科学可以这样看丛书：量子纠缠 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 思晨图书专营店

出版社： 重庆出版社

ISBN：9787229038953

商品编码：29536342078

内容介绍

什么是纠缠？它是量子粒子之间的连接，是宇宙的结构单元。一旦两个粒子发生纠缠，当一个粒子发生变化，在另一个粒子中反映出来，不管它们是在同一间实验室，还是相距数亿光年。这种现象及其含义看起来是如此有悖于常理，以至于爱因斯坦本人称它为“幽灵一般的”，并且认为它将导致量子论的衰落。然而，科学家们后来发现，量子纠缠——“上帝的效应”，是爱因斯坦很少犯的—但也许是大的—之一。在《量子纠缠》中，科学作家布莱恩?克莱格描述了纠缠及其历史和应用。该书可读性强，引人入胜，全书不含公式。布莱恩?克莱格和阿米尔·艾克塞尔的书迷们以及那些对量子的各种奇异可能性感兴趣的人们，将会发现此书让人爱不释手。

目录

序
关于艾丽斯和鲍勃的注记
第1章 纠缠的开始
第2章 量子的对决
第3章 成双成对的光
第4章 秘密的纠缠
第5章 布利什效应
第6章 虚幻的机器
第7章 镜子啊镜子
第8章 奇怪啊奇怪
注释
精选参考书目
致谢

作者介绍

布赖恩·克莱格，拥有剑桥物理学学位，为众多杂志撰写专栏、特写和评论。作品有《无限简史》、《科学人：罗吉尔·培根生平》、《光年：人类为光痴迷的离奇故事》。他的作品已经被译成十种语言。他和妻子、两个孩子一起住在英格兰的威尔特郡。

关联

人类是否有会跨越星球之间的超大距离进行交流，研究出无法破译的密码，设计出能够在大海中捞到针的计算机，或者甚至学会建立隐形传输，那么，布莱恩?克莱格的《量子纠缠》中描述的让人惊异的科学，将因其对宇宙—我们自身的描绘，让人震惊和着迷！它是如此奇异，要掌握它（量子纠缠），想象力几乎不够用。
    如果你认为科学是可以预测的、具有颠覆常识性的事物，也许甚至有一点枯燥乏味，那是因为你没有遇到量子纠缠。量子纠缠是一种非常奇特的、无处不在的物理现象，它颠覆了常理。因此，本书将其称为“上帝的效应”。量子纠缠无法用通常的语言加以描述，它可在瞬间从宇宙的一端传到另一端。它是科学中*奇怪的效应，然而却很少有人听说过它。量子纠缠把常识击得支离破碎。

  
在线试读

第1章 纠缠的开始
    纠缠，这是一个充满暗示的词语。它让人想起被无法解开的羊毛球缠住的小猫或两个人之间复杂的人际关系。但是，在物理学中，它指的是一个非常特殊而又奇特的概念，它如此奇异、重要而且具有影响力，因此，我把它称为“上帝效应”。一旦两个粒子发生纠缠，不管两个粒子处于何处，它们彼此之间仍保持着强大的关联，用这种关联可以实现似乎不可能完成的任务。
    若要稳妥使用“量子”一词，得先去掉其神秘面纱。这只不过是建立这样一个概念：我们研究的“量子”，是构成现实事物的微小能量和物质。一般而言对于大量存在的同种结构微粒，不管是光的光子、物质的原子还是亚原子粒子，如电子、量子都是它们的组成微粒。
    同量子打交道意味着我们研究的是某些数量固定的可测量的对象，而不是连续变化的量。实际上，量子化事物和连续事物之间的差别类似于数字信息(基于0秒和l秒的量子)和承载任何数值的摸拟信息之间的差别。在物理世界中，量子通常是非常小的单元，正如量子跃迁是非常小的变化一样——这一点与其在日常话题中的意义颇为不同。
    作为本书的核心，量子纠缠现象正是这种令人难以理解但却是构成我们周围世界的微小粒子之间的关联。在量子的层面上，粒子可以被完全地连接起来，被连接的对象(如光子、电子和原子)就成为现实当中同一事物的组成部分。即使这些纠缠的粒子后来被分开到宇宙相反的两端，它们仍然保持着这种奇怪的关联。一个粒子发生变化，其变化在其他粒子中反映出来——不管它们之间相隔多远。上帝效应具有不确定的普遍性。
    这种不受限定的关联使得量子纠缠的应用能够得以实现。在数据加密中若有密码的传送，这种关联可使其完全不被截获。它在量子计算机的运行中起到基本的作用——在量子计算机中，每个比特都是单个亚原子粒子，能够进行超出任何传统计算机范围的计算，甚至程序可在宇宙的整个生命周期内运行。纠缠使得从一个地方向另一个地方传输粒子成为可能，还可以不通过两个地方之间的空间来传输物体。
……

