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出版社： 上海科学技术文献出版社

ISBN：9787543969988

商品编码：29215256527

包装：平装

出版时间：2016-07-01

基本信息

书名：合众科学译丛:纠缠态-物理世界谜

定价：28.00元

作者：［美］阿米尔艾克塞尔

出版社：上海科学技术文献出版社

出版日期：2016-07-01

ISBN：9787543969988

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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纠缠态，物理世界**萌！
基本是按时间顺序，让一个个关键人物依次登场，环环相扣，步步为营，而且都是先讲生平轶事，再聊他们的理论，所以再科盲的读者也能看懂每章前半部分。对整个纠缠态的发展史写的挺清楚，对各种经典实验的解释非常简洁到位，而介绍相关物理学家的传记也很有意思。

内容提要

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本书描绘了量子纠缠这个现象发现的始末与其应用前景，生动地讲述了围绕这个现象一直在探索的科学家们的故事，他们穷毕生之力来证明这种量子论所预言的、由爱因斯坦引起科学界广泛关注的诡异效应确实是自然界所固有的现象。

目录

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作者介绍

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阿米尔艾克塞尔：国际数学家、科学史研究专家。出生于以色列海法．加州大学伯克利分校获得数学学士和物理学硕士，之后又在俄勒冈大学获得统计学博士学位。阿克塞尔已经出版了十多部数学、物理学方面的科普书，其中有些已成为科普著作中的经典畅销书，被译成了多国文字，如《费马大定理——解开一个古老数学问题的秘密》、《费马大定理》、《几率1》、《商用统计学》等书。

