设计。据估计，发达国家国内生产总值的三分之一都来自基于量子理论的技术。　　在《量子极限》一章中我们将探寻零点能的奥秘，这是边缘科学的一个热门话题，但这一真实的量子现象意味着，即使是真空也并非完全是空无一物。我们也将讨论极低气温下的怪异行为以及量子物理学在原子核、重力、甚至生物学中的延伸。　　开启探索之旅每个话题都配有一幅精彩的插图。为方便阅读，每个话题的材料都分成了几个部分。“30秒量子理论”提供主体介绍，“3秒钟灵光乍现”总结这个话题的主要内容。如果你想了解更多信息，“3分钟奇思妙想” 提取这个话题中最引人入胜的部分并对其进行拓展延伸。“相关理论”自然而然地引出其他相关话题，“3秒钟人物”介绍在该领域的发展过程中发挥关键作用的人物。　　《30秒探索：量子理论》这本书自身也被量子化了：基本知识被分解为小知识点，让读者去发现、品味和吸收科学中最妙不可言、最让人百思不得其解的领域。我们所做的一切和所看到的一切，其核心都是量子粒子。然而这些粒子和我们感官直接接触的东西又是那么的不同。这就是量子理论的矛盾之处，也是它的迷人之处。下面就让我们一起共同探索量子理论的奥秘。