《宇宙的奇妙联系：探索量子纠缠的非凡世界》 在浩瀚的宇宙图景中，隐藏着无数令人惊叹的奥秘，而其中最令人着迷、也最挑战我们直觉的，莫过于量子纠缠这一现象。它如同宇宙深处的一条无形丝线，将遥远的点连接在一起，赋予了粒子之间一种超越时空限制的神秘默契。这本书，将带你踏上一场深入浅出的探索之旅，拨开量子世界的迷雾，揭示量子纠缠令人难以置信的本质，以及它如何颠覆我们对现实的认知，预示着未来科技的无限可能。 序章：叩响量子之门 想象一下，两个原本独立的骰子，在摇动之后，无论被分开多远，只要你看到其中一个骰子掷出了“6”，另一个骰子瞬间也就掷出了“6”。这并非巧合，也不是某种隐秘的信号传递，而是量子纠缠的某种直观类比。在微观世界里，粒子并非孤立的存在，它们可以形成一种特殊的关联，使得它们的状态紧密耦合，仿佛共享着同一个命运。这本书的开篇，将为你构建一个引人入胜的引子，带你初步领略量子世界的奇特景象，并引出量子纠缠这一核心概念，为你后续的深入理解打下基础。我们将从经典物理学的视角出发，点出其局限性，从而引入量子力学的必要性，让你感受到进入量子领域时的兴奋与好奇。 第一章：微观世界的“幽灵般的超距作用” 爱因斯坦曾将量子纠缠描述为“幽灵般的超距作用”，这句话生动地捕捉到了它令人费解的特质。本章将深入剖析量子纠缠的物理学基础。我们将从粒子的基本属性——如自旋、偏振等——开始讲起，介绍量子叠加态的概念，即一个粒子在被测量之前，可以同时处于多种可能的状态。接着，我们将聚焦于纠缠态的形成过程。例如，通过特定的物理过程（如光子的分裂），可以产生一对或多对处于纠缠态的粒子。一旦粒子发生纠缠，它们的量子态将不再独立，而是成为一个整体。 我们将详细解释“量子纠缠”这一术语的含义，以及它与经典关联的区别。在经典世界里，两个物体的关联可以通过它们共同的来源或相互作用来解释，但量子纠缠的关联则更为深刻，它不受距离的影响，且似乎比光速更快地建立起来。我们会引入贝尔不等式等概念，这是检验量子纠缠是否真实存在的关键工具。通过对大量实验结果的解读，我们将证明量子纠缠并非理论上的猜想，而是已经被反复证实的物理现实。你将了解到，爱因斯坦对此的疑虑，以及后来的量子力学研究如何逐渐阐明了这一现象。 第二章：超越时空的诡异联系：纠缠态的奥秘 本章将进一步深入探讨纠缠态的数学描述和物理表现。我们将介绍量子态的波函数，并解释纠缠态如何用联合波函数来表示，而这个联合波函数无法分解成各自独立的波函数。我们将通过具体的例子，比如一对纠缠的电子，它们的自旋方向总是相反的。无论它们被分开多远，当你测量其中一个电子的自旋时（例如，发现它是“向上”的），另一个电子的自旋会瞬间确定为“向下”。这种瞬间的关联，挑战了我们对因果律和局部性的传统理解。 我们会探讨如何人为地制造和操纵纠缠态，以及不同类型的纠缠，例如两粒子纠缠、多粒子纠缠等。本章还会涉及量子测量理论，解释测量行为如何“塌缩”了纠缠态，并迫使粒子选择一个确定的状态。你将了解到，在宏观世界里，我们很难观察到这种量子效应，因为它在微观尺度上才显现出其独特之处，并且容易受到环境干扰而“退相干”。我们将用清晰的语言和直观的比喻，让抽象的量子概念变得易于理解。 第三章：量子纠缠的哲学冲击：重新认识现实 量子纠缠的发现，不仅是物理学上的重大突破，也对哲学界产生了深远的影响，迫使我们重新审视“实在”、“测量”以及“宇宙的本质”。本章将带领你思考量子纠缠所带来的哲学议题。 实在论的挑战： 量子纠缠暗示，粒子的属性在被测量之前并非预先存在，而是由测量行为本身所确定。