具体描述
内容简介
《科学可以这样看丛书·量子宇宙 一切可能发生的正在发生》汇集了两位当今世界一流的物理学家兼畅销书作家，只为了向读者展示人人都能够理解艰深的量子力学。它为我们提供了一个具体的大自然模型，在本质上可与牛顿的运动定律、麦克斯韦的电磁理论和爱因斯坦的相对论相媲美。它用时钟、鼓面、吉他等方式，准确、生动、直观地描述了艰深的量子力学，能为普通读者理解和基本掌握，能让读者很好地了解大自然的本质，洞悉宇宙存在的物质基础。
《科学可以这样看丛书·量子宇宙 一切可能发生的正在发生》的核心论点是，没有必要用隐晦艰深的方式看待量子力学，它是一个简单易懂的理论，只要你理解量子力学，就能对自然界做出预测。
这本书是为感兴趣的外行们解释量子物理学的相关问题而写的。
作者简介
布莱恩·考克思（Brian Cox），杰出物理学家，荣获英国高荣誉“不列颠帝国勋章”，英国皇家学会研究员，曼彻斯特大学粒子物理学教授，非常成功的电视节目主持人，主持系列纪录片“太阳系的奇观”“宇宙奇观”“爱因斯坦”“地平线计划”“宇宙大爆炸的机器”等，成为全球家喻户晓的公众人物。杰夫·福修（Jeff Forshaw），杰出物理学家，热情洋溢的演讲大师，英国曼彻斯特大学理论物理学教授，专门研究基本粒子物理学。凭借在理论物理研究领域做出的突出贡献，他被授予“麦克斯韦物理学奖章”。
精彩书评
★“全面地叙述了量子力学的作用原理，以及它的正确性……读完本书可以了解很多知识，并且无论是语言还是内容都经过精心挑选，简明扼要。”
——《新科学家》（NewScientist）
★“英国人喜爱的物理学家没有片面地支离破碎地展现科学，而是献上了一部精确的量子力学入门作品。”
——《华尔街日报.欧洲版》（WallStreetJournalEurope）
★“以一段任何在大学学过物理学的人都熟知（即使没学过的人也能看懂）的科学简史开始，考克斯和福修接着开始解释元素周期表的根源、强核力和弱核力、为什么我们在跌倒时不会穿过地板'，以及无数其他有趣的主题。”
——《出版周刊》（PublishersWeekly）
目录
1 致谢奇怪的事情正在发生
分身术
（同时出现在两个地方）
粒子是什么？
什么事情都可能发生
运动错觉
原子的音乐
一枚针头里的宇宙
（我们为什么不从地板上掉下去）
相互连接
现代宇宙
相互作用
空间不空
2 后记：恒星的死亡
扩展阅读
精彩书摘
一提到量子这个词就立刻让人感到困惑，又让人着迷和回味无穷。它或者是科学巨大成功的证明，或者是在我们解开亚原子领域不可避免的奇怪现象与有限范围的人类直觉的象征，这要看你怎么看。对物理学家来说，量子力学是支持我们认识大自然的三大支柱之一，其他两个是爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论。爱因斯坦的理论处理空间和时间的性质与引力。量子力学处理除此之外的一切。有人可能主张，不管量子力学是令人困惑的或是令人着迷的，这都不要紧；它只是一个描述事物行为方式的物理学理论。用这个实用主义的标准来衡量，它的精准度和解释能力是令人满意的。有一个量子电动力学的实验，是一个古老的和好地理解现代量子理论的实验，其中包括测量磁铁附近的电子的行为方式。理论物理学家努力工作了许多年，用笔、纸和计算机预测这个实验会发现什么。实验者设计和进行精密的实验来找出大自然的精细的性质。这两支队伍独立地宣布了精确的结果，其准确性可以和测量英国曼彻斯特与美国纽约之间的距离误差只有几厘米相比较。尤其值得注意的是，由一些实验者返回的数值与理论家的计算精确一致；测量与计算完美吻合。这些事实给人的印象是深刻的，但也是难以理解的，如果量子理论描绘的仅仅是微小的模型，你可能会忘记怀疑所有那些大惊小怪的事情。虽然科学不是一下子就能派上用场的，但许多改变了我们生活的技术和社会的变化，都是源于现代的探索者所进行的基础研究，他们的一动机是更好地了解他们周围的世界。这些由于好奇心引导的发现，遍布了所有的科学学科，结果是增加了人类的预期寿命，实现了洲际航空旅行和现代通讯，免除了农场和清扫的苦役。这些结果使我们受到鼓舞，同时又让我们清楚地认识在这个无限星辰的大海中我们的位置。但所有这些在某种意义上都是一些副产物。我们探索是因为我们好奇，而不是因为我们希望得到宏伟的现实结果，或把我们的生活点缀得更好。
