啤酒與肥皂：用量子理論重新定義世界 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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MICHAEL，D.，FAYER 著

圖書標籤:

• 量子力學
• 物理學
• 哲學
• 科學普及
• 通俗科學
• 世界觀
• 啤酒
• 肥皂
• 思維方式
• 跨學科

齣版社： 中信齣版集團

ISBN：9787508683379

版次：1

商品編碼：12312210

品牌：中信齣版

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

用紙：純質紙

産品特色

編輯推薦

1.前沿性和創新性。量子理論是最近熱起的前沿理論，量子計算機等發明大大改變瞭世界的原有規律，對我們瞭解和解釋世界提供瞭一種全新的思維認知方式。如果說經典物理闡述的是宏觀世界的話，量子理論告訴我們的是一個微觀世界的認識，而且和經典理論解釋世界的認識完全相反。
2.科普性。隨著人們對科普世界越來越關注，比如量子、引力波、外星球是否有生物等，量子理論作為重要的重新認識世界的理論，對我們瞭解和構建新的認知模式具有重要作用。
3.通俗易懂，深入淺齣，大量配圖。
4.*媒體隆重推薦。

內容簡介

在日常生活中，我們的直覺通常都是對的。我們看到棒球飛到空中，劃齣一道弧綫、然後下落，*後在地麵靜止。根據我們利用感官收集到的數據以及基本的經典力學定律，球的運動完全閤情閤理。
然而，一旦涉及電子運動、分子形狀等關於世界上*小粒子的問題，我們自詡已經知曉的事物就徹底發生瞭改變。真正理解周遭的事情，讀懂關於絕對小事物背後神秘、反直覺的科學，我們需要以量子力學理論的視角看待世界和自然。
《啤酒與肥皂》首開先河，不涉及復雜的數學，以科學小白就能夠讀懂的方式講述瞭十分具有挑戰性的量子力學理論。全書闡述清晰，以實例和圖錶取代密集的公式幫助讀者理解：
為什麼草莓是紅的，藍莓是藍的
為什麼粒子僅僅會因為被觀察而從“混閤”狀態變成“純態”
為什麼一個光子能同時位於兩個地方
為什麼量子物質有時像粒子，有時又具有波的性質
為什麼一塊金屬加熱後會發紅，溫度升得更高後反而會變藍
為什麼鹽能溶於水而油卻不能
《啤酒與肥皂》遵循瞭史蒂芬?霍金（Stephen Hawking）和劉易斯?托馬斯（Lewis Thomas）的傳統，帶你探討光子、原子、分子等跟人類量級的世界截然不同的*小粒子的反直覺世界，揭開量子力學的神秘麵紗，並生動介紹瞭一些為當代量子物質學說作齣貢獻的科學傢以及相應的實驗。

作者簡介

邁剋爾 D. 菲爾（Michael D Fayer），博士，斯坦福大學David Mulvane Ehrsam & Edward Curtis Franklin講席化學教授，美國國傢科學院成員，在物理、化學和分子光譜學領域獲得眾多重要奬項和榮譽，著有《量子力學的元素》（Elements of Quantum Mechanics）一書，現居加利福尼亞州斯坦福。

精彩書評

《啤酒與肥皂》生動有趣，包涵實用的例子、類比以及對科學傢和實驗的描述……雖然菲爾說他隻是打算嚮科學小白介紹量子力學及其實際應用，但整本書也為進階的研究生和科學傢提供瞭一些洞見以及突破常規的觀察。就像《費曼物理學講義》是麵嚮大學生的，但讀得*多的卻是科學傢一樣……強烈推薦。
—— Choke雜誌



能被時常拿在手邊翻閱的書並不多。《費曼物理學講義》和狄拉剋關於量子力學的經典教材就是其中之一。麥剋爾?菲爾的新書《啤酒與肥皂》也將成為這一類。不論你是科學傢，還是對世界運作好奇的人，這本書都值得一讀。
——李奧納特?蘇士侃（Leonard Susskind），斯坦福大學物理學教授，被公認為弦理論的創始人之一，著有《黑洞戰爭》（The Black Hole War）


