科學可以這樣看叢書:量子糾纏(上帝效應,科學中最奇特的現象)

科學可以這樣看叢書:量子糾纏(上帝效應,科學中最奇特的現象) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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店鋪: 小時候圖書專營店
齣版社: 重慶齣版社
ISBN:9787229038953
商品編碼:17569765740

具體描述

內容介紹

什麼是糾纏?它是量子粒子之間的連接,是宇宙的結構單元。一旦兩個粒子發生糾纏,當一個粒子發生變化,立即在另一個粒子中反映齣來,不管它們是在同一間實驗室,還是相距數億光年。這種現象及其含義看起來是如此有悖於常理,以至於愛因斯坦本人稱它為“幽靈一般的”,並且認為它將導緻量子論的衰落。然而,科學傢們後來發現,量子糾纏——“上帝的效應”,是愛因斯坦很少犯的—但也許是大的—錯誤之一。在《量子糾纏》中,科學作傢布萊恩?剋萊格描述瞭糾纏及其曆史和應用。該書可讀性強,引人入勝,全書不含公式。布萊恩?剋萊格和阿米爾·艾剋塞爾的書迷們以及那些對量子的各種奇異可能性感興趣的人們,將會發現此書讓人愛不釋手。


目錄


關於艾麗斯和鮑勃的注記
第1章 糾纏的開始
第2章 量子的對決
第3章 成雙成對的光
第4章 秘密的糾纏
第5章 布利什效應
第6章 虛幻的機器
第7章 鏡子啊鏡子
第8章 奇怪啊奇怪
注釋
精選參考書目
緻謝


作者介紹

布賴恩·剋萊格,擁有劍橋物理學學位,為眾多雜誌撰寫專欄、特寫和評論。作品有《無限簡史》、《科學人:羅吉爾·培根生平》、《光年:人類為光癡迷的離奇故事》。他的作品已經被譯成十種語言。他和妻子、兩個孩子一起住在英格蘭的威爾特郡。


關聯推薦

人類是否有會跨越星球之間的超大距離進行交流,研究齣無法破譯的密碼,設計齣能夠在大海中撈到針的計算機,或者甚至學會建立隱形傳輸,那麼,布萊恩?剋萊格的《量子糾纏》中描述的讓人驚異的科學,將因其對宇宙—我們自身的描繪,讓人震驚和著迷!它是如此奇異,要掌握它(量子糾纏),想象力幾乎不夠用。
    如果你認為科學是可以預測的、具有顛覆常識性的事物,也許甚至有一點枯燥乏味,那是因為你沒有遇到量子糾纏。量子糾纏是一種非常奇特的、無處不在的物理現象,它顛覆瞭常理。因此,本書將其稱為“上帝的效應”。量子糾纏無法用通常的語言加以描述,它可在瞬間從宇宙的一端傳到另一端。它是科學中*奇怪的效應,然而卻很少有人聽說過它。量子糾纏把常識擊得支離破碎。

  
在綫試讀

第1章 糾纏的開始
    糾纏,這是一個充滿暗示的詞語。它讓人想起被無法解開的羊毛球纏住的小貓或兩個人之間復雜的人際關係。但是,在物理學中,它指的是一個非常特殊而又奇特的概念,它如此奇異、重要而且具有影響力,因此,我把它稱為“上帝效應”。一旦兩個粒子發生糾纏,不管兩個粒子處於何處,它們彼此之間仍保持著強大的關聯,用這種關聯可以實現似乎不可能完成的任務。
    若要穩妥使用“量子”一詞,得先去掉其神秘麵紗。這隻不過是建立這樣一個概念:我們研究的“量子”,是構成現實事物的微小能量和物質。一般而言對於大量存在的同種結構微粒,不管是光的光子、物質的原子還是亞原子粒子,如電子、量子都是它們的組成微粒。
    同量子打交道意味著我們研究的是某些數量固定的可測量的對象,而不是連續變化的量。實際上,量子化事物和連續事物之間的差彆類似於數字信息(基於0秒和l秒的量子)和承載任何數值的摸擬信息之間的差彆。在物理世界中,量子通常是非常小的單元,正如量子躍遷是非常小的變化一樣——這一點與其在日常話題中的意義頗為不同。
    作為本書的核心,量子糾纏現象正是這種令人難以理解但卻是構成我們周圍世界的微小粒子之間的關聯。在量子的層麵上,粒子可以被完全地連接起來,被連接的對象(如光子、電子和原子)就成為現實當中同一事物的組成部分。即使這些糾纏的粒子後來被分開到宇宙相反的兩端,它們仍然保持著這種奇怪的關聯。一個粒子發生變化,其變化立即在其他粒子中反映齣來——不管它們之間相隔多遠。上帝效應具有不確定的普遍性。
    這種不受限定的關聯使得量子糾纏的應用能夠得以實現。在數據加密中若有密碼的傳送,這種關聯可使其完全不被截獲。它在量子計算機的運行中起到基本的作用——在量子計算機中,每個比特都是單個亞原子粒子,能夠進行超齣任何傳統計算機範圍的計算,甚至程序可在宇宙的整個生命周期內運行。糾纏使得從一個地方嚮另一個地方傳輸粒子成為可能,還可以不通過兩個地方之間的空間來傳輸物體。
……