《30秒探索 量子理论：每天30秒探索开阔眼界的50个量子理论》图书简介 你是否曾仰望星空，对宇宙的浩瀚与奥秘感到惊叹？你是否曾好奇，构成我们世界最微小的粒子，究竟遵循着怎样的奇异法则？你是否曾被科幻电影中那些匪夷所思的超能力所吸引，却又觉得它们遥不可及？那么，请允许我为你介绍一本将带领你踏上量子宇宙奇妙旅程的书——《30秒探索 量子理论：每天30秒探索开阔眼界的50个量子理论》。 这本书并非是一部晦涩难懂的学术专著，也不是一本充满复杂数学公式的教科书。相反，它是一扇通往微观世界，一个充满惊喜、颠覆认知、却又真实存在的世界的大门。我们都知道，人类对世界的理解，从宏观的星辰大海，到微观的原子分子，都经历了一个不断深入和修正的过程。量子理论，正是这个探索过程中最令人着迷，也最具革命性的一章。它揭示了物质和能量在最基本层面的运行规律，这些规律与我们日常经验中的“常识”截然不同，却构成了我们所能感知的一切的基础。 《30秒探索 量子理论》这本书的设计理念，正如其名，是让你在短暂的片刻，也能收获知识，拓展视野。在这个信息爆炸、生活节奏飞快的时代，我们渴望学习，却常常苦于无暇深入。本书正是针对这一痛点，将深奥的量子理论，以最精炼、最易懂的方式呈现给你。它精选了50个关于量子理论的精彩话题，每一个话题都经过精心提炼，力求在短时间内，让你领略到量子世界的独特魅力。 这本书的独特之处，在于它将复杂的概念，转化为生动形象的阐述。你不需要具备任何物理学背景，也不需要担心被繁复的公式所困扰。作者用通俗易懂的语言，结合丰富的类比和引人入胜的故事，将那些曾经令物理学巨匠们也挠头不已的量子现象，变得触手可及。想象一下，你每天只需要花费30秒，就能解锁一个关于量子世界的全新视角，这是一个多么令人兴奋的学习过程！ 那么，在这本书中，你将探索到哪些精彩的量子世界呢？ 你将了解到，微观粒子并非你想象中的“小球”，它们可以同时出现在多个地方，这种“叠加态”的概念，彻底颠覆了我们对物体存在的传统认知。你还会接触到“量子纠缠”，一种“鬼魅般的超距作用”，两个或多个粒子之间，即使相隔遥远，也能瞬时相互影响，仿佛心有灵犀。这不禁让人联想到，宇宙的连接是否比我们想象的更加紧密？ 你将一窥“波粒二象性”的奇妙。光，既是波，又是粒子；电子，同样也展现出这样的双重身份。这种矛盾而又统一的特性，是量子世界最基本的特征之一，也为我们理解光和物质的本质提供了全新的维度。 书中还会带你走进“不确定性原理”的领域。海森堡的这一伟大发现，揭示了在微观世界中，我们无法同时精确测量一个粒子的某些成对的物理量，比如位置和动量。这并非是我们测量技术的不足，而是微观世界固有的属性，它意味着，我们对世界的认知，终究存在着某种内在的局限。 你还将了解到“量子隧穿效应”，一个看似不可能的现象：粒子竟然能够“穿过”看似无法逾越的能量壁垒。这个效应，在晶体管、扫描隧道显微镜等现代科技中扮演着至关重要的角色，是你生活中不可或缺的一部分，却又鲜为人知。 书中还会提及“量子计算”的未来。基于量子叠加和量子纠缠的原理，量子计算机拥有远超经典计算机的强大计算能力，有望在药物研发、材料科学、密码学等领域带来颠覆性的变革。你将有机会提前窥见这个改变未来的技术。 当然，这仅仅是冰山一角。本书精心挑选了50个最具代表性、最能引发思考的量子理论话题。每一个话题，都像一颗璀璨的宝石，等待你去发现，去解读。你将接触到“波函数的塌缩”、“量子场论”、“费曼图”、“零点能”等等令人着迷的概念，它们共同构建了我们对宇宙最深层的理解。 《30秒探索 量子理论》将如何改变你的生活？ 首先，它将极大地拓展你的认知边界。量子理论挑战了我们根深蒂固的直觉，让你以全新的视角去审视周围的世界。你将不再仅仅看到宏观的物体，更能想象到构成它们的最微小的粒子所遵循的奇异规则。这种思维方式的转变，将让你更加开放和包容。 其次，它将提升你的思维能力。理解量子理论的过程，本身就是一种对逻辑、推理和抽象思维的锻炼。当你尝试理解那些反直觉的概念时，你的大脑将被激发，学习能力将得到提升。 再者，它将激发你的好奇心和求知欲。量子世界的神奇之处，很容易点燃一个人对科学探索的热情。这本书将为你打开一扇窗，让你看到一个充满未知和可能性的领域，也许会激发出你对科学更深入的学习和探索。 最后，它将赋予你谈资和洞察力。在与人交流时，你将能更深刻地理解一些科学新闻和热门话题。你将不再是那个只能听懂皮毛的旁观者，而能对一些复杂的科学概念有更清晰的认识，甚至能进行更深入的讨论。 这本书的设计，也充分考虑了现代读者的阅读习惯。精美的排版，清晰的图示（书中可能包含一些辅助理解的图示，但重点在于概念的阐述），以及流畅的语言，都致力于为你提供最舒适的阅读体验。每一章节都独立成篇，你可以随时随地拿起它，利用碎片化的时间进行阅读。无论是通勤的路上，午餐的间隙，还是睡前片刻，都能让你在短时间内获得宝贵的知识。 《30秒探索 量子理论：每天30秒探索开阔眼界的50个量子理论》，与其说是一本书，不如说是一位引路人，一位睿智的导游，一位充满耐心的老师。它将陪伴你，在短短的30秒内，穿越层层迷雾，领略量子世界的壮丽风光。它会让你惊叹于宇宙的精妙，会让你反思我们对现实的认知，更会让你明白，在我们习以为常的现实之下，隐藏着多么令人着迷的奥秘。 如果你对科学充满兴趣，如果你渴望突破思维的局限，如果你想了解构成我们世界最基本的法则，那么，请不要错过这本《30秒探索 量子理论》。它将用最简洁的方式，为你呈现一场关于宇宙本质的奇幻之旅。准备好，用30秒，开启你全新的认知世界吧！

