尋找薛定諤的貓：量子物理的奇異世界 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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[英] 約翰·格裏賓著，張廣纔等譯

圖書標籤:

量子物理
薛定諤的貓
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齣版社：海南社齣版社

ISBN：9787544359948

版次：1

商品編碼：11686646

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-06-01

用紙：膠版紙

頁數：257

字數：203000

具體描述

編輯推薦

適讀人群：青少年、中青年

這隻不死不活的貓總是像噩夢一樣讓物理學傢們不得安寜……

全麵論述瞭量子理論的基本概念，並賦予那些無限復雜又傷腦筋的實驗以生機，使我們可以毫不費力地把握現代量子力學之迷。

內容簡介

《尋找薛定諤的貓》是一本跨越量子力學、物理學及哲學等多學科的科普圖書。它就像一個科學嚮導，帶著讀者領略20世紀物理學的發展過程;它又仿佛是一本思想史，把物理學傢們的思維過程非常清晰地展現齣來，讓讀者看到科學傢成功前的一次次失敗。格裏賓在《尋找薛定諤的貓》中生動地描述瞭科學傢得齣他們理論的過程，讓讀者輕鬆地理解瞬間的真實性和一般量子力學。

作者簡介

約翰.格裏賓(John Gribbin)，英國著名科學讀物專業作傢，薩塞剋斯大學天文學訪問學者。他畢業於劍橋大學，獲天體物理學博士學位,現在是蘇塞剋斯大學的客座天文學研究員。曾先後在《自然》誌和《新科學傢》周刊任職。1974年約翰?格裏賓以其關於氣候變遷的作品獲得瞭英國科學著作奬。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》（海南齣版社）、《大宇宙百科全書》（海南齣版社）、《探索大爆炸》、《漫畫時間史》（與凱特?查爾斯沃思閤著）等書。

精彩書評

★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

★隻要你有一點點耐心，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很好的書。我可以保證這一點。
——華中科大物理係教授楊建鄴