量子理论或许是从神秘莫测变成非常有用的好例子。它之所以神秘，是因为它描述了一个粒子可以同时存在于世界的几个地方，并且通过同时探测宇宙，一个粒子可以立即从一个地方移动到另一个地方。它之所以有用，是因为对建造宇宙的小建筑砖块行为的理解，加强了我们对其他一切事物的理解。这种说法近乎有些主观，因为这个世界充满了多样性和复杂性的现象。尽管有这样的复杂性，我们发现一切都是按照量子理论规则的、由到处移动的一些极小粒子构成的。这个规则是如此之简单，以至于可以在一个信封的背面写上几句话，就把它们概括出来。事实上，我们不需要一整座图书馆的书去解释事物的基本性质，这是所有秘密中大的奥秘。
看来，我们了解世界的基本性质越多，它看上去就越简单。我们将在适当的时候解释这些基本规则是什么，这些极小的建筑砖块是怎样巧妙地形成世界的。但是，为了避免宇宙的这个基本的简单性不使我们太吃惊，我们要提醒一句：虽然游戏的基本规则很简单，其结果却不一定容易计算。我们日常对世界的经验，是从由亿万个原子组成的巨大物体之间的关系得来的，因此试图从基本原理得出行星和人类的行为将会是愚蠢的。承认这一点并不会减弱我们的主要观点，即一切现象实际上是以极小粒子的量子物理为基础的。
想想你周围的世界。你拿着一本由纸做的书，即一棵树的碎浆做的书。[1]树子是能供应原子和分子的机器，将它们打碎并重新排列成由亿万个单独部分构成共同的一个群体。它们是用称为叶绿素的分子完成这项工作的，一个叶绿素由100多个碳、氢和氧原子组成，扭结成一个复杂的形状，靠一些镁和氮原子结合在一起的。这些粒子组合在一起可以捕捉从比我们地球大100万倍的核火炉，我们的太阳发出的，经过了9300万英里（14967万公里）的光线，并把这个能量转移到细胞的内部，利用这个能量将二氧化碳和水建造成分子，并在此过程中制造充实生命的氧。正是这些分子链形成树子的上层结构和所有的生物，以及你书中的纸。你能阅读这本书和了解书中的内容，是因为你的眼睛可以将页面的散射光转化为电脉冲，由宇宙中我们所知道的复杂的大脑进行解释。我们发现这些东西正是原子的集合，并且各种各样的原子仅由3种粒子构成：电子、质子和中子。我们还发现，质子和中子本身是由更小的称为夸克的实体组成的，这是我们目前所知道的事情。而支撑所有这一切的是量子理论。
因此，正如现代物理学所揭示的，透过宏观世界的视野和多样性，我们所居住的宇宙的图像是一个潜在的简单优雅的现象。这也许是现代科学大的成就；将世界，包括人类在内的巨大的复杂性简化为描述一些微小的亚原子粒子的行为，和作用在它们之间的4种力。4种力中的3种力已经得到好的描述：在原子核内部深处运行的强核力和弱核力，和将原子与分子黏在一起的电磁力，都是量子理论给出的。只有万有引力，这个弱的却为我们熟悉的力，目前还没有满意的量子理论描述。
……
前言/序言
亚原子领域素以不可思议而著称，在该领域存在着诸多根深蒂固的误解，譬如东方般的神秘感，以及关于所有事物之间相互联系的模糊不清的观点。考克斯和福修的论点是什么呢？那就是，没必要从这些角度来理解量子力学。可以这样坦白地说，在古怪的量子世界中有许多模糊不清的观点，它常常导致混乱，或直率地说导致坏科学。《量子宇宙》拨开迷雾，探讨人们在自然界里观察到的什么现象是导致我们必须引入量子理论的，它又是如何建立起来的，并且为什么我们对此充满信心，即是说，尽管它表面上看起来怪诞无比，但却是一个好理论。《量子宇宙》中的量子力学为我们提供了一个具体的大自然模型，在本质上可与牛顿的运动定律、麦克斯韦的电磁理论和爱因斯坦的相对论相媲美。
《量子宇宙》汇集了两位当今世界一流的物理学家兼畅销书作家，只为了向读者展示人人都能够理解艰深的科学问题。这本书是为感兴趣的外行们解释量子物理学的相关问题而写的。