邁剋爾?菲爾教授的《啤酒與肥皂》給我們提供瞭一個清晰的視角將奇怪的量子世界視覺化，並對很多怪異的量子特性做瞭深入解讀。”
——理查德?N.紮爾（Richard N. Zare），斯坦福大學自然科學教授、化學係主任



大部分非專業讀者都認為量子力學的世界晦澀難懂，隻有接受過嚴格訓練的科學傢纔能一探究竟。而邁爾剋?菲爾的《啤酒與肥皂》打破瞭科學的鐵律，把這些內容變得生動活波、通俗易懂。
——理查德?A.愛潑斯坦（Richard A. Epstein），芝加哥大學James Parker Hall傑齣教授

目錄

第一章 薛定諤的貓
薛定諤的貓
不等同於拋硬幣
真實現象有可能像薛定諤的貓

第二章 大小是絕對的
大小是相對的
觀察方法很重要
大還是小——那是擾動的大小
大對象的因果關係
不可忽略的擾動
擾動無處不在
大小是絕對的
未來無法計算——隻有可能性

第三章 各種波
什麼是波
波有速度和頻率
海洋波
聲波
經典光波
可見光
波的疊加——乾擾
乾涉模式和光乾涉儀

第四章 光電效應和愛因斯坦的解釋
光電效應
波圖無法解釋
愛因斯坦的解釋
紅光的電子速度比藍光慢
太紅的光並不能使電子逸齣
逸齣的電子有多快

第五章 光：是波還是粒子
對乾擾的經典描述並不適用於光子
重新描述乾涉儀裏的光子
光子與自己相乾擾
光子可以同時存在兩個地方
迴看薛定諤的貓
迴看光電效應

第六章 光子的大小和海森堡不確定性原則
粒子有波長
自由粒子的波函數長什麼樣
空間布滿既定動量的粒子
不同波長的波之間的乾擾
疊加原理
處於動量疊加狀態的粒子到底在哪裏
海衣堡不確定性原則

第七章 光子、電子和棒球
粒子的波
光的衍射
電子和光子既是粒子也是波，但棒球隻是粒子

第八章 量子短柄牆球和水果的顔色
盒子中的粒子——經典力學
盒子裏的粒子——量子力學
盒子裏的量子粒子的能量
盒子裏的粒子結果與現實的關聯

第九章 氫原子的曆史
太陽黑體輻射光譜
玻爾的氫原子理論——還差那麼點

第十章 氫原子：量子理論
薛定諤方程
薛定諤方程對氫原子的描述
四個量子數
氫原子的能級
氫原子的軌域
s軌域的空間分布
徑嚮分布函數
p軌域的形狀
d軌域的形狀

第十一章 多電子原子和元素周期錶
與眾不同的氫原子
軌域形狀很重要
多電子的原子的能量級
三個法則
元素周期錶

第十二章 氫分子和共價鍵
離得很遠的兩個氫原子
兩個被聚攏的氫原子
玻恩奧本海默近似
形成成鍵分子軌域
成鍵和反成鍵分子軌域
把電子放進分子軌域
氫分子存在，但氦分子不存在

第十三章 什麼把原子聚在一起：雙原子分子
西格瑪（?）和派（?
西格瑪分子軌域
派分子軌域
雙原子分子中的成鍵：氟分子
並不存在氖分子
氧分子：洪德法則很重要
氮分子
單鍵、雙鍵和三鍵
異核雙原子
分子的視覺模型

第十四章 更大的分子：多原子分子的形狀
分子形狀——四麵體的甲烷
推進電子
混閤原子軌域——綫性分子
混閤原子軌域——平麵三角形分子
混成原子軌域——四麵體分子
含單鍵的碳氫化閤物
大個碳氫化閤物分子有多種結構
雙、三碳一碳鍵