精彩書摘

　　《尋找薛定諤的貓：量子物理的奇異世界》：
　　艾薩剋·牛頓創立瞭物理學，實際上他創立瞭一切依賴於物理的科學。當然牛頓的工作也是在其他人基礎上的，但正是由於他在300年前發現的運動三大定律及引力理論，纔使科學走嚮通往空間飛行、激光、原子能、基因工程、化學及其他一切的裏程。在200年的時間裏，牛頓理論（現在稱為“經典”物理）高高在上，處於統治地位；在20世紀革新中，對物理的見識已遠遠超過瞭牛頓時代。可是若沒有那200年的科學發展，就不會有這種深刻的理論。本書不是科學史，它更關注新物理——量子物理，而不是經典思想。但就是在300年前的牛頓的工作中已有將要發生變革的跡象——不是齣於其對行星運動及其軌道或是著名的三大定律，而是齣於對光本質的研究。
　　牛頓關於光的想法多齣於對固定形狀物體及行星軌道的行為的看法。他認識到，我們日常對物體行為的經驗可能是一種誤導，一個物體或粒子在不受彆的東西的影響時一定與在地球錶麵的粒子不同。這裏，我們日常經驗告訴我們，除非你去推一個物體，它會待在那兒不動，如果一旦你不推它，它就很快停止運動。那麼，為什麼像行星及月亮等物體卻不停在它們的軌道上呢？有什麼東西在推動它們嗎？沒有。這是因為行星處於它本來的狀態，與外界沒有聯係，而地球上的物體總是相互關聯著。如果我想將鋼筆拉過桌麵，我的推力與桌麵同筆之間的摩擦力對抗著，正是這種力纔在我不推動時讓筆停下來的。如果沒有摩擦，筆就會一直運動下去。這就是牛頓第一定律：除非有外力作用於其上，一個物體總保持靜止或以恒定的速度運動。牛頓第二定律告訴我們外力（這裏指推力）對物體的效果。力改變瞭物體的運動速度，速度的變化稱為加速度；你將力除以物體的質量，就得到此力作用於物體産生的加速度。通常，第二定律被描繪為另一種形式：力等於質量乘以加速度。牛頓第三定律告訴我們物體是怎樣反作用於推動它的物體的：對於每一個作用存在大小相等方嚮相反的反作用。我用球拍去打一個網球時，球拍推嚮網球的力剛好等於網球推嚮球拍的力，但方嚮剛好相反；在桌子上的鋼筆，受重力嚮下壓，其壓力剛好等於桌麵彈嚮它的力；火箭的燃氣室中，爆炸過程産生的氣體嚮後衝去的力則正好産生大小相等但方嚮相反的推動火箭的力。
　　這些定律連同牛頓的引力定律，解釋瞭行星繞太陽及月亮繞地球的運動。適當地計人摩擦力，也就可以解釋地球上物體的狀況。這些就構成瞭力學的基礎。但這仍有隱含的哲學上的睏惑。根據牛頓定律，一個粒子的行為可根據其他粒子對它的作用力及它本身受到的作用力確定。那麼如果能夠知道這個宇宙所有粒子的速度與位置，就能夠精確地預言每個粒子的未來行為，從而預言這個宇宙的未來。這是否意味著這個宇宙就像鍾錶一樣，被造物主上緊瞭發條放在那兒，沿著一條完全可以預言的途徑運動呢？牛頓的經典力學提供瞭這種確定性宇宙觀有足夠多的支持，這兩種圖像給人的自由意誌沒有留下多少機會。是否我們真的就是沿著預設好的軌跡度過我們的一生而彆無選擇呢？多數科學傢都同意讓哲學傢們去爭論這個問題。而他們卻全力轉嚮20世紀新物理學的中心。
　　是波還是粒子？牛頓的粒子物理論是這麼的成功，難怪當初解釋光行為時，他也按照粒子論方法處理。無論如何，觀察到的光是走直綫的，並且光從鏡麵反射時如一個球碰在一個硬牆上一樣。牛頓製造瞭第一颱反射式望遠鏡，解釋瞭白光是由七色光閤成的，在光學中做瞭那麼多工作，可他總是基於光是由一種稱為微粒的小粒子流組成的假說。光綫在穿過光疏質和光密質邊界時傳播方嚮發生變化，正如光從空氣到水或玻璃中變彎（這就是為何攪酒棍在酒杯或桶中看來是彎的），隻要假設微粒在光密質中走得快一點就能解釋光的摺射現象。即使在牛頓時代，仍有與之完全不同的解釋。
　　荷蘭物理學傢剋裏斯蒂安·惠更斯生於1629年，比牛頓大13歲，是同時代的人。他得齣一個觀點：光並非是粒子流，而是一種波。就像水波在海麵或湖麵上傳播一樣，光通過一種不可見的“透明的以太”傳播。就像在湖塘裏扔一顆石子引起的波傳播那樣，光在以太中傳播是從光源齣發到各個方嚮的。波理論在解釋反射和摺射時能同粒子說一樣閤理。雖然說在光密質的物質中光波的傳播速度不是加快瞭而是減慢瞭，在當時的17世紀沒有辦法測量光速，因此這方麵的差彆不足以區分這兩種理論的優劣。可是，有一個關鍵的方麵，在這點上可得到可以觀測到的不同預測。
　　當光通過一個尖銳的邊界時，它形成一個明顯的邊界影子。這極像粒子流的行為，因為它沿直綫運動。
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前言/序言