这挑战了我们日常生活中“万物自有其属性”的实在论观点。是否存在一个独立于观测者的客观现实？量子纠缠的答案似乎倾向于否定。 定域性与非定域性： 经典物理学认为，一个物体只能受到其直接邻近区域的影响（定域性）。然而，量子纠缠似乎表现出非定域性，即远距离的粒子之间可以瞬间相互影响。这是否意味着宇宙中存在某种我们尚未理解的非定域联系？ 信息与物质： 量子纠缠还引发了关于信息和物质之间关系的深刻思考。在量子世界里，信息似乎可以以一种非常规的方式传递和关联。这是否暗示着信息在宇宙的基本构成中扮演着比我们想象中更重要的角色？ 哥本哈根诠释与多世界诠释： 我们将简要介绍量子力学的一些主要诠释，如哥本哈根诠释和多世界诠释，并探讨它们如何尝试解释量子纠缠所带来的怪异现象。这些不同的解释，也反映了科学家们在理解量子世界时所面临的挑战。 本章将鼓励你批判性地思考，并参与到关于量子现实的哲学讨论中来，拓展你对宇宙的认知边界。 第四章：颠覆性的未来：量子纠缠的应用前景 量子纠缠并非仅仅是束之高阁的学术概念，它更是驱动下一代科技革命的关键引擎。本章将为你揭示量子纠缠在现实世界中的巨大应用潜力，这些应用将深刻地改变我们的生活。 量子计算： 量子计算机利用量子叠加和纠缠等原理，能够执行经典计算机无法比拟的复杂计算。我们将解释纠缠态如何成为构建量子比特（qubit）和实现量子门操作的基础，从而使量子计算机在破解密码、药物研发、材料科学、金融建模等领域展现出指数级的计算能力。你将了解到，量子计算机并非要取代所有经典计算机，而是在特定领域实现性能的飞跃。 量子通信： 量子纠缠是实现绝对安全的量子通信的关键。我们将介绍量子密钥分发（QKD）技术，它利用纠缠粒子来生成和分发加密密钥，任何窃听行为都会扰乱纠缠态，从而被立即察觉。这将为我们构建一个真正安全的网络通信奠定基础，对抗现有密码系统的威胁。 量子传感： 量子纠缠可以用来制造超高精度的传感器，用于探测微弱的磁场、引力场甚至生物信号。这些量子传感器有望在医学诊断、导航系统、地质勘探等领域带来革命性的进步。 量子模拟： 许多复杂的物理、化学系统，如超导材料、复杂的分子结构等，用经典计算机难以准确模拟。量子模拟器则可以利用纠缠态来模拟这些系统的行为，为科学研究提供前所未有的工具。 其他前沿领域： 我们还会简要提及量子纠缠在量子隐形传态（Quantum Teleportation）等更具科幻色彩但具有潜在可能性的领域中的作用。 本章将用生动的案例和清晰的图示，让你看到量子纠缠如何从实验室走向现实，为人类创造更美好的未来。 结语：踏入量子时代的黎明 在本书的最后，我们将对量子纠缠这一迷人的现象进行一次全面的回顾和总结。量子纠缠以其超越时空的联系，挑战了我们对宇宙的直观理解，也为我们打开了通往全新科学和技术时代的大门。它让我们意识到，宇宙的奥秘远比我们想象的更加深邃和奇妙。 这本书的写作宗旨，在于以严谨但不失趣味的方式，将量子纠缠这一复杂而又迷人的概念，呈现在广大读者面前。我们避免了过于深奥的数学推导，而是着重于概念的阐释、实验证据的展示以及未来应用前景的描绘。我们希望，通过阅读本书，你能对量子纠缠有一个全面而深刻的认识，激发你对科学的更多好奇，并对人类探索宇宙的伟大征程，充满信心和期待。 量子纠缠，这个曾经被视为“幽灵般的超距作用”的现象，如今正逐步成为改变我们世界的强大力量。让我们一起，怀揣着对未知的敬畏和对科学的热情，迎接量子时代的到来，共同探索这个充满无限可能的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我印象深刻的是，它让我看到了科学的“人性化”一面。