科學可以這樣看叢書:量子糾纏(上帝效應,科學中最奇特的現象) 簡介 本書並非一本關於量子糾纏的入門讀物,也非一本詳述其數學公式的教科書。它旨在邀請讀者以一種全新的視角,去體驗和理解科學中最令人著迷、最顛覆認知的現象之一——量子糾纏。我們將深入探索這個被愛因斯坦稱為“幽靈般的超距作用”的奇特領域,揭示它如何挑戰我們對現實世界的直觀理解,以及它在現代科學和未來技術中所扮演的不可或缺的角色。 一、超越直觀的現實:量子糾纏的誕生 想象一下,有兩枚硬幣,無論它們相距多遠,隻要一枚齣現正麵,另一枚必然是反麵;反之亦然。這看似簡單的關聯,在微觀的量子世界裏,卻以一種更加深刻、更加詭異的方式存在。這就是量子糾纏的核心概念。 量子糾纏指的是,當兩個或多個粒子相互作用後,它們的狀態會以一種特殊的方式關聯起來,即使它們被分開到宇宙的兩端,它們的狀態仍然保持著瞬間的同步。測量其中一個粒子的狀態,會立即影響到另一個粒子的狀態,而無需任何信息傳遞。這種“超距作用”讓許多科學傢,包括偉大的愛因斯坦,都感到睏惑和不安。愛因斯坦將其視為量子力學理論中一個難以接受的缺陷,認為這背後一定存在著我們尚未發現的“隱藏變量”,來解釋這種看似不可能的關聯。 然而,幾十年來,無數的實驗,從貝爾不等式的檢驗到後續更精密的實驗,一次又一次地證明瞭量子糾纏的真實存在。實驗結果反復錶明,量子世界的運行邏輯,遠非經典物理學所能解釋。粒子之間的關聯並非源於事先約定好的“隱藏信息”,而是量子疊加態在測量後塌縮的必然結果。這種非局域性,這種瞬間的同步,徹底顛覆瞭我們基於宏觀世界經驗建立起來的因果律和空間概念。 二、上帝的筆觸?探索“幽靈般的超距作用” “上帝效應”這個名字,並非宗教上的宣稱,而是藉用瞭愛因斯坦“上帝不擲骰子”的經典錶述,來形容量子糾纏所帶來的深刻哲學和物理學上的睏惑。它暗示著,在這個微觀世界裏,似乎存在著某種超越我們日常理解的、決定性的聯係,仿佛是一種超越人類認知的“設計”或“規則”。 我們習慣於認為,一個物體的信息需要時間來傳遞,一個事件的發生需要一個明確的原因。然而,量子糾纏打破瞭這一傳統觀念。當兩個糾纏粒子被分開後,對其中一個粒子的測量,似乎瞬間影響瞭另一個粒子的狀態,這種影響的傳播速度似乎比光速還要快,或者說,它們的狀態是同時確定的,並非一個影響另一個。這不禁讓人聯想到,在宇宙的深層構造中,是否隱藏著一種比空間和時間更基礎、更根本的關聯方式? 這種“幽靈般的超距作用”並非允許我們利用它進行超光速通訊,因為我們無法控製測量結果,也無法預知測量結果。但它的存在本身,就對我們的現實觀提齣瞭嚴峻的挑戰。它迫使我們重新思考: 實在性(Reality): 粒子在被測量之前,其狀態是確定的,還是一個概率性的疊加?量子糾纏的實驗結果傾嚮於後者,即粒子在被測量前沒有確定的狀態,而是處於一種可能性疊加中。 局域性(Locality): 一個物體隻能被其直接的周圍環境所影響。量子糾纏似乎打破瞭這種局域性,兩個粒子之間的關聯可以跨越巨大的空間距離。 決定性(Determinism): 宇宙中的一切事件都是由先前的原因決定的。量子力學的概率性,尤其是量子糾纏所展現齣的非局域關聯,似乎暗示著宇宙在微觀層麵可能並非完全決定性的。 “上帝效應”因此成為瞭一個引人入勝的哲學討論焦點。它促使我們審視科學的邊界,以及人類認知能力的極限。我們是否僅僅是觀察者,還是我們對量子世界的觀察,也在某種程度上塑造瞭它的狀態? 三、從理論到應用:量子糾纏的現實意義 盡管量子糾纏聽起來十分“哲學”和“奇特”,但它並非僅僅是理論物理學傢的紙上談兵。它在現代科學研究和未來技術發展中,扮演著至關重要的角色。 量子計算(Quantum Computing): 這是量子糾纏最引人注目的應用前景之一。傳統的計算機以比特(bit)作為信息的基本單位,每個比特隻能錶示0或1。而量子計算機則使用量子比特(qubit),量子比特可以處於0和1的疊加態,並且多個量子比特之間可以通過量子糾纏實現高度的關聯。這種疊加和糾纏的能力,使得量子計算機在解決某些特定問題上,例如大數分解、藥物發現、材料設計、復雜優化等,擁有超越經典計算機的巨大潛力。量子糾纏是實現量子並行計算和量子算法的關鍵。 量子通信(Quantum Communication): 量子糾纏可以用於構建極其安全的通信係統。量子密鑰分發(QKD)利用糾纏粒子的特性,生成一對隻有通信雙方知道的密鑰。任何試圖竊聽的行為都會破壞粒子的糾纏狀態,從而被通信雙方及時發現。這為信息安全帶來瞭革命性的保障,使得“不可竊聽”的通信成為可能。 量子傳感(Quantum Sensing): 量子糾纏的極高靈敏度,使其在精密測量領域具有巨大潛力。例如,利用糾纏原子可以製造齣比現有設備更精確的時鍾,或者能夠探測到極其微弱的磁場和引力場,這對於基礎物理研究、導航以及醫療診斷都具有重要意義。 量子模擬(Quantum Simulation): 許多復雜的量子係統,例如超導材料的電子行為,或者復雜的化學反應過程,用經典計算機進行模擬極其睏難。量子模擬器利用可控的量子係統,來模擬這些難以研究的量子現象,為我們理解物質的本質提供新的途徑。量子糾纏是實現高效量子模擬的重要手段。 四、超越“看”的維度:重新定義“理解” 本書的標題“科學可以這樣看”,強調的是一種思維方式的轉變。量子糾纏的奇特性,恰恰要求我們拋棄陳舊的直覺,用一種更加開放、更加包容的眼光去審視科學。它不是要你記住那些復雜的公式,也不是要你成為一名物理學傢,而是要讓你體驗科學的魅力,感受人類智慧在探索未知領域時所展現齣的勇氣和創造力。 我們將通過一係列生動的例子、引人入勝的類比,以及對科學傢們探索過程的還原,讓你“親身”經曆量子糾纏的“詭異”之處。你將看到,這些看似“不可能”的現象,是如何通過嚴謹的科學實驗得到驗證,又是如何為我們打開通往更深層現實的大門的。 “上帝效應,科學中最奇特的現象”,並非對量子糾纏的宿命論解讀,而是對它所帶來的巨大驚奇和深刻哲學挑戰的一種形象化描述。它邀請你去思考:宇宙是否比我們想象的更精妙?我們對現實的認知,是否還有巨大的提升空間? 本書將帶領你踏上一段非凡的旅程,從物理學的最前沿,到哲學思考的深處。你將不再是僅僅“看”科學,而是“感受”科學,甚至“體驗”科學。準備好迎接一場思維的風暴,一場關於現實本質的全新探索。量子糾纏,這個科學中最奇異的現象,正在等待你的審視,等待你去發現隱藏在其背後,那令人驚嘆的宇宙圖景。

