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欧内斯特卢瑟福 者：贾向娜 著

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出版社： 湖北科学技术出版社

ISBN：9787535288691

商品编码：29471415173

包装：平装

出版时间：2016-09-01

基本信息

书名：核科学基本原理

定价：39.80元

作者：欧内斯特卢瑟福 者：贾向娜

出版社：湖北科学技术出版社

出版日期：2016-09-01

ISBN：9787535288691

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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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《量子纠缠的奥秘》 从微观世界的幽灵般的联系，探寻宇宙深层存在的哲学思考 你是否曾对宇宙间看似遥不可及的物体之间，冥冥之中存在某种神秘联系而感到惊叹？你是否曾在夜空中仰望星辰，想象它们是否与地球上的我们有着某种未知的关联？《量子纠缠的奥秘》将带你踏上一场引人入胜的探索之旅，深入理解并解答这些关于宇宙最深邃、最令人费解的谜团之一——量子纠缠。 本书并非枯燥的理论堆砌，而是一场充满智慧火花的思想盛宴。它以通俗易懂的语言，抽丝剥茧般地揭示了量子纠缠这一颠覆我们经典直觉的物理现象。从爱因斯坦著名的“幽灵般的超距作用”质疑，到贝尔不等式的提出，再到如今实验上一次又一次令人信服的验证，本书将带领读者回顾这段跌宕起伏的科学史，感受科学家们如何一步步挑战极限，最终触及微观世界最根本的规律。 第一部分：微观世界的奇妙游戏——量子纠缠的基石 在进入量子纠缠的迷人世界之前，我们需要先建立起对量子力学基本概念的清晰认识。本书的第一部分将首先回顾经典物理学的局限性，解释为何我们需要量子力学来描述原子、电子、光子等微观粒子。我们将从波粒二象性开始，理解为何粒子既可以是波，又可以是粒子，这种“奇怪”的特性正是量子世界独特魅力的开端。 接着，我们将深入探讨量子叠加态的概念。想象一个硬币，在经典物理学中，它要么正面朝上，要么反面朝上。但在量子世界，一个粒子可以同时处于多种状态的叠加。这就像一个硬币在抛掷过程中，既不是正面也不是反面，而是同时包含了这两种可能性，直到我们观测它，它才会“坍缩”到某一个确定的状态。这种叠加态的特性，为量子纠缠的产生提供了基础。 然后，我们将引入量子态的概念，并解释如何用数学的语言来描述这些叠加态。我们将探讨概率幅，以及概率幅的平方如何决定我们观测到某种状态的可能性。这有助于读者理解量子世界的随机性，以及它与我们日常经验的巨大差异。 在构建了量子世界的初步框架后，我们将引出“态叠加原理”。这一原理表明，如果一个系统可以处于状态A，也可以处于状态B，那么它也可以处于A和B的任意叠加态。这就像你可以同时学习数学和物理，而量子世界中的粒子，则能以一种我们难以想象的方式“同时”存在于多种状态的组合之中。 第二部分：跨越时空的幽灵般的联系——量子纠缠的本质 量子纠缠是量子力学中最令人着迷、也是最违反直觉的现象之一。本书的第二部分将聚焦于此，带领读者深入理解其精髓。我们将从一对相互作用的粒子开始，解释当它们在特定条件下产生关联时，就会形成纠缠态。 纠缠态的奇妙之处在于，即使这两个粒子被分隔在宇宙的两端，它们的状态依然是相互关联的。对其中一个粒子进行测量，会瞬间影响到另一个粒子的状态，无论它们之间的距离有多远。这种“瞬间”的影响，正是爱因斯坦所说的“幽灵般的超距作用”。我们将详细解析为什么这种现象并非信息传递，而是量子态的整体关联性。 本书将深入探讨量子纠缠的几个关键方面： 纠缠态的形成机制： 我们将讨论粒子在什么样的情况下会发生纠缠，例如通过共同的起源、相互作用或特定的量子操作。 贝尔不等式与EPR佯谬： 爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出的EPR佯谬，以及约翰·贝尔提出的贝尔不等式，是理解量子纠缠历史和理论发展的重要环节。我们将详细解释这些理论如何挑战了我们对现实的认知，并引出了对量子力学完备性的争论。 