书中记叙了20世纪20年代以及此后发展了量子力学的特异人物和奇闻趣事，以及理论发展演进过程中充斥的哲学斗争。
本书的核心论点是，没有必要用隐晦艰深的方式看待量子力学，它是一个简单易懂的理论，只要你理解量子力学，就能对自然界做出预测。
如果你对解开量子物理学的密码感兴趣，它是一个不错的起点，在学者的陪同下，作一次奇妙的量子宇宙之旅。
用户评价
《量子宇宙》这本书，让我对“可能性”这个词有了全新的理解。在作者的笔下，宇宙不再是线性的、单线程的，而是充满了无数并行展开的现实。书中对“多世界诠释”的探讨，尤其让我感到震撼。它不仅仅是一个理论，更是一种思维模式，它让我们得以窥见宇宙的宏伟全景，认识到我们所处的现实，可能只是无数可能性中的一种。 书中对“量子纠缠”的描写，更是让我对宇宙的联系产生了深深的敬畏。那种即使相隔万里，粒子之间却能瞬间“沟通”的特性，仿佛暗示着宇宙本身就蕴含着一种深邃的、超越我们直觉的秩序。这种对未知的好奇心，在阅读这本书的过程中被极大地激发了。
评分《量子宇宙》这本书，让我切实感受到了科学的魅力所在。它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的引导。我一直认为，好的科普读物，应该能够点燃读者的好奇心，并引导他们去探索更深层次的问题。这本书无疑做到了这一点。作者在解释量子场论时，虽然没有深入到复杂的数学推导，但却通过形象的比喻，让我得以窥见这个“万物皆由场构成”的宇宙图景。这种将深奥理论“化繁为简”的能力，是我在这本书中最欣赏的地方。 书中对宇宙大爆炸后的早期演化过程的描述，也极具画面感。我仿佛能够看到，在那个混沌的瞬间，粒子如何在能量的驱动下诞生、演化，并最终形成了我们现在所知的宇宙。这种宏大的叙事，让我对宇宙的起源有了更深刻的理解。同时，书中对量子力学与广义相对论的融合所面临的挑战的讨论，也让我意识到，科学的探索之路远未结束，还有无数的未知等待着我们去发现。
评分这本《量子宇宙-一切可能发生的正在发生》绝对是我近期读到的最令人振奋的科普读物之一，它成功的将那些深奥到让人望而却步的物理学概念，用一种极其引人入胜的方式呈现在我面前。我一直对宇宙的终极奥秘充满好奇，但每次尝试阅读相关的书籍，常常会因为艰深的公式和理论而感到沮丧。然而，《量子宇宙》这本书给我带来了前所未有的阅读体验。作者在处理量子力学中的不确定性原理、叠加态、量子纠缠等核心概念时，并没有回避其复杂性，而是巧妙地运用大量的类比和生动的例子，让这些抽象的概念变得触手可及。例如，书中对“多世界诠释”的探讨，用一个精心构建的场景，生动地描绘了在无数个平行宇宙中，我们每一个选择都可能引发不同的现实。这种思维实验不仅令人着迷，更挑战了我原有的对现实的认知。 我尤其欣赏书中对“一切可能发生的正在发生”这一核心观点的阐释。它并非简单的断言，而是建立在对量子力学基础理论深刻理解之上。作者引导我们思考，在量子世界的微观尺度上，概率占据着主导地位，而这种概率的展开，在宏观层面是否就意味着所有可能的结局都在不同维度、不同时间线上同时上演？这种思考方式极大地拓宽了我的视野，让我开始重新审视“可能性”这个词的含义。书中还涉及了量子计算的原理，以及它对未来科技发展的潜在影响，这部分内容对我来说尤其具有启发性，让我看到了科技前沿令人兴奋的可能性。
评分这本书所展现的宇宙观，与我以往接触到的许多科幻小说所描绘的景象有着异曲同工之妙，但它却建立在严谨的科学推理之上，这一点尤为可贵。读《量子宇宙》的时候，我常常会产生一种“哇，原来是这样！”的恍然大悟感。作者在解释量子隧穿效应时，用一个有趣的类比，将粒子穿过障碍物的过程形象化，让我这个非物理学专业的人也能理解其令人费解的本质。书中对因果律在量子层面的模糊性进行了深入的探讨，这部分内容让我对“时间”和“事件”的线性关系产生了新的思考。 我特别喜欢书中对于“观察者效应”的讨论。它不仅仅是关于测量行为对量子态的影响，更是引申到了哲学层面，关于意识在宇宙中的作用。这种跨学科的思考方式，让这本书不仅仅是一本科普书，更是一本激发哲学思考的读物。书中对“纠缠态”的描述，更是让我惊叹于宇宙的奇妙连接。即使两个粒子相隔万里，它们之间似乎仍然存在着一种超越时空的联系，这种“心灵感应”般的特性，实在是太不可思议了。