用戶評價

評分

我特彆佩服這本書的結構設計。它不是按照傳統的“概念-公式-應用”的模式來展開,而是以一種更加“故事化”的方式來引導讀者。作者仿佛是一個導遊,帶著我們在量子世界的叢林中穿梭。他會在關鍵的節點設置一些“引爆點”,讓我的思維産生碰撞,然後引導我去思考更深層次的問題。我印象最深刻的是,當他介紹完量子糾纏的基本概念後,並沒有立刻深入到數學模型,而是花瞭大篇幅去講述那些關於量子糾纏的著名思想實驗,比如“EPR佯謬”。通過分析這些實驗的設計和結果,我纔真正理解瞭量子糾纏的“詭異”之處。作者對於這些實驗的講解,非常細緻,他會模擬實驗的過程,分析每一步的邏輯,並且清晰地指齣它們對我們理解量子世界帶來的挑戰。這種“層層剝繭”的講解方式,讓我感覺自己參與到瞭科學的發現過程中,而不是被動地接受既定的結論。這本書的結構就像一個精巧的謎題,每一章節都是一個綫索,最終引導我走嚮對量子糾纏的深刻理解。

評分

這本書的名字一看到就勾起瞭我的好奇心。《科學可以這樣看叢書:量子糾纏(上帝效應,科學中最奇特的現象)》,這個名字本身就充滿瞭一種神秘感和顛覆性。我一直對科學抱著一種敬畏之心,但有時候也會覺得科學的敘述方式過於枯燥,仿佛是一堆冰冷的公式和定律。而這個名字,特彆是“可以這樣看”和“最奇特的現象”這些詞語,暗示著一種全新的視角,一種能夠打破常規、重新審視科學的可能。我特彆好奇“上帝效應”這個副標題,它讓我聯想到那些跨越瞭我們認知邊界的深刻問題,是否這本書會觸及到科學與哲學、甚至與宗教的交界處?量子糾纏本身就是物理學中最令人費解的概念之一,我曾試圖通過一些科普文章瞭解它,但總感覺隔靴掻癢,無法真正理解其中的精髓。這本書能否用一種更加直觀、更加引人入勝的方式來解讀它?我希望它不僅僅是羅列事實,更能引導我進入量子世界的奇妙邏輯,去感受那種“無處不在”卻又“不可思議”的聯係。我期待作者能夠用生動的語言,將復雜的概念變得觸手可及,讓我們這些非專業讀者也能窺探到宇宙最深層的秘密。我希望這本書能給我帶來一種“原來科學可以這樣有趣”的驚喜,而不是再一次沉浸在技術細節的海洋裏。

評分

這本書在引用和闡述一些前沿的科學觀點時,做得非常謹慎和清晰。我尤其欣賞作者在討論量子糾纏與“現實本質”的關係時,並沒有誇大其詞,也沒有做齣不切實際的推測。他明確指齣,雖然量子糾纏揭示瞭宇宙深層聯係的可能性,但我們對它的理解仍然處於非常初級的階段。我記得他提到瞭一些關於“量子信息”和“量子計算”的應用前景,但他同時也強調,這些都是基於對量子糾纏深入理解之上的未來設想,目前仍然麵臨著巨大的技術挑戰。這種嚴謹的態度,讓我覺得這本書不僅有趣,而且可靠。它沒有試圖用一些聳人聽聞的說法來吸引眼球,而是腳踏實地地嚮我展示科學的魅力和局限。我喜歡這種“平衡”的敘述方式,它既讓我對科學充滿嚮往,又讓我保持一份清醒的認知。這本書就像一座燈塔,在指引我探索量子世界的同時,也讓我認清瞭科學探索的漫漫長路。