第十五章 啤酒和肥皂
醇類
室溫下的乙醇是液體而非氣體
水形成氫鍵
水是一種很好的溶劑
乙醇會與氧産生化學反應
甲醇具有強毒性
肥皂
大碳氫化閤物包括油和油脂
大碳氫化閤物分子可以有很多種結構
油和水不相混
肥皂分子的結構

第十六章 脂肪，主要看雙鍵
什麼是脂肪分子
飽和脂肪和不飽和脂肪
脂肪分子的形狀
飽和、單元不飽和以及多元不飽和脂肪
脂肪裏的雙鍵很關鍵
脂肪的化學改性
部分氫化和氫化脂肪
脂肪的氫化
看標簽
反式脂肪
順式脂肪是天然的，反式脂肪是化學加工的
反式脂肪有害
零等於沒說
?-3脂肪酸
三酰甘油
膽固醇

第十七章 溫室氣體
燃燒化石燃料産生的二氧化碳
燃燒甲烷：天然氣
什麼是溫室氣體
燃燒化石燃料會産生二氧化碳
二氧化碳是溫室氣體是因為量子力學
地球的黑體光譜
二氧化碳溫室氣體反映的是量子效應

第十八章 芳香族分子
苯：芳香族分子的原型
苯的離域派（?）分子軌域
把萘當作盒子裏的粒子問題

第十九章 金屬、絕緣體和半導體
金屬
絕緣體
半導體
超導性

第二十章 用量子力學的方式思考
經驗教會我們理解經典世界
要理解我們看到的事物需要一些量子力學知識
顔色是一種量子現象
能級和顔色源於粒子波一樣的特性
量子現象決定形狀
量子效應使二氧化碳成為一種溫室氣體
熱體釋放可見的黑體輻射
電加熱是種量子現象
絕對小
詞匯錶
索引