文摘

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序言

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《物质世界的幽灵：量子纠缠的奇妙旅程》 在一个崇尚精确测量和可预测性的经典物理学时代，一个名为“纠缠”的现象如同一道幽灵，悄然潜入了科学家的视野，挑战着他们对现实世界的根本认知。它不是一种物质，也不是一种能量，而是一种奇特的存在方式，一种将遥远粒子紧密联系在一起的神秘纽带。当两个粒子发生纠缠，它们便不再是独立的个体，而是构成了一个不可分割的整体。无论它们相距多远，一个粒子的状态改变，会瞬间影响到另一个粒子，这种“幽灵般的超距作用”，就连伟大的爱因斯坦也曾对此感到困惑与不安。 本书将带你踏上一场史诗般的科学探索之旅，追溯量子纠缠从概念的萌芽到如今成为量子技术核心的曲折历程。我们将穿越时空的隧道，回溯那些伟大的物理学家们如何一步步揭开纠缠的神秘面纱。从爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在1935年提出的EPR佯谬，到贝尔不等式的问世，再到一系列精妙绝伦的实验验证，我们将深入了解科学家们如何用严谨的逻辑和巧妙的实验设计，逐渐驱散纠缠的迷雾。 第一章：迷雾初现——EPR佯谬与爱因斯坦的质疑 时间回到20世纪初，量子力学如同一个叛逆的孩童，以其颠覆性的理论挑战着经典物理学的权威。然而，即使是量子力学的奠基者们，也并非对所有新奇的结论都全盘接受。1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）发表了一篇里程碑式的论文，旨在指出量子力学的“不完备性”。他们提出了一个思想实验，假设存在两个处于纠缠态的粒子。根据量子力学，如果我们测量其中一个粒子的某个属性（例如自旋），就会立即知道另一个粒子的相应属性，无论它们相距多远。爱因斯坦等人认为，这种“瞬时”的联系是不可能存在的，这违背了信息传递不能超光速的基本原则。他们推断，量子力学可能遗漏了某些“隐变量”，这些隐变量在粒子产生时就已经决定了它们最终的属性，从而避免了超光速的关联。EPR佯谬的提出，将量子力学中的非定域性问题推向了风口浪尖，激发了长达数十年的激烈争论。 第二章：贝尔的挑战——超越经典直觉的检验 EPR佯谬提出的问题，在很长一段时间里仅仅停留在理论层面。科学家们对量子力学是否“完备”争论不休，但缺乏一种切实可行的方法来判定究竟谁对谁错。直到1964年，物理学家约翰·斯图尔特·贝尔（John Stewart Bell）提出了一个革命性的想法。他基于量子力学的预测，推导出了一个名为“贝尔不等式”的数学公式。贝尔不等式提供了一种实验性的方法，来区分量子力学所描述的纠缠态与可能存在的“隐变量”理论。简单来说，如果纠缠粒子之间的关联性满足贝尔不等式，那么经典物理学中的定域实在论仍然成立；反之，如果实验结果违反了贝尔不等式，那么就意味着存在某种非定域的联系，量子力学所描述的纠缠态才是正确的。贝尔不等式的出现，为解决EPR佯谬提供了“试金石”，将抽象的哲学争论带入了可观测的实验领域。 第三章：拨云见日——实验的胜利与量子纠缠的确认 贝尔不等式的出现，激起了物理学界巨大的热情。全球的科学家们纷纷设计和进行各种巧妙的实验，试图验证贝尔不等式。从早期阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）等人的实验，到后来更加精密的实验，每一次结果都指向同一个结论：贝尔不等式被一次次地违反。这些实验证明，量子世界确实存在着我们经典直觉难以理解的非定域性关联。无论粒子相距多远，它们的状态似乎能够瞬间“沟通”。这种“幽灵般的超距作用”，并非信息传递，而是量子世界内在的一种联系。实验的胜利，不仅确立了量子纠缠的真实存在，也为量子力学在描述微观世界上的正确性提供了坚实的证据。它迫使我们重新审视“实在”、“局域性”和“因果性”等 fundamental 的概念，打开了通往全新物理学图景的大门。 第四章：量子纠缠的“秘密武器”——非定域性与不可克隆性 一旦量子纠缠的真实性得到确认，科学家们开始深入挖掘其蕴含的潜力。量子纠缠并非仅仅是物理学上的奇观，它更是量子信息科学中不可或缺的“秘密武器”。纠缠态赋予了量子系统独特的性质，其中最为关键的便是“非定域性”和“不可克隆性”。 