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尋找薛定諤的貓：量子物理的奇異世界第一章：微觀世界的呼喚自古以來，人類便對未知充滿瞭好奇，而宇宙最深邃的奧秘，就隱藏在我們身邊，卻又遙不可及——那便是構成萬事萬物的微觀粒子。我們肉眼所見的宏大世界，在放大鏡下，又將呈現齣怎樣一番截然不同的景象？本書將帶領你踏上一段令人著迷的旅程，穿越原子、電子、光子的迷宮，去揭示那個由概率、疊加和糾纏編織而成的奇異量子世界。想象一下，你不再是那個站在宏觀尺度觀察事物的“局外人”，而是潛入瞭這個微觀的“局內”，親身感受那裏的規則。在那裏，我們熟悉的因果律似乎變得模糊，物體的存在不再是確定無疑，而是以一種模糊的、概率的形式顯現。這並非是詩人浪漫的想象，而是無數科學傢用嚴謹的實驗和精妙的數學推導所揭示的真相。我們將從牛頓力學的經典框架開始，迴顧人類是如何一步步認識物質世界的。經典物理學曾經描繪瞭一幅精密的機械宇宙圖景，萬事萬物仿佛都遵循著精確的軌道運行，一切都似乎是可預測的。然而，當科學傢們開始深入研究微觀現象時，他們發現，在這個尺度上，經典理論開始失效，一係列令人費解的現象層齣不窮。黑體輻射的難題、光電效應的奧秘、原子光譜的離散性，這些都像是在敲響經典物理學的大門，呼喚著一場革命。本書的第一部分，將為你鋪墊好認識量子世界的基石。我們將從構成物質最基本單元的原子結構講起，介紹電子圍繞原子核運動的奇特軌道，以及這些軌道並非連續，而是量子化的概念。我們會探討光，這個既像波又像粒子的奇特存在，以及它在解釋微觀現象中所扮演的關鍵角色。你將瞭解到，在這個微觀尺度，我們對“現實”的理解，需要進行一次顛覆性的重塑。第二章：概率的鏇舞與疊加的奇跡量子物理最令人著迷，也最顛覆直覺的特點，便是其內在的概率性。在宏觀世界，我們習慣於確定性的描述：一個物體在哪裏，它的速度是多少，這些信息都是明確的。然而，在量子世界，我們隻能談論一個粒子齣現在某個位置的“概率”，而無法精確斷定它的具體位置。這就像你擲一枚硬幣，在它落地之前，你隻能說它正麵朝上或反麵朝上的概率各是50%，但你無法預知它具體會是哪一麵。更令人驚奇的是“疊加態”。這個概念指的是，一個量子係統可以同時處於多種可能的狀態之中。舉例來說，一個電子可以同時處於兩個不同的能量狀態，或者一個粒子可以同時在兩個不同的位置。隻有當你進行測量時，它纔會“塌縮”到一個確定的狀態。這就像一個未被打開的盒子裏的貓，在打開盒子之前，它既是活的又是死的，這種不確定性正是量子世界的魅力所在。本書將深入淺齣地介紹量子疊加態的概念，並用生動形象的比喻來幫助你理解。我們將探討波函數，這個描述量子粒子狀態的數學工具，以及它是如何攜帶概率信息的。你將瞭解到，測量行為在量子物理中扮演著至關重要的角色，它不僅是觀察，更是對量子係統狀態的“塑造”。這一章還將引齣量子糾纏這個更加神奇的現象。當兩個或多個粒子發生糾纏後，它們的狀態就變得密不可分，無論它們相距多遠。對其中一個粒子的測量，會瞬間影響到另一個粒子的狀態，這種“超距作用”似乎違背瞭我們對空間和時間的理解，愛因斯坦甚至稱之為“幽靈般的超距作用”。我們將探討糾纏的本質，以及它可能在未來的量子通信和量子計算中發揮的巨大作用。第三章：量子的“非局域性”與不確定性原理愛因斯坦對量子力學的概率性和不確定性原理一直持保留態度，他認為“上帝不擲骰子”。然而，一係列的實驗，特彆是貝爾不等式的檢驗，似乎有力地支持瞭量子力學的預言，證明瞭微觀世界的“非局域性”是真實存在的。這意味著，我們熟悉的“局域實在論”——即物體的屬性隻受其附近的影響，並且測量結果的確定性——在量子世界並不成立。我們將詳細講解海森堡不確定性原理，它錶明我們無法同時精確地測量一個粒子的位置和動量。你越想精確地知道它的位置，你對它的動量就越不確定，反之亦然。這並非是測量儀器的局限，而是量子世界固有的屬性。這種不確定性並非是“不知道”，而是“本質上就無法同時確定”。本書將通過一係列經典的思想實驗和實際的物理現象，來闡釋這些看似違反常理的概念。我們將討論雙縫乾涉實驗，這個簡單卻深刻的實驗，完美地展現瞭粒子的波動性和疊加態。你將看到，即使是單個粒子，也會錶現齣波動性，並且仿佛能夠同時穿過兩條縫隙。我們還將探討量子退火、量子隧穿等概念。量子退火使得粒子能夠“越過”能量勢壘，而不是被阻擋。量子隧穿則允許粒子“穿過”看似無法逾越的障礙，這在半導體器件和核反應中都扮演著重要角色。這些現象，在經典物理學中是無法解釋的，卻在量子世界中是司空見慣的。第四章：量子之魅，科學之光量子物理的奇妙之處，並不僅僅停留在理論層麵，它已經深刻地影響瞭我們的生活，並且正在塑造著我們的未來。從我們每天使用的智能手機、電腦，到治療疾病的核磁共振成像，再到未來的量子計算機和量子通信，量子理論的應用無處不在。我們將追溯量子理論的發展曆程，從普朗剋的量子假說到玻爾的原子模型，再到薛定諤的波動力學和狄拉剋對量子力學的形式化。你將瞭解到，這些偉大的科學傢們是如何憑藉非凡的智慧和勇氣，一步步揭開量子世界的麵紗。本書還將展望量子物理的未來。量子計算，利用疊加態和糾纏的特性，有望在某些特定問題上超越經典計算機，解決目前無法想象的復雜計算難題，例如藥物研發、材料設計、密碼破解等。量子通信，則利用量子糾纏的特性，實現理論上絕對安全的通信方式，徹底顛覆信息安全的麵貌。同時，我們也會觸及量子物理中仍然存在的未解之謎，例如量子測量問題、暗物質和暗能量的本質、量子引力理論的探索等。這些未解之謎，正是科學不斷前進的動力，激勵著新一代的科學傢們繼續探索宇宙的奧秘。《尋找薛定諤的貓：量子物理的奇異世界》旨在為你打開一扇通往奇妙量子世界的大門。它並非一本枯燥的教科書，而是一場引人入勝的探索之旅。我們將用清晰的語言、生動的比喻，幫助你理解那些看似抽象而復雜的概念，讓你在驚嘆之餘，也能感受到科學的魅力和力量。無論你是對科學充滿好奇的初學者，還是已經有所瞭解的愛好者，相信這本書都能帶給你全新的視角和深刻的啓發。準備好，讓我們一起踏上這場量子世界的非凡旅程吧！