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的动机，源于对“不确定性”这个概念在日常生活中应用的好奇。我们总说世界是确定的、可预测的，但量子力学的核心似乎正在挑战这种根深蒂固的观念。这本书的标题承诺了“开阔眼界”，这正是我所渴求的。我希望它能提供一种全新的思维框架，去审视那些我们习以为常的物理现象。想象一下，如果连光和物质的基本行为都不是我们想象的那样，那么我们对“真实”的理解该如何修正？我特别留意了书中对观察者效应和波函数坍缩的描述方式，这往往是区分科普书籍优劣的关键点。如果能用清晰、非技术性的语言解释清楚这些悖论，那么这本书的价值就无可估量了。我希望它能提供足够的思辨空间，让我能够在合上书本之后，还能在通勤的路上、在发呆的间隙，继续回味那些关于概率和实在本质的深刻讨论。它不应该只是一本知识的储存器，更应该是一个思维的催化剂。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计和排版，给我的第一印象是极简而现代的，这与它所探讨的尖端科学主题形成了有趣的呼应。我通常对那些设计得过于花哨的科普书持保留态度，因为它们往往本末倒置，喧宾夺主。但是，这本书的版式非常干净利落，留白得当，这使得阅读体验非常流畅，不会有视觉上的疲劳感。在内容层面，我关注的重点在于它如何处理那些历史上的“大人物”和他们的“奇思妙想”。量子理论的发展史本身就是一部充满天才、争论和戏剧性的故事。我期望这本书不仅介绍了理论本身，还能巧妙地融入这些科学巨匠们在探索过程中遇到的思想障碍和突破时刻。通过了解他们是如何一步步走出思维的困境，我或许能更好地理解这些概念的革命性所在。如果能将这些历史脉络与当前的50个理论点有机结合起来，这本书就不再是冷冰冰的公式集合，而是一部充满人性光辉的科学探索史诗。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，内心是带着一丝怀疑的。量子理论？这东西听起来就像是大学物理系高材生的专利，我担心所谓的“30秒探索”会不会变成故作高深的空话，或者干脆就是用一些极其简化的比喻把复杂的概念完全“忽悠”过去。然而，实际翻阅之后，那种被精心设计的结构感和清晰度着实让我感到惊喜。它不是简单地罗列事实，而是似乎精心编排了一套逻辑路径，让每一个理论点都建立在之前那些“30秒”的基础之上。这种排布的艺术，让原本孤立的量子概念串联成了一张更完整的图景。我特别欣赏作者在保持科学准确性的前提下，所付出的巨大努力去寻找那些最贴切、最能引起共鸣的比喻。对我来说，阅读的过程就像是跟着一位技艺精湛的导游，穿梭于一个布满奇特规则的迷宫，每走一步，眼前的景象都比上一步更令人费解，但同时也更具魅力。这绝不是那种一读就忘的快餐读物，它的结构保证了知识的沉淀和累积。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种对科学充满好奇，但又常常被厚重教科书吓退的人量身定做的！光是书名“30秒探索 量子理论”就足够吸引眼球，它承诺的“每天30秒探索开阔眼界的50个量子理论”，听起来就像是给忙碌生活中的我打开了一扇通往微观世界的小窗。我特别喜欢这种碎片化的学习方式，每天只需要投入极短的时间，就能接触到一个新的、令人惊叹的概念。这种设计极大地降低了学习的门槛，让我不再需要腾出大块时间去啃那些晦涩难懂的数学公式和复杂的物理模型。更重要的是，它让量子力学这个听起来高深莫测的领域变得触手可及，仿佛身边最聪明的那个朋友在用最日常的语言跟我聊宇宙的本质。我一直在寻找能够激发我对科学兴趣的读物，这本书似乎正好抓住了那个“刚刚好”的平衡点：既有足够的知识密度让你觉得学有所获，又足够轻量级让你愿意坚持读下去，而不是束之高阁。我期待着通过这50个小小的“探索”，能对我们世界的底层逻辑有一个全新的、颠覆性的认识。这种循序渐进、轻松愉快的学习体验，是我最看重的。

评分☆☆☆☆☆

我一直相信，真正的科普读物，应该能点燃读者对未知世界探索的激情，而不是仅仅满足于知识的灌输。这本书的“50个理论”的体量设置，让我觉得它是一个极好的“入门向导”——它不会试图把我变成一位理论物理学家，而是会为我铺设一条坚实可靠的探索之路，指明了未来深入学习的方向。我尤其期待书中对于某些前沿、尚未完全被证实的理论（比如量子引力或者多重宇宙的一些初步设想）是如何进行介绍的。是采取谨慎的、基于现有证据的描述，还是更大胆地激发读者的想象力？这种分寸的拿捏，恰恰体现了一本书的成熟度。如果能做到既不夸大其词，又能令人兴奋地感受到科学探索的边界正在不断被推移，那么这本书就成功了。我希望它能成为我书架上那本随时可以拿起，快速获取灵感和新鲜视角的“工具书”，而不是一本读完一次就束之高阁的陈年旧物。

评分☆☆☆☆☆

印刷质量很好，送货很快，非常满意。

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很好的一本书

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书不错，知识量丰富，值得购买

评分☆☆☆☆☆

不错，内容丰富，解释的很详细到位值得去购买。

评分☆☆☆☆☆

很不错的书，质量很好，比外边便宜多了，值得购买

评分☆☆☆☆☆

质量好，价格便宜，送货很快

评分☆☆☆☆☆

书店看到这本书很喜欢，在京东找到价格还更美丽。

评分☆☆☆☆☆

没我塑料袋包书面，里面都是正常的。

评分☆☆☆☆☆

哈哈哈哈哈哈哈哈哈好