实验验证： 尽管存在争议，但大量的实验已经无可辩驳地证实了量子纠缠的存在。本书将介绍一些经典的纠缠实验，例如Aspect等人的实验，以及现代量子信息实验中是如何利用纠缠来完成各种任务的。我们将解释这些实验如何“打破”贝尔不等式，从而否定了局域实在论的观点。 纠缠的性质： 我们将探讨纠缠的不可分割性，以及纠缠度量的方法。纠缠度是衡量两个量子系统之间关联强度的重要指标，我们将介绍一些常见的纠缠度量方式。 第三部分：现实世界中的量子涟漪——量子纠缠的应用前景 量子纠缠并非仅仅停留在理论层面，它正在以前所未有的方式重塑我们的技术和对现实的理解。本书的第三部分将展望量子纠缠在各个领域的广阔应用前景。 量子计算： 量子计算机是利用量子力学原理进行计算的下一代计算设备。纠缠态在量子计算中扮演着至关重要的角色，它使得量子计算机能够同时处理海量的信息，并解决经典计算机无法解决的问题。我们将介绍量子比特（qubit）的概念，以及纠缠态如何实现量子并行计算。 量子通信： 量子通信利用量子力学原理来保证通信的安全性和效率。量子密钥分发（QKD）是其中一个重要的应用，它利用纠缠态的特性来生成理论上无法破解的密钥，从而实现安全的通信。我们将解释纠缠如何使得任何试图窃听的行为都会被立即察觉。 量子隐形传态： 量子隐形传态并非我们科幻电影中描绘的那种物体瞬间移动，而是利用纠缠态将一个粒子的量子状态“传输”到另一个粒子上。我们将详细解释这一过程，并说明它在未来的量子网络和分布式量子计算中的潜在作用。 量子精密测量： 纠缠态可以提高测量的精度，使得我们能够以前所未有的精度来探测物理现象。例如，在引力波探测、原子钟等领域，纠缠态的应用都可能带来突破性的进展。 基础科学研究： 量子纠缠不仅是技术创新的源泉，更是探索宇宙奥秘的强大工具。通过研究纠缠，我们可以更深入地理解量子力学的本质，甚至可能揭示黑洞信息悖论、量子引力等宇宙最前沿的物理学难题。 第四部分：哲学与思考——纠缠与我们对现实的理解 量子纠缠的发现，不仅在科学领域引发了革命，也在哲学层面带来了深刻的冲击。本书的第四部分将超越技术和理论的层面，引导读者进行更深层次的哲学思考。 实在论与非实在论： 量子纠缠是否意味着我们观察之前，事物的状态是不确定的？它是否挑战了我们对独立于观察者的客观实在的信念？我们将探讨不同哲学流派对此问题的看法。 信息与物质： 在量子纠缠的语境下，信息和物质的关系变得更加微妙。我们是否可以认为，量子状态本身就是一种信息？纠缠态是否揭示了信息在构建现实中的核心作用？ 局域性与整体性： 量子纠缠似乎暗示着宇宙在最基本的层面上是相互关联的，打破了我们对空间和时间的直观理解。这种整体性是否预示着一种更加统一的宇宙观？ 人类意识与量子世界： 虽然目前科学界尚未有定论，但量子纠缠也引发了关于人类意识与量子世界之间潜在联系的讨论。我们将简要介绍一些相关的观点和猜想，并强调目前它们仍处于高度推测的阶段。 为何阅读《量子纠缠的奥秘》？ 无论你是一位对宇宙充满好奇的普通读者，还是希望深入了解量子世界前沿的科学爱好者，亦或是对现代物理学及其哲学含义感兴趣的思想探索者，《量子纠缠的奥秘》都将为你提供一次难忘的阅读体验。 本书的语言力求生动有趣，避免了繁琐的数学推导，但又不失严谨性。我们通过生动的类比、引人入胜的故事和精美的插图，将抽象的量子概念具象化，让读者能够轻松理解。 这本书将为你打开一扇通往微观世界深处的大门，让你有机会窥见宇宙最深层的运作机制。你将不再仅仅是旁观者，而是能够理解并思考那些塑造我们现实的最基本规律。 《量子纠缠的奥秘》——不是一本关于核科学的书，而是一本关于宇宙最深层连接的书，一场关于人类智慧与宇宙奥秘的深刻对话。 在这本书中，你将不会找到关于原子核内部结构、裂变与聚变反应、核能发电技术、辐射防护等内容的讨论。相反，我们将专注于那些比原子核本身更加基础、更加令人着迷的物理现象——那些存在于所有粒子之间、跨越时空维度的“幽灵般的联系”。 你将了解到，正是这些看似虚无缥缈的“纠缠”，构成了我们宇宙的基石，并孕育着无限的可能性，从改变我们计算方式的量子计算机，到保障我们通信安全的量子加密，再到未来可能揭示宇宙终极奥秘的量子引力理论。 准备好迎接一场思维的颠覆，一次认知的飞跃了吗？翻开《量子纠缠的奥秘》，让我们一起探索那些超越想象、震撼心灵的宇宙真相。