評分

讓我印象深刻的是,這本書在處理復雜的數學概念時,采取瞭一種“化繁為簡”的策略。雖然我並非數學背景齣身,但作者通過巧妙的圖示和通俗的解釋,讓我大緻能夠理解量子糾纏背後的數學邏輯。他沒有直接拋齣那些復雜的方程,而是用一種“可視化”的方式來呈現。比如,在解釋“態矢”的概念時,他會用一個簡單的嚮量圖來錶示,讓我直觀地理解粒子狀態的變化。而且,作者在引入數學概念時,都會提前鋪墊好,解釋清楚這個概念在整個理論體係中的作用。這種“循序漸進”的學習方式,讓我感覺自己不是在被數學“嚇退”,而是在循序漸進地掌握它。我特彆喜歡他用生活中的例子來類比數學概念,雖然這些類比不盡完美,但卻能有效地幫助我建立初步的認知框架。這本書讓我覺得,即使沒有深厚的數學功底,我們也能窺探到科學的精妙之處。

評分

不得不說,這本書對於“科學最奇特的現象”這個定位,是名副其實的。我讀瞭很多關於量子力學的科普,但很少有像這本書一樣,能夠將量子糾纏的“怪異”之處展現得如此淋灕盡緻。作者在描述“量子態疊加”時,用瞭“同時存在於多種可能性之中”這樣的說法,讓我腦海中立刻浮現齣那個著名的“薛定諤的貓”的圖像。他並沒有僅僅停留在描述貓的生死疊加,而是深入分析瞭這種疊加態在量子糾纏中的錶現。比如,當兩個粒子處於糾纏態時,一個粒子的狀態似乎能夠瞬間影響到另一個粒子,即使它們相隔韆裏。這種“非定域性”是我一直覺得最難以理解的部分,但這本書通過一係列的比喻和類比,讓我仿佛窺見瞭它的真相。作者也坦承,這種現象超齣瞭我們日常的因果律和空間概念,但正是這種“挑戰常識”的特質,纔讓它如此迷人。這本書讓我深刻體會到,科學的邊界並不是固定不變的,而是不斷被我們對未知世界的探索所拓展。

評分

這本書的語言風格真是太獨特瞭!它不是那種一本正經、照本宣科的科普讀物,而是充滿瞭個人色彩,甚至可以說是“有溫度”的。作者在描述量子糾纏的那些令人匪夷所思的特性時,並沒有用冰冷的技術術語,而是用瞭很多富有感情色彩的詞語,比如“令人驚嘆”、“不可思議”、“神秘莫測”。我記得他描述一對糾纏粒子時,用瞭“心有靈犀”這樣的詞語,雖然有些擬人化,但卻非常生動地傳達瞭它們之間的關聯。而且,作者在穿插個人感悟和思考時,也顯得非常自然。他會分享自己在理解量子糾纏過程中的睏惑,也會錶達他對宇宙奧秘的敬畏之情。這種真誠的分享,讓我感覺自己不是在和一個高高在上的科學權威對話,而是在和一個同樣對世界充滿好奇的朋友交流。我喜歡這種“走心”的科普方式,它能夠有效地拉近讀者和科學的距離,讓科學不再是遙不可及的象牙塔,而是觸手可及的智慧之光。這本書的語言就像一股清流,滌蕩瞭我對科學枯燥的刻闆印象。

評分

這本書給我最大的啓示是,科學的魅力不僅僅在於它的結論,更在於它探究過程中的 Those moments of wonder and bewilderment. 作者在描述愛因斯坦對量子糾纏的“幽靈般的超距作用”的疑慮時,我仿佛能感受到那個時代物理學巨匠們內心深處的掙紮。他們已經建立瞭宏偉的物理學大廈,但量子力學的齣現,卻像一顆定時炸彈,動搖瞭他們對現實世界的認知基礎。書中的這段描述讓我深刻體會到,科學的發展並非一帆風順,而是在不斷的質疑、碰撞和突破中前進的。而量子糾纏,作為其中最“離經叛道”的現象,更是將這種不確定性和神秘感推嚮瞭極緻。我尤其欣賞作者在引用曆史事件和科學人物觀點時的細緻。他不僅提到瞭愛因斯坦,還引用瞭玻爾等人的觀點,並詳細闡述瞭他們之間的爭論。這讓我看到瞭科學思想的演變過程,也理解瞭為什麼量子糾纏會引發如此大的爭議。這本書讓我明白,理解一個科學概念,不能隻看它最後的“成品”,更要瞭解它是如何被發現、被討論、被修正的。這種曆史的縱深感,讓量子糾纏不再是一個孤立的概念,而是承載著人類智慧和探索精神的璀璨寶石。

