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薛定諤的小貓 版權信息
- ISBN：9787544361545
- 條形碼：9787544361545 ; 978-7-5443-6154-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
薛定諤的小貓 本書特色
量子物理的古怪世界對平行宇宙、多宇宙、時間旅行、蟲洞……等量子力學前沿新思想通俗迷人的解讀。 ★約翰·格里賓 英國著名科學讀物專業作家，薩塞克斯大學天文學訪問學者。科普暢銷作家，其作品《尋找薛定諤的貓》《大宇宙百科全書》《尋找時間的邊緣》《尋找多重宇宙》等書暢銷一時。 ★一個人有無科學教養，看他是否知曉量子力學與演化論 ★長達二十年的科普經典作品 既有思想深度，路數又非常清晰。是非常難得的高級科普讀物。完全讀懂這兩本書是不容易的，但卻非常值得一讀。 ——中國科學院自然科學史研究所 方在慶 只要你有一點點耐心，你一定可以看懂。這兩本書寫得的確很好，是目前有關這一內容寫得好的書。我可以保證這一點。 ——華中科大物理系教授 楊建鄴
薛定諤的小貓 內容簡介
量子理論到底是什么? 在這里你將會找到理解這個理論所需要的一切知識，不管你是否曾經讀過關于這個主題的文章。你將讀到這樣一些看起來是自相矛盾的現象：例如光子(光的粒子)可以在同一時刻位于兩個位置，原子能夠同時通過兩條路徑，對于一個以光速運動的粒子來說時間是靜止的，等等。同時 你還會發現量子理論是可能實現星際傳送的理論依據。量子世界的所有奇異性都可以通過考察那只原始貓的兩個孿生后代的歷險過程來獲得清楚的理解。在重新考慮光的本質問題之后(這個問題在量子論和相對論中都是一個關鍵問題),一些新的思想便出現了。這些思想能夠解釋真實性的本質和解決所有的量子之謎。 你準備好了嗎?
薛定諤的小貓 目錄
前言 / 1
序章問題 / 1
光的奇異性·電子干涉·標準觀點·深水·盒子中的貓·真實性的另一面·薛定諤貓的兒女
**章古代光學 / 35
**個現代科學家·從伍爾西索普到劍橋再到伍爾西索普·在牛頓的遮蔽下·牛頓的世界觀·揚的觀點·菲涅耳、泊松及亮斑·書籍裝訂商的學徒·法拉第的場·神秘的顏色·驚人的麥克斯韋方程組
第二章現代 / 73
以太之死·走向狹義相對論·愛因斯坦的洞見·超光速與時間倒退·進入光子世界·教愛因斯坦計算光子的人·有關光子與物質的新理論·量子電動力學的勝利·未來的光學
第三章奇異而真實 / 117
看到不可能的光·深入探索光子行為·兼顧雙方·無中生有·“趕緊發送我，斯科特”·量子密碼術·深入光子內部·觀察量子·奇妙的電子回路·什么時候是光子?