评分☆☆☆☆☆

我得说，《核科学基本原理》这本书的编排思路绝对是独树一帜的。它并没有按照传统教材那样，从原子结构一步步推演到复杂的核反应，而是采用了更加“叙事化”的写作风格。书的开头并没有急于介绍质子中子，而是先描绘了人类对能量的渴望，以及在探索能源的过程中，如何一步步发现了原子核的巨大能量。这种“因果关系”的叙述方式，让我觉得非常有代入感，仿佛自己也参与了这场伟大的科学探索。书中对于核裂变和核聚变的区别，也用了非常巧妙的例子来区分。它并没有直接给出公式，而是通过类比，比如将核裂变比作“掰断一根大树枝”，将核聚变比作“将两滴水融合在一起”，来帮助理解它们能量释放机制的根本差异。这种直观的对比，让我对这两种截然不同的核反应有了深刻的认识。我印象最深刻的是书中对链式反应的解释，作者通过一个“多米诺骨牌”的比喻，清晰地展现了核裂变是如何一步步触发更多裂变的，以及如何控制这个过程。这让我一下子就理解了原子弹和核反应堆的核心原理。而且，书中还穿插了一些历史轶事和科学家的趣闻，让整个阅读过程一点都不枯燥。比如，书中讲述了莉泽·迈特纳在发现核裂变过程中的关键作用，以及她当时所面临的困境，这让我对科学研究的艰辛和伟大有了更深的体会。这本书不仅仅是知识的传递，更是思想的启迪。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一直对核科学有些敬畏，总觉得它是一个非常专业且复杂的领域。但《核科学基本原理》这本书，彻底打消了我的顾虑。作者的语言风格非常朴实，就像在和朋友聊天一样，将那些高深的概念娓娓道来。书中对于原子核内部结构和相互作用力的解释，绝对是本书的一大亮点。它并没有直接给出复杂的物理模型，而是从最基本的“核力”概念入手，然后逐步解释强相互作用力和弱相互作用力是如何在原子核内部起作用的。我之前一直不理解，为什么带正电的质子不会因为同性相斥而散开，读了这本书我才明白，原来是强大的强相互作用力将它们紧紧地束缚在一起。书中对同位素的讲解也让我受益匪浅，我终于明白了为什么像氢原子会有氘和氚这样的同位素，以及它们在核反应中扮演的角色。更让我惊奇的是，书中还详细介绍了核反应堆的工作原理。它并没有一开始就抛出复杂的图纸，而是先从“慢中子”和“快中子”的区别说起，然后一步步解释了如何通过减速剂、控制棒等部件来实现核反应的稳定和可控。这让我对核电站的安全性有了初步的了解，也让我认识到，核能的利用背后是多么精妙的科学设计。读完这本书，我感觉自己仿佛置身于一个巨大的科学实验室，亲眼见证了原子核的奥秘是如何被一步步揭开的。它让我对核科学充满了新的兴趣，也对人类利用原子能的智慧和勇气充满了敬佩。