評分

總的來說,這本書給我帶來的不僅僅是知識的增長,更是一種思維方式的啓迪。它讓我明白,科學不僅僅是關於“是什麼”,更是關於“為什麼”和“如何去思考”。作者在書中反復強調“質疑精神”的重要性,鼓勵我去挑戰那些我習以為常的認知。讀完這本書,我感覺自己對“現實”的理解變得更加多元化,也更加開放。我不再僅僅滿足於那些顯而易見的錶象,而是開始嘗試去思考那些隱藏在現象背後的深層邏輯。這本書就像一把鑰匙,為我打開瞭一扇通往更廣闊、更神秘的科學世界的大門。我期待著未來能夠通過更多的閱讀和思考,繼續探索量子糾纏以及其他科學領域的奧秘。這本書的價值在於,它不僅僅是一本關於量子糾纏的書,更是一本關於如何“看待”科學的書。它讓我看到瞭科學的可能性,也激發瞭我對未知世界永無止境的探索欲望。

評分

我必須說,這本書在解釋“上帝效應”這個副標題時,做得相當齣色。我原本以為這隻是一個噱頭,但讀完後纔發現,它恰恰點齣瞭量子糾纏最核心的哲學意義。作者並沒有將“上帝”具象化,而是將其引申為一種“超越我們日常經驗的、能夠影響和決定現實的終極力量”。他通過分析量子糾纏的“不可分割性”和“疊加態”,來探討是否存在一個隱藏在錶象之下的、更根本的現實。我被書中對“觀察者效應”的討論深深吸引。當我們將意識投射到微觀世界時,微觀粒子的狀態會發生改變。這不禁讓我思考,我們所理解的“現實”,究竟有多大程度上是我們的觀察行為所塑造的?這種將量子力學與意識、觀察等哲學概念聯係起來的嘗試,是我在其他科普讀物中很少看到的。作者並沒有給齣明確的答案,而是通過提齣問題,引導讀者去思考,去質疑我們對世界的固有認知。我感覺自己仿佛置身於一個哲學思辨的迷宮,在量子糾纏的綫索指引下,不斷地探索著存在的本質。這種開放性的探討,讓我迴味無窮,也讓我對“科學可以這樣看”有瞭更深的理解。

評分

翻開這本書,我最大的感受是它的敘事方式。作者似乎非常善於從生活化的場景切入,然後巧妙地將復雜的科學概念編織進去。比如,當他開始講述量子糾纏時,並沒有一開始就拋齣那些抽象的波函數和疊加態,而是從兩個看似無關的事件的巧閤開始,引導讀者去思考“是否存在某種更深層的聯係”。這種循序漸進、潤物無聲的講解方式,讓我感覺自己不是在被動地接受知識,而是在和作者一起探索。我尤其喜歡作者在描述量子糾纏的“非定域性”時,用到的那些類比。他沒有直接說“量子粒子之間存在瞬時作用”,而是用瞭一個非常形象的比喻,我記不太清具體是什麼瞭,好像是關於兩個遙遠的骰子,無論什麼時候擲,都會齣現某種關聯。這種比喻立刻就把一個原本高深莫測的概念具象化瞭,讓我能夠更容易地在腦海中構建起它的樣子。而且,作者在解釋這些概念的同時,並沒有迴避它們的“奇怪”和“反直覺”。他坦然承認,即使是物理學傢,對量子糾纏的理解也充滿瞭睏惑。這種坦誠讓我覺得更加親切,也更加相信作者所講述的內容。我感覺這本書不僅僅是在“教”我量子糾纏,更是在“帶”我體驗量子糾纏,去感受它的震撼和迷人之處。

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