第四章絕望中的補救 / 155
哥本哈根解釋的垮臺·我想，因此·馮·諾依曼的愚蠢的錯誤·不可分割的整體·宇宙的擴散·量子主題的多元性·絕望中的忠告·相對性的一個方面·一個與時間有關的實驗
第五章思考之思考 / 201
構造夸克·認識愛因斯坦·描述不可描述的·了解現實世界·進駐量子實在的整體進路
結語解決方案：我們這一時代的秘密 / 243
充分利用質量·把萬有引力串起來·復雜性的簡單方面·與宇宙握手·拿出時間去制造時間
參考書目 / 269
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薛定諤的小貓 節選
盒子中的貓 哥本哈根解釋中*為奇怪的事情之一就是有意識的觀察者在決定微觀世界中發生了什么時的地位，這個問題在盒子中貓的實驗中表現得*為清楚。這種情形的*簡單例子就是假想一個盒子中只包含有一個電子。如果沒有人往盒子里面看，那么根據哥本哈根解釋，在盒子中的任何一處找到電子的機會是均等的——伴隨著電子的概率波均勻地分布在盒子中。現在假設仍然沒有人觀察盒子，一塊隔板自動落在盒子中間，將原來的盒子分隔成相等的兩半。常識告訴我們，電子必定位于盒子的這邊或那邊。但是哥本哈根解釋告訴我們，概率波仍然均勻分布在兩個半盒子中。這意味著在盒子的任何一邊找到電子的概率是相等的。只有當有人往盒子中看，并注意到電子位于盒子的一邊時，波函數才發生坍塌，電子才變成“真實的”。同時盒子另一半中的概率波消失。如果你將盒子重新關閉起來，停止對電子的觀察，這對概率波馬上傳播開去填滿電子所在的那半個盒子，而不會傳播回電子曾經所處的盒子的那一半中去。（至少不是等概率的。將有非常小的概率使電子位于盒子的另一半，或在整個盒子的外面。但是在本實驗中那種概率可以忽略不計。） 物理學家鮑爾戴維斯簡明地概述了這種情況：在觀察之前，有兩個模糊不清的電子“幽靈”分別位于兩個隔離室之中，等待一個觀察者使得其中的一個變成“真實的”電子，同時導致另一個徹底地消失。（參見《原子中的幽靈》，第22頁。）在這里“同時”一詞也是非常重要的。它給出了非局域性在起作用的另一個例子。但是，在我進一步討論它的含義之前，我想解釋一下，即薛定諤是如何演示下述論斷——觀察者使得位于盒子的這一半或另一半的電子成為真實的——的荒謬性的。 薛定諤的迷惑*初于1935年以印刷品的形式出現。這個迷惑需要建立一個量子環境，其中有兩種結果出現的概率是均等的。當進行這個實驗時，它在原始的例子中使用了放射性衰減技術，因為放射源也符合概率規則。依據位于分隔后的盒子中的電子的問題，我們很容易想象這個實驗。薛定諤本人也參考了在一個鋼做的隔離室中進行的實驗。這個實驗用量子力學的術語來描述，那就是盒子中貓的問題(盒子中還有其他東西)。我希望在更一般的意義上解釋術語“隔離室”。它能給貓提供一個空間，使貓在其中自由自在地生活。但這些絲毫不影響薛定諤論斷中的要點。設想一下我剛才描述的整個系統——一個分隔成兩半的盒子、一個電子和一塊自動滑移的擋板——放置在一間沒有窗戶的、封閉的屋子里面的一張桌子上。擋板已經自動滑移，將盒子等分成兩半。電子在任何一邊出現的概率相等。在盒子外面有一個電子檢測器，這個檢測器連接到一個設備上。如果檢測器檢測到一個電子的話，這個設備將向屋子內釋放毒氣。在屋子的一個角落里有一只貓，在安靜地享受它自己的生活。薛定諤將這個設備描述為“惡魔設備”，不過請記著，這僅僅是一個思想實驗，并沒有一只真正的貓曾遭受過我正要描述的侮辱。 薛定諤讓我們想象一下，如果恰好是裝有電子的盒子的那一邊自行打開，允許電子跑出來，那將會發生什么事情?現在仍然沒有人去觀察在這間鎖住的屋子里面到底發生了什么。根據哥本哈根解釋，仍有50%的概率讓電子位于仍然封閉著的盒子的那一邊。但是現在也有50%的概率讓電子跑到屋子里面。既然這是一個思想實驗，我們就可以設想檢測器非常敏感，以至于它可以精確地檢測到跑到屋子中任何一個角落的電子。