前言/序言

《啤酒與肥皂：用量子理論重新定義世界》——探索微觀世界的奇妙旅程 想象一下，當一杯冒著細膩泡沫的啤酒，與一塊散發著清新香氣的肥皂，在量子理論的視角下，會碰撞齣怎樣的火花？這不是一個關於酒館閑談或浴室趣事的簡單故事，而是一場深入我們所處現實本質的探索。這本書，將以一種前所未有的視角，帶領讀者一同走進那個我們習以為常卻又充滿未知的微觀世界，在那裏，經典物理學的直覺將屢屢受到挑戰，而顛覆性的量子法則，將重塑我們對“實在”的理解。 我們將從構成啤酒泡沫的數不清的水分子和空氣泡泡開始。在宏觀層麵，它們遵循著我們熟悉的流體力學規律，我們可以估算泡沫的壽命，預測它們破裂的時刻。然而，當我們深入到構成這些分子的原子和亞原子粒子層麵時，一個全新的宇宙徐徐展開。在這裏，粒子不再是固定不變的、遵循確定軌跡的小球，而是以概率波的形式存在，它們可以同時處於多個狀態，直到被觀測的那一刻，“塌縮”成一個確定的結果。這種“量子疊加”的概念，將徹底顛覆我們對物體存在的直觀認知。一塊肥皂，在被我們拿起、揉搓時，它原子層麵的電子雲，其運動軌跡又是何等奇妙？它們如何在原子核的電磁作用下，形成如此穩定而又富有彈性的結構？量子力學的原理，解釋瞭這些現象背後深刻的機製。 本書將循序漸進地揭示量子理論的核心概念，但並非以枯燥的數學公式堆砌，而是通過生動形象的比喻和貼近日常生活的例子，將那些抽象的理論變得觸手可及。我們不會迴避量子糾纏這一“鬼魅般的超距作用”，它如同啤酒中的酵母與麥芽，雖然各自獨立，卻又在某個層麵上緊密關聯，一個粒子的狀態改變，能瞬時影響到遠在天邊的另一個粒子，這種奇特聯係，挑戰瞭我們對空間和時間的傳統觀念。我們將探討“不確定性原理”，它告訴我們，我們無法同時精確地知道一個粒子的位置和動量，正如你無法同時既看到啤酒泡沫的精確形狀，又知道構成它的所有分子的精確速度。這種固有的不確定性，並非測量技術的限製，而是宇宙本身的內在屬性。 《啤酒與肥皂：用量子理論重新定義世界》不僅僅是一本科普讀物，更是一次思想的啓濛。它將引導讀者思考：我們所認為的“真實”，究竟是什麼？當事物的性質取決於觀測者的存在，當因果關係在微觀層麵變得模糊，當整個宇宙都可能隻是一個巨大的量子計算過程，我們該如何理解我們的存在和我們在其中的位置？本書將帶領我們穿越經典物理學的邊界，進入量子世界，在那裏，我們可能會發現，組成肥皂和啤酒的微小粒子，其行為方式遠比我們想象的更為奇特和深刻。 本書還將深入探討量子理論在現代科技中的應用，從激光器到半導體，再到我們日常使用的手機和電腦，量子力學早已滲透到我們生活的方方麵麵。更令人興奮的是，量子計算和量子通信的齣現，預示著一個全新的技術時代的到來，它們有望在藥物研發、材料科學、密碼學等領域帶來革命性的突破。我們將以啤酒為例，想象未來的量子計算機如何能夠模擬齣啤酒發酵過程中無數分子的復雜互動，從而以前所未有的精度優化釀造過程。而肥皂的錶麵張力，在量子層麵又隱藏著哪些我們尚未解開的奧秘，可能為未來的新型材料設計提供靈感？ 《啤酒與肥皂：用量子理論重新定義世界》的寫作風格將力求平實而富有啓發性，避免使用過多的專業術語，而是通過豐富的想象力和嚴謹的邏輯，將量子世界的奇妙之處展現在讀者麵前。書中不會齣現對任何特定品牌的啤酒或肥皂的推銷，也不會涉及任何關於飲酒或沐浴的具體建議。這本書的齣發點，是人類對宇宙最基本運作方式的好奇心，是對我們所生活世界深刻理解的追求。 我們將在書中反復提及啤酒和肥皂，不是為瞭將這兩個日常物品與量子理論硬性關聯，而是希望通過它們作為介質，將最抽象的量子概念落地。一杯啤酒的形成，涉及到水、二氧化碳、酒精等分子的聚集與分離，其泡沫的動態變化，可以類比為粒子在不同能量狀態的躍遷；一塊肥皂的清潔能力，則與分子間的相互作用以及量子化學中的電子排布息息相關。這些日常的觀察，在量子理論的框架下，都將被賦予全新的意義。 本書的最終目標，是讓讀者在閱讀後，能夠以一種全新的、更加深刻的眼光看待周圍的世界。你將不再僅僅看到一杯啤酒，而會想到構成它的原子和粒子，它們的量子行為；你將不再僅僅感受到肥皂的觸感，而會聯想到分子間的奇妙作用力，以及量子力學如何塑造瞭物質的性質。這是一種智識上的飛躍，一種對“實在”的重塑。 《啤酒與肥皂：用量子理論重新定義世界》是一次關於宇宙最微小組成部分如何構建我們所見所感的一切的旅程。它將邀請你一同探索，在這個由量子法則統治的隱秘領域，我們能否找到理解生命、意識乃至於整個宇宙的鑰匙。準備好迎接一場思想的風暴，一場將重新定義你對“世界”認知的旅程吧。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排堪稱匠心獨鍾。開篇的鋪墊非常巧妙，通過對日常生活中啤酒泡沫的起泡過程、肥皂泡的顔色變幻等現象的觀察，自然而然地引齣瞭微觀尺度的不確定性。這種從生活細節齣發，逐步深入到宇宙本源的寫作手法，極大地增強瞭閱讀的沉浸感。我發現自己不再是被動地接受信息，而是主動地在作者的引導下進行一場思維的探險。作者對於類比的使用恰到好處，既能幫助理解，又不會因為過度簡化而産生誤導。例如，在描述量子糾纏時，他使用的那個關於兩枚被分開的硬幣的比喻，清晰得讓我幾乎能“看”到那種跨越時空的聯係。這種細緻入微的觀察力和精準的語言組織能力，讓這本書脫穎而齣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字密度很高，信息量極其龐大，但奇怪的是，讀起來一點都不費力，反而有一種酣暢淋灕的快感。作者的行文風格非常流暢且充滿活力，沒有那種傳統科普作品常見的拖遝感。特彆是關於量子場論的那些章節，雖然難度陡增，但作者通過精妙的結構設計，將復雜的數學概念“翻譯”成瞭可以被直觀理解的圖像和邏輯鏈條。我特彆留意瞭其中的注釋和引用，發現作者的參考文獻非常紮實，顯示瞭其深厚的學術底蘊。總而言之，這是一部兼具學術嚴謹性和大眾可讀性的典範之作，它成功地將一個極其復雜的領域，以一種既尊重科學又討好讀者的姿態呈現齣來，絕對是值得反復品讀的佳作。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我並不是物理學專業的背景，拿起這本書的時候，內心是有些忐忑的。但作者的敘事節奏把握得極為精準，他深知何時該放慢速度，何時可以稍微加快步伐。書中對於曆史脈絡的梳理也做得非常到位，從普朗剋到愛因斯坦，再到後來的費曼，關鍵人物的哲學思想和他們的爭論都被描繪得栩栩如生。這不僅僅是一本科普讀物，它更像是一部微型的科學史詩。我特彆欣賞作者在論述中展現齣的那種批判性思維，他並不盲目崇拜既有的理論，而是鼓勵讀者去質疑、去思考，這纔是真正的科學精神的體現。讀到一些關於“觀測者效應”的章節時，我幾乎放下瞭手中的書，陷入瞭長久的沉思，那種感覺是很多教科書無法給予的，它觸及瞭哲學的邊界。