非定域性（Non-locality）： 正如EPR佯谬所揭示的，纠缠粒子之间存在着瞬时的关联。这种非定域性并非指超光速的信息传递，而是指一种超越空间距离的内在联系。在量子通信中，这种非定域性可以被用来实现安全的密钥分发。例如，在量子密钥分发（QKD）协议中，发送方和接收方可以利用纠缠粒子来生成一个只有他们两人知道的加密密钥。任何试图窃听的行为都会干扰纠缠态，从而被轻易察觉，确保了通信的绝对安全。 不可克隆性（No-cloning theorem）： 这是量子力学的另一条基本原理，它指出，我们无法完美地复制一个未知的量子态。对于量子信息来说，这意味着一旦一个量子信息被读取，它就可能发生改变，无法被精确地复制。这与经典信息可以无限复制的特性截然不同。不可克隆性对于量子计算和量子通信至关重要。它保证了量子算法在执行过程中不会因为复制而泄露信息，同时也为量子密码学提供了坚实的基础。 第五章：纠缠的“应用之花”——量子通信、计算与传感 量子纠缠的奇特性质，正在催生一系列颠覆性的量子技术，为我们描绘出未来科技的壮丽蓝图。 量子通信： 如前所述，利用纠缠态进行量子密钥分发，是目前最成熟和应用前景最广阔的量子通信技术。它能够实现真正意义上的“一次一密”加密，彻底杜绝信息泄露的风险。未来，基于纠缠的量子隐形传态技术，有望实现量子信息的远距离、无损传输，为构建全球量子互联网奠定基础。 量子计算： 量子计算机利用量子比特（qubit）作为基本信息单元，而量子比特之间可以通过纠缠来实现叠加和并行计算。相比于经典计算机，量子计算机在处理某些特定问题（如大数分解、药物分子模拟、材料设计等）时，具有指数级的计算优势。量子纠缠是实现量子并行计算能力的关键，它使得量子计算机能够同时探索海量的可能性，从而解决经典计算机束手无策的难题。 量子传感： 利用纠缠态的超高灵敏度，可以开发出比现有技术更为先进的量子传感器。例如，利用纠缠光子可以实现更高精度的测量，用于探测微弱的磁场、引力波，甚至用于医学成像。纠缠态的特性还可以被用来提高传感器的分辨率和降低测量误差，从而在科学研究、医疗诊断和工业生产等领域带来革命性的进步。 第六章：未竟的旅程——纠缠的未来展望 尽管量子纠缠的研究已经取得了辉煌的成就，但它的探索之旅远未结束。科学家们仍在不断深入研究纠缠的本质，挖掘其更深层次的奥秘。 多体纠缠： 当前的研究已经开始关注由多个粒子组成的复杂纠缠态。理解和操纵多体纠缠，对于实现更强大的量子计算和更复杂的量子模拟至关重要。 纠缠的动力学与演化： 纠缠态并非一成不变，它们会随着时间而演化。研究纠缠的动力学过程，对于理解量子系统的退相干和设计更鲁棒的量子系统具有重要意义。 纠缠与其他物理理论的融合： 科学家们正在积极探索纠缠与广义相对论、黑洞信息佯谬等前沿物理理论之间的联系，期望能从中获得更深刻的物理洞见。 工程挑战与大规模应用： 将量子纠缠技术从实验室推向大规模应用，仍然面临着巨大的工程挑战，包括如何稳定地产生、操纵和存储大量的纠缠态，以及如何克服环境噪声的干扰。 《物质世界的幽灵：量子纠缠的奇妙旅程》并非一本枯燥的学术著作，它更像是一部引人入胜的科幻故事，讲述了人类如何凭借智慧和勇气，去探索和理解那些曾经被认为是“幽灵”般存在的量子现象。通过本书，你将不再仅仅是旁观者，而是将成为这场伟大科学革命的一部分，亲眼见证量子纠缠如何从一个令人费解的谜团，转变为驱动未来科技发展的核心动力。这是一场关于我们所处世界最深层奥秘的探险，一次关于人类智慧极限的挑战，一次关于未来无限可能的启示。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《纠缠态：物理世界之谜》这本书，彻底改变了我对物理世界的认知！我一直以为，物理学是严谨的、冷冰冰的，是关于公式和定律的堆砌。但这本书，让我看到了物理学背后那颗跳动着的好奇心和探索精神。作者以一种极其生动有趣的方式，将量子纠缠这个复杂的概念，剖析得淋漓尽致。他并没有回避那些晦涩的理论，而是用大量形象的比喻和贴近生活的例子，将它们变得易于理解。我尤其喜欢书中对“贝尔实验”的详细描述，它不仅是一场科学实验，更是一场哲学思辨，它让我们看到了科学的严谨性和逻辑的强大力量。读完这本书，我不仅对量子纠缠有了更深刻的认识，也对整个量子力学的基本原理有了更清晰的理解。它让我开始重新审视我们所处的这个世界，思考那些我们习以为常的现象背后，是否隐藏着更深层次的奥秘。这是一本能够点燃你对科学热情，让你忍不住想要深入探索的优秀读物。