评分☆☆☆☆☆

我最近读了一本叫做《核科学基本原理》的书，虽然我不是这方面的专业人士，但读完之后，感觉自己对这个领域有了一个全新的认识。书中一开始就用一种非常清晰易懂的方式，介绍了原子和亚原子粒子的基本概念。我之前对原子的结构一直有些模糊的认识，总觉得它就是一个个小球在运动，但这本书让我看到了更深层次的奥秘。它详细解释了质子、中子、电子的组成，以及它们之间的相互作用力。特别是关于原子核的稳定性，我以前从没想过原子核内部竟然存在如此复杂的力量平衡。书中还提到了一些著名的科学家，比如卢瑟福和玻尔，他们是如何一步步揭开原子奥秘的，这部分内容读起来就像在看一部科学史的纪录片，让我对科学探索的过程充满了敬意。而且，作者并没有仅仅停留在理论层面，而是通过大量的图示和类比，将抽象的概念具象化，比如用“原子花园”来比喻原子的结构，用“行星绕太阳”来类比电子的轨道，这些生动的描述让我这个门外汉也能轻松理解。我特别喜欢书中关于量子力学初探的部分，虽然那里面的概念确实有些挑战性，但作者巧妙地避开了过于深奥的数学公式，而是侧重于解释量子世界的奇特现象，比如粒子的波粒二象性，以及能量的不连续性。这部分内容让我对微观世界的认识发生了颠覆性的改变，原来我们熟悉的宏观世界的物理定律，在微观层面竟然是如此不同。总的来说，这本书为我打开了探索核科学世界的大门，让我感受到了科学的魅力和智慧的结晶，迫不及待地想继续深入了解。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，刚开始拿到这本书的时候，我心里还是有点打鼓的。毕竟“核科学”这几个字听起来就让人觉得离普通人很遥远，充满了高深的理论和复杂的公式。然而，《核科学基本原理》完全颠覆了我之前的预设。作者用一种非常亲切、甚至可以说是“接地气”的方式，来讲述那些原本晦涩难懂的核物理概念。比如，在解释放射性衰变的时候，书中并没有直接给出衰变方程，而是用了一个非常形象的比喻，把放射性原子比作一个“不安分”的孩子，总想着要变成更稳定的状态，然后在这个过程中释放出能量。这种比喻让我一下子就抓住了核心思想，而且还带有一丝趣味性。书中对不同种类放射性粒子（α、β、γ）的介绍，也做得非常细致，不仅解释了它们的性质，还列举了它们在现实生活中的应用，比如在医疗诊断和癌症治疗中的作用。这让我意识到，原来核科学并非只存在于实验室里，它已经悄悄地融入了我们的生活，为我们带来了实实在在的好处。我特别欣赏书中对核衰变半衰期的讲解，作者通过生动的图示，演示了不同元素的半衰期是如何不同，以及如何利用这个特性来测定年代。这部分内容让我对地球历史和考古学有了更深的理解，觉得科学的力量真的很神奇。总体而言，这本书是一本非常优秀的入门读物，它用最简单易懂的方式，带我走进了核科学的殿堂，让我不再对这个领域感到恐惧，反而充满了好奇心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式真的让我耳目一新。它不像我之前读过的很多科普读物那样，上来就堆砌一堆专业术语，而是从一个非常宏观的视角切入，然后慢慢聚焦到具体的核科学概念上。比如，书中在讲解核反应的时候，并没有直接给出复杂的方程，而是先从人类历史上第一次可控的核链式反应说起，通过讲述费米和他的团队是如何克服重重困难，最终实现这一历史性突破的故事，来引出核裂变和核聚变的概念。这种讲故事的方式，让我在不知不觉中就理解了复杂的原理。我尤其对书中关于核能的伦理和安全问题的探讨印象深刻。作者并没有回避核能发展所带来的争议，而是客观地列举了核能的优点和缺点，并引用了很多现实案例来说明核安全的重要性。它让我认识到，科学技术的发展从来都不是孤立的，它与社会、伦理、政治等方方面面都息息相关。书中还对未来核能的发展方向进行了展望，比如聚变能的潜力，以及如何更安全高效地处理核废料等问题，这些都让我对人类的未来能源充满了期待。我发现，这本书不仅仅是一本技术性的科普书籍，更是一本关于科学、人文和责任的思考。它鼓励读者不仅仅要了解科学是什么，更要思考科学应该如何为人类服务，如何以负责任的态度去运用科学的力量。读完之后，我对于核科学的理解，已经超越了单纯的物理原理，上升到了一个更广阔的维度。