评分从这本书里，我获得了一种全新的看待世界的方式。那些曾经被视为“不可能”或“荒谬”的设想，在量子世界的框架下，似乎都变得有了发生的可能。我特别喜欢书中对“量子退相干”的讲解，它解释了为什么我们日常生活中体验到的宏观世界是确定的，而微观量子世界却是充满概率的。这种从微观到宏观的过渡，是理解量子力学如何与我们熟悉的世界对接的关键。 书中对“量子计算”的未来展望，也让我感到无比兴奋。如果量子计算机能够大规模实现，它将彻底改变我们解决复杂问题的能力，从新药研发到材料科学，再到密码学，都将迎来革命性的变革。这种对未来的预测，并非空穴来风，而是基于对量子力学原理的深刻洞察。读到这里，我仿佛看到了一个充满无限可能的未来。
评分这本书的叙述方式非常独特，它不是那种枯燥的教科书式的讲解，而是充满了故事性和画面感。我读到书中描述宇宙大爆炸初期，粒子如何从能量中诞生的部分时，仿佛亲眼目睹了宇宙的诞生过程。作者在解释“量子叠加态”时，用了一个非常巧妙的比喻，让我一下子就理解了那个看似违背常理的概念。 我特别喜欢书中对“量子隧穿效应”的讲解。它解释了粒子如何能够“穿过”能量障碍，这在经典物理学中是无法想象的。这种“不可能”在量子世界里却成为了可能，让我对宇宙的运作规律有了全新的认识。
评分《量子宇宙》这本书，不仅仅是关于量子力学，它更是一本关于宇宙本身的哲学著作。它挑战了我原有的对现实、对因果、对存在的理解。书中对“观察者效应”的探讨，让我思考了意识在宇宙中的地位。是谁在观察？观察的行为本身是否会改变现实？这些问题，引人深思。 我非常欣赏书中对“量子纠缠”的描述。那种“幽灵般的超距作用”，让我对宇宙的整体性产生了深刻的理解。仿佛宇宙中的一切，都是相互联系、相互影响的，只是我们尚未能够完全理解这种联系的方式。
评分这本书最大的亮点在于，它将那些常常让人望而却步的量子物理概念，用一种易于理解且充满启发性的方式呈现出来。我一直在寻找一本能够让我真正理解量子力学的科普读物，而《量子宇宙》做到了。书中对“波粒二象性”的解释，让我终于理解了光子和电子为何有时表现得像粒子，有时又表现得像波。这种双重性，是理解量子世界的基础。 更令我惊喜的是，书中对“量子退相干”的阐释。它解答了我长久以来的一个疑问：为什么在我们的日常生活中，我们不会看到一个物体同时处于多个位置？这本书用清晰的逻辑和生动的例子，解释了宏观世界的确定性是如何从微观的量子不确定性中涌现出来的。
评分读完《量子宇宙》，我感觉自己仿佛打开了一扇通往全新世界的大门。书中对量子力学核心概念的阐释，清晰而又引人入胜。我尤其喜欢书中对“量子叠加态”的解释，它用一个生动的例子，让我彻底理解了“同时处于多种状态”的含义。 书中对“多世界诠释”的探讨，更是让我对宇宙的浩瀚和无限可能性产生了深深的敬畏。这种思维方式，让我重新审视了每一个微小的选择，它们都可能在不同的宇宙分支中产生截然不同的结果。这是一本真正能够改变你看待世界方式的书。
评分《量子宇宙》这本书，是一次令人心智震撼的旅程。它把我带入了一个我从未想象过的奇妙世界，一个由概率、叠加和纠缠构成的宇宙。作者在解释“量子叠加态”时，用了一个非常巧妙的比喻，将粒子同时处于多种状态的可能性，描述得生动有趣，让我一下子就明白了那个看似违背常理的概念。 书中对“量子纠缠”的描述，尤其让我着迷。那种“幽灵般的超距作用”，仿佛宇宙本身就存在着一种看不见的、超越时空的联系。这不仅仅是科学的描述，更带有一种诗意的哲学色彩。读完这部分，我脑海中不断浮现出“万物互联”的景象。
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