评分☆☆☆☆☆

这本《纠缠态：物理世界之谜》真是让我大开眼界！作为一名物理爱好者，我一直对量子世界的奇妙现象充满了好奇，而这本书，无疑是我近期读过的最精彩的一本。它不仅仅是简单地罗列概念，而是以一种抽丝剥茧的方式，将那些看似玄奥的纠缠态，用一种我能够理解的语言和生动的比喻，娓娓道来。从爱因斯坦那著名的“幽灵般的超距作用”的困惑，到贝尔不等式的验证，再到如今量子计算和量子通信的蓬勃发展，作者都进行了一个非常清晰的历史梳理。我尤其喜欢书中对量子纠缠的类比，比如那对“心有灵犀”的骰子，或者说是“瞬间同步”的硬币，这些形象的描绘，极大地帮助我理解了纠缠态这一超越经典直觉的量子现象。读这本书，就像是在进行一次思想的探险，每一次翻页，都可能发现一个全新的视角，对我们习以为常的现实世界产生颠覆性的认知。它不仅仅是关于物理学的书，更是关于我们如何理解宇宙本质的书。对于那些对量子力学感到畏惧，但又渴望一窥究竟的读者来说，这本书绝对是一个绝佳的起点，它让你在享受知识的同时，也收获一份来自宇宙深处的惊奇。作者的叙述方式非常引人入胜，仿佛他本人就在你身边，耐心地为你讲解这些深奥的物理概念，让你在轻松愉快的氛围中，不知不觉地就掌握了核心要义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字如同涓涓细流，却能汇聚成一片知识的海洋。《纠缠态：物理世界之谜》以一种令人惊喜的方式，将量子纠缠这一复杂的物理现象，描绘得既科学严谨，又充满人文关怀。作者在叙述过程中，巧妙地将历史、哲学、数学和实验物理融为一体，构建了一个引人入胜的知识体系。我特别欣赏书中对量子纠缠“非局域性”的阐释，它挑战了我们根深蒂固的时空观念。作者通过一系列生动的类比和深入浅出的讲解，让这些抽象的概念变得触手可及。读到书中关于量子纠缠在量子计算和量子通信中的应用时，我更是感受到了科学的强大力量以及人类智慧的无限可能。这本书不仅仅是关于物理学，更是关于我们如何理解宇宙、探索未知，以及如何塑造我们未来的。它是一本能够让你在阅读中不断获得启发和思考的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式简直是妙不可言！《纠缠态：物理世界之谜》以一种非常流畅且引人入胜的方式，带领读者进入了量子纠缠的奇妙世界。作者并没有直接抛出复杂的理论，而是通过巧妙的引入，循序渐进地展开。我喜欢书中对量子纠缠历史发展的梳理，从爱因斯坦的质疑到后来的实验验证，整个过程充满了戏剧性。作者在解释那些抽象的概念时，善于运用类比和故事，让原本枯燥的物理原理变得生动有趣。例如，他将纠缠态比作一对“心灵相通”的骰子，这极大地帮助我理解了纠缠态的特性。更让我惊叹的是，这本书不仅仅停留在理论层面，它还深入探讨了量子纠缠在现实世界中的应用，比如量子计算和量子通信。这让我意识到，那些看似遥不可及的量子现象，正在以前所未有的方式改变着我们的生活。读完这本书，我对宇宙的理解又进了一层，它让我看到了科学的严谨与浪漫并存。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《纠缠态：物理世界之谜》这本书，完全超出了我最初的期待！我原本以为这可能是一本比较枯燥的技术性著作，充斥着晦涩难懂的公式和专业术语，但事实恰恰相反。作者以一种充满激情和智慧的方式，将量子纠缠这一极具挑战性的主题，描绘得既科学严谨，又引人入胜。他巧妙地将历史、哲学、数学和实验物理融为一体，构建了一个宏大的叙事框架。我特别欣赏书中对量子纠缠“非局域性”的探讨，作者通过层层递进的论证，揭示了纠缠态是如何打破我们对于空间和时间的直观理解的。每一次阅读，都感觉像是在与物理学历史上最伟大的头脑进行一场跨越时空的对话。书中的一些观点，甚至让我开始思考关于“实在性”和“意识”等更深层次的哲学问题。我曾一度认为，量子世界是如此抽象，难以触及，但通过这本书，我发现，原来这些看似遥不可及的现象，与我们对宇宙的理解息息相关，甚至可能预示着人类文明的未来走向。这是一本充满智慧的启迪之作，它不仅仅教授知识，更激发思考，是一次真正的思想盛宴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人惊叹！《纠缠态：物理世界之谜》并非一本浅尝辄止的科普读物，它深入探讨了量子纠缠的方方面面，从其理论根基到实际应用，再到对哲学思考的启示。作者在阐述复杂概念时，展现了极高的专业素养和卓越的沟通能力。他并没有回避那些艰深的数学推导和理论模型，而是巧妙地将其转化为易于理解的逻辑链条，并通过丰富的案例和历史故事来佐证。我印象深刻的是关于“量子隐形传态”的章节，作者详细解释了它是如何利用纠缠态来实现信息传递的，这在科幻小说中常常出现的场景，原来竟然是真实存在的科学原理。更重要的是，这本书不仅仅停留在理论层面，它还展望了量子纠缠在未来科技发展中的巨大潜力，比如构建更强大的量子计算机，实现更安全的量子通信，甚至对基础物理学和宇宙学研究带来革命性的突破。读完之后，我对于“测量问题”、“量子叠加态”以及“波函数塌缩”等概念有了更加深刻的理解，也对量子世界的“不确定性”有了更坦然的接受。这本书挑战了我原有的认知边界，让我开始重新审视我们所处的现实，以及可能存在的更深层次的宇宙规律。这是一本能够改变你看待世界方式的书，强烈推荐给所有对科学充满求知欲的读者。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这是一本能够让你真正“思考”的书。《纠缠态：物理世界之谜》不仅仅是一本科普读物，它更是一次对人类认知边界的探索。作者以一种极其严谨而又不失趣味的方式，将量子纠缠这一核心概念，层层剥开，展现其背后蕴含的深刻哲理。我喜欢书中对“量子叠加态”和“测量问题”的深入剖析，它让我开始重新审视我们对于“实在”的理解。作者并没有简单地给出答案，而是引导读者去思考，去质疑，去发现。书中的许多例子都非常生动，比如通过对“薛定谔的猫”的解读，让我对量子力学的反直觉性有了更直观的认识。这本书挑战了我固有的思维模式，让我开始以一种全新的视角来看待世界。它不仅传播了科学知识，更点燃了我对未知的好奇心和探索欲。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格真的让我眼前一亮！《纠缠态：物理世界之谜》以一种非常独特的方式，将量子纠缠这个深奥的主题，呈现在了读者面前。作者并没有采用枯燥的学术论调，而是以一种更加人性化、更具故事性的方式来讲述。我特别欣赏他对于量子纠缠历史发展的细致梳理，从那些伟大的科学家们的争论到最终的实验证实，整个过程充满了智慧的火花和探索的勇气。书中的一些比喻非常形象，比如用“一对具有神秘联系的硬币”来解释纠缠态，让我瞬间就抓住了核心概念。更重要的是，这本书让我看到了量子纠缠在未来科技中的巨大潜力，比如量子计算机和量子通信，这些都让我对人类的未来充满了期待。读完这本书，我感觉自己仿佛经历了一场思维的洗礼，对宇宙的理解也上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