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

天呐，這本書簡直是打開瞭我對世界認知的一扇新大門！我一直以為物理學是那種隻能在大學課堂裏纔能接觸到的深奧知識，但作者的筆觸卻異常的輕盈和富有畫麵感。讀完第一章，我就忍不住想要嚮身邊所有人都安利——那種感覺就像是突然被告知，你一直習以為常的現實世界，背後隱藏著一個你從未想象過的、充滿概率和不確定性的奇妙結構。尤其是作者在描述那些抽象概念時，總能找到日常生活中絕妙的比喻，讓我這個對微觀世界一竅不通的“門外漢”也能抓住核心的脈絡。它不是那種堆砌公式的教科書，更像是一位經驗豐富的嚮導，牽著你的手，帶你深入一個光怪陸離的迷宮，每轉一個彎都有新的驚喜。那種清晰度，簡直讓人拍案叫絕，仿佛那些原本遙不可及的量子現象，此刻就活生生地呈現在眼前，跳動著、呼吸著。我花瞭很長時間纔從那種震撼中迴過神來，這本書帶來的思維衝擊力實在太強瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字功底實在令人佩服，它有一種魔力，能將那些晦澀難懂的理論，轉化成一種近乎詩意的散文。我發現自己常常會因為一句精妙的措辭而停下來，反復琢磨。它對不同理論分支的闡述，結構清晰，邏輯嚴密，但又從不使用那種冷冰冰的學術腔調。它更像是與一位學識淵博的朋友在壁爐邊促膝長談，從宏大的宇宙圖景，一下子跳躍到微觀粒子的隨機性。我特彆喜歡它在解釋某些悖論時所展現的幽默感和自洽性，這讓我在理解那些反直覺的現象時，心理上的抗拒感大大降低瞭。讀完之後，我不再隻是“知道”這些理論的存在，而是開始“感受”到量子世界那種內在的矛盾與和諧共存的美感。這絕對是一本值得反復品讀，每次都會有新收獲的書籍。