如果電子已經從盒子中跑了出來，那就應該被機器檢測到，從而就將觸發設備釋放毒氣，將貓殺死。 即使沒有人去觀察，你也可能會想象出事情的結果：要么電子從盒子中跑了出來，要么沒有跑出來。如果電子已經從盒子中跑了出來，那么，當它被檢測器“注意”到時，其波函數將會發生坍塌，從而貓就倒霉了。但是玻爾說：常識告訴我們的是這個觀點錯了。 量子理論的標準解釋告訴我們，因為電子檢測器自身也是由量子世界的微觀單元(原子、分子等等)構成的，在這個水平上與電子發生相互作用，檢測器也要遵從量子規則，包括概率規則。根據這個圖像，只有當有人打開門往屋子里面看時，整個系統的波函數才會發生坍塌(這個人*好帶上防毒面具，如果他還想保證自己處于清醒狀態的話)。在那個時刻，也只有在那個時刻，電子才“決定”自己是在盒子里面還是外面，檢測器才“決定”自己是否檢測到了電子，貓才“決定”自己是死是活。哥本哈根解釋將在有人往屋子里面看之前的狀態稱為“疊加態”——或者用薛定諤的話說：“活貓和死貓混合在一起，或者是以相等的份兒摻和在一起。”（參見《量子理論和測量》，第157頁。） 你可以想象屋子里面有一只貓，在同一刻它既是死的又是活的，或者它既不是死的，又不是活的，暫停在地獄的邊緣，隨你怎么看。但是根據哥本哈根解釋，你卻不能想象為在有人觀察之前，屋子里面有一只死貓，或者僅僅是一只活貓。 這個論斷的所有用意就在于突出哥本哈根解釋的悖論性，所以如果你能夠在其中找到漏洞也不足以為怪。一個明顯的迷惑就是你如何定義一個“有意識的”觀察者。貓自身是否足以知道它自己是否已經吸入了毒氣，已經死了呢?難道貓對于屋子中所發生事情的反應與一個作為觀察者的人往屋子里面看有什么不同嗎?你將在什么地方劃分界線呢?從人的標度往下看，一直到量子世界。請問，一只螞蟻可以使波函數發生坍塌嗎?一個細菌呢? 換一個角度來看這個迷惑，即從量子世界往上看。因為電子設備是由量子實體例如原子和分子等構成的，所以我們有充足的理由說檢測器不能使波函數發生坍塌。但是人(或貓)也是由原子和分子來構成的。如果檢測器不能使波函數發生坍塌，那么為什么我們能呢?在這種意義上，生命對于有意識的觀察者來說是必要的嗎?當一個非常復雜的計算機往屋子里面看時能使波函數發生坍塌嗎? 離開原始的電子，再往前走一步，如果一個人進入屋子去看貓是否被毒死了，這時這個人便是屋子里面唯一的一個人，那么這時的情況又會怎么樣呢?嚴格的哥本哈根解釋說，疊加態(薛定諤的涂片)包圍著這個觀察者。直到屋子外面的其他人來觀看實驗結果(或者打電話進來詢問情況怎么樣)時為止。在有人觀察之前，不僅是貓，作為觀察者的人也是處于地獄的邊緣。那么又是誰來觀察屋子之外的這個人，從而使其波函數發生坍塌呢?難道這整個的過程可以這么一直倒退著進行下去嗎? 關鍵的問題是：在量子概率性和我們所認為的真實性之間的分界線在何處?一個系統在成為“真實的”、能夠使波函數發生坍塌之前應該包含多少個分子?為了使系統完成這個功能，這些分子必須如何排布? 這就是那種目前還在使哲學家和量子力學家蒙受壓力的迷惑。他們都知道量子力學是實用的;同時他們都想知道它為什么是實用的，都想為沒有人觀察時封閉屋子里所發生的事情構造一個可理解的圖像。盒子中的貓這個簡單實驗帶來這樣大的迷惑，但量子迷惑不止這些。在我講的量子力學的意義之前，我想借助于薛定諤的貓的兒女來揭示更深層次的神秘性。
薛定諤的小貓 作者簡介
約翰·格里賓 英國著名科學讀物專業作家，薩塞克斯大學天文學訪問學者。科普暢銷作家。他畢業于劍橋大學，獲天體物理學博士學位,現在是蘇塞克斯大學的客座天文學研究員。曾先后在《自然》志和《新科學家》周刊任職。1974年他以其關于氣候變遷的作品獲得了英國科學著作獎。經常替《泰晤士報》《衛報》和《獨立報》撰寫有關科學的文章，著作等身（50多部）其中包括《尋找薛定諤的貓》《大宇宙百科全書》《尋找時間的邊緣》《尋找多重宇宙》等書。
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