阅读《纠缠态：物理世界之谜》的过程，对我而言，是一次心灵的洗礼。我一直对那些能够颠覆我们常识的科学理论感到着迷，而量子纠缠无疑是其中最令人着迷的一个。这本书就像一位技艺高超的导游，带领我穿越层层迷雾，去探索那个充满奇迹的量子领域。作者并没有简单地介绍纠缠态的定义，而是从其历史渊源出发，详细讲述了科学家们是如何一步步揭示其本质的。我尤其喜欢书中对“EPR佯谬”的解读，它展现了科学探索过程中，质疑与挑战是如何推动进步的。读到后面关于量子纠缠在量子计算中的应用时，我更是感到无比震撼，那些曾经只存在于科幻想象中的场景，正在成为现实。这本书让我看到了科学的魅力，也看到了人类智慧的伟大。它不仅仅是一本关于物理学的书，更是一本关于探索未知、挑战极限的书。我在这本书中获得的不仅仅是知识，更是一种精神上的鼓舞，让我更加坚信，科学的道路上充满了无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够挑战我们固有认知的事物感到着迷，而《纠缠态：物理世界之谜》这本书，无疑满足了我的这份好奇心！作者以一种极其清晰且富有逻辑的方式，深入浅出地剖析了量子纠缠这一令人费解的现象。他并没有回避那些复杂的数学和物理概念，而是将其巧妙地融入到叙事之中，通过层层递进的解读，让读者逐渐领悟其精髓。我尤其喜欢书中对“量子非局域性”的探讨，它颠覆了我对于空间和距离的传统理解。作者通过生动的比喻和历史案例，生动地展现了科学家们是如何一步步揭开量子纠缠的神秘面纱的。这本书不仅仅是关于物理学的科普，更是一次关于认识世界、挑战思维极限的旅程。读完之后，我感觉自己的视野得到了极大的拓展，对宇宙的理解也更加深刻。这是一本能够让你在阅读中不断产生“原来如此”的惊叹之书。