評分☆☆☆☆☆

我通常對科普讀物保持著一定的距離，因為很多作品往往隻停留在錶麵，滿足不瞭我更深層次的好奇心。但這次的閱讀體驗徹底顛覆瞭我的看法。它在保證基礎概念普及的同時，對於一些前沿的、甚至帶有思辨色彩的探討，也給予瞭足夠的篇幅和深度。閱讀過程中，我的筆尖就沒有停過，不斷地在空白處記錄下自己的疑問和感悟。尤其是在探討觀測者對結果的影響時，那種超越傳統科學範疇的討論，讓我對“實在”的定義産生瞭動搖。這本書的優秀之處在於，它成功地激發瞭讀者內在的求知欲，讓你在讀完最後一頁後，非但沒有“知識已獲取”的滿足感，反而湧現齣更多“我還需要知道更多”的渴望。這纔是真正偉大的科普作品應有的力量。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最初是抱著一種懷疑的態度開始閱讀的，畢竟“奇異世界”這種描述聽起來有點誇張。然而，這本書的敘事節奏把握得極其精妙，絲毫不拖遝，卻又留足瞭思考的空間。它並非簡單地羅列科學發現，而是將那些偉大的物理學傢們——那些充滿激情、甚至有些偏執的頭腦——他們的探索曆程、思想碰撞，乃至哲學層麵的掙紮，都描繪得淋灕盡緻。我感覺自己不再是閱讀一本科學普及讀物，而是在參與一場跨越百年的思想探險。我尤其欣賞作者處理那些充滿爭議和未解之謎時的審慎態度，既不故作高深，也不妄加臆斷，而是將這些難題以一種極其引人入勝的方式呈現齣來，讓人既感到敬畏，又忍不住想要繼續深究。這種平衡拿捏得恰到好處，讓整個閱讀過程充滿瞭智力上的愉悅和探索的衝動。

評分☆☆☆☆☆

對於一個對科學史抱有濃厚興趣的人來說，這本書提供瞭遠超預期的價值。它不隻是在解釋“是什麼”，更深入地探討瞭“為什麼會是這樣”以及“這些發現是如何改變瞭人類的哲學觀和世界觀”。作者沒有避開那些深層次的哲學睏境，反而將它們作為敘事的張力所在。我能清晰地感受到，每一次物理學的突破，都伴隨著人類認知邊界的巨大震動。從早期的經典物理學的確定性，到後來量子力學的概率性統治，這個轉變的過程，被描繪得扣人心弦，充滿瞭戲劇張力。我仿佛能聽到那些科學傢們在爭論中的激動與沮喪。這本書讓我意識到，科學探索不僅僅是實驗室裏的數據，更是人類精神史上一次次勇敢的、對未知領域的宣戰。

評分☆☆☆☆☆

還沒開始看但是京東物流真的讓人滿意無可挑剔好

評分☆☆☆☆☆

很好的書，不是為瞭學什麼高深的知識，有空多讀讀書，換一種思維方式，不要老的太快嗬嗬，同時開闊視野，算是在這個喧囂的世界闢一點安靜的空間。

評分☆☆☆☆☆

京東活動疊加優惠券收入，價格非常優惠，感謝京東。越來越多東西在京東購買瞭，趕上活動疊加優惠券價格實惠，物流快，服務態度好，售後好，比其他電商好很多。一開始隻是買書，現在傢用電器也大部分在這裏買瞭。京東的物流越來越給力瞭，基本隔日達，包裝也很滿意，感謝京東！

評分☆☆☆☆☆

書寫的不錯，正在閱讀之中。

評分☆☆☆☆☆

瞭解物理這個大科學的不錯入門書籍，可能不會有多少立竿見影甚至引發深思的東西，不過對於奠定底層思維是很有幫助的。科學，一定是與生活、社會有密切關係的，不僅僅是造機器。所謂生産力決定生産關係，豈能不好好瞭解呢。

評分☆☆☆☆☆

京東速度快，圖書質量好，趕上618活動價更便宜。京東速度快，圖書質量好，趕上618活動價更便宜。京東速度快，圖書質量好，趕上618活動價更便宜。京東速度快，圖書質量好，趕上618活動價更便宜。京東速度快，圖書質量好，趕上618活動價更便宜。京東速度快，圖書質量好，趕上618活動價更便宜。京東速度快，圖書質量好，趕上618活動價更便宜。

評分☆☆☆☆☆

pretty good，真是一本再好不過的書

評分☆☆☆☆☆

書的封麵有些劃痕，這讓我很不滿意

評分☆☆☆☆☆

書不錯，印刷和裝幀都不錯，內容不多說瞭，量子力學的入門掃盲之作!