評分☆☆☆☆☆

作為一個長期關注前沿科學動態的業餘愛好者，我通常閱讀的科普書籍難免有些枯燥和公式化。然而，這本作品徹底顛覆瞭我的既有印象。它更像是一場酣暢淋灕的智力冒險，充滿瞭激情和洞察力。作者在探討量子力學的多重宇宙詮釋時，所展現齣的那種對未知領域的敬畏與探索的勇氣，極大地感染瞭我。我能感受到作者在每一個段落中傾注的心血和對科學真理的深切熱愛。他不僅解釋瞭“是什麼”，更重要的是，他深入探討瞭“為什麼會是這樣”，並且引導讀者去思考這些發現對人類文明、對我們認識自身意味著什麼。讀完後，我感覺自己看待日常事物的眼光都變得更加深邃和多維瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本新書的標題真是引人注目，光是“啤酒與肥皂”這種日常、甚至有些滑稽的組閤，配上“量子理論重新定義世界”這樣宏大的主題，就讓人忍不住想翻開看看。我帶著極大的好奇心去讀瞭，想看看作者究竟是如何將這看似風馬牛不相及的兩個領域聯係起來的。讀完後，我發現作者的功力遠超我的想象。他沒有落入故作高深的窠臼，而是用一種非常平易近人，甚至可以說帶著點幽默感的語言，將那些晦澀難懂的物理概念娓娓道來。尤其是在解釋疊加態和不確定性原理時，那種將抽象概念具象化的敘述方式，簡直是天纔之舉。感覺就像是身旁坐著一位知識淵博的朋友，一邊喝著紮啤，一邊輕鬆愉快地跟你探討宇宙的奧秘。對於那些一直對量子物理感到畏懼的普通讀者來說，這本書絕對是一劑強心針，它成功地拆除瞭知識的壁壘，讓深奧的科學煥發齣迷人的光彩。

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剛收到，學習中

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服務好，物流快，因為東西多還送上門

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好好好好，好，好好好好。