很多时候，我们觉得科学是冰冷而遥远的，是那些天才们的专属领域。但这本书通过讲述科学家们探索量子纠缠过程中的各种争论、实验和思考，让我感受到了科学研究的艰辛与乐趣。我看到了爱因斯坦等伟大的物理学家们，在面对与自己直觉相悖的现象时，是如何努力去理解和解释的。书中的那些历史故事，比如玻尔和爱因斯坦之间的辩论，充满了智慧的火花，也展现了科学思想的碰撞。我不再仅仅是崇拜那些科学结论，而是开始理解科学是如何一步步演进的，理解那些伟大的发现背后，是无数人的智慧、汗水和坚持。这让我觉得，科学并非高不可攀，它同样充满了人类的探索精神和求知欲，而我，也可以通过学习，成为其中微小的一部分。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真的吸引了我！那种深邃的蓝色背景，点缀着流动的光线，仿佛直接把我拉入了一个未知的宇宙。我一直对物理学的神秘领域非常好奇，特别是那些听起来像是科幻小说中的概念，但却被科学实实在在地证实了。量子纠缠这个名字本身就充满了引人遐想的空间，让我迫不及待地想知道，究竟是什么样的力量，能够让两个遥远的粒子产生如此紧密的联系，以至于一个粒子的状态变化会瞬间影响到另一个。我常常在想，如果真的存在这种“幽灵般的超距作用”，那它在现实世界中又会有怎样的应用呢？会不会像小说里描述的那样，实现超光速的信息传递，或者改变我们对空间和时间的认知？这本书的标题《科学可以这样看丛书：量子纠缠》让我觉得，它可能会用一种更加易于理解的方式来解读这些复杂的概念，而不是堆砌一堆我根本看不懂的数学公式。我非常期待它能像一位循循善诱的老师，引导我一步步揭开量子世界的面纱，让我不再望而却步，而是能真正感受到科学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图也是我非常欣赏的部分。拿到手里时，纸张的触感就很不错，不是那种廉价的印刷品。每当书中出现一些关键的概念，比如“贝尔不等式”或者“EPR佯谬”，作者都会配上一幅精心设计的插图，这些插图不是简单的装饰，而是起到了非常重要的辅助理解作用。它们用一种可视化的方式，将那些抽象的物理过程展现在我眼前，比如两条曲线的交织，或者两个光子的纠缠轨迹，让我在脑海中形成了一个清晰的画面。而且，书中的文字也很流畅，没有那些生硬的学术术语堆砌，即使是那些稍微有些深奥的段落，读起来也不会感到费力。作者仿佛是一位经验丰富的向导，他知道什么时候该放慢脚步，什么时候该提供一些引导，让我们能够轻松地跟随他的思路。这种严谨又不失趣味的表达方式，让我觉得阅读过程本身就是一种享受，而不仅仅是为了获取信息。

评分☆☆☆☆☆

从这本书中，我获得的不仅仅是关于量子纠缠的知识，更是一种全新的看待世界的方式。它挑战了我固有的认知，让我明白，我们所感知的现实，可能只是一个更宏大、更奇妙的宇宙中的冰山一角。书中对“观测者效应”的探讨，更是让我思考，在量子世界里，我们作为观察者，究竟扮演着怎样的角色。这种将物理学与哲学相结合的视角，让我觉得这本书的价值远远超出了单纯的科普范畴。我开始用一种更加开放和好奇的心态去面对生活中遇到的种种现象，即使是那些看似微不足道的小事，也可能隐藏着不为人知的深刻道理。这本书就像一把钥匙，为我打开了一扇通往更广阔思想世界的大门，让我对未知充满了敬畏，同时也更加渴望去探索和理解。

评分☆☆☆☆☆

读完之后，我感觉自己好像经历了一场智力冒险！这本书的叙事方式非常独特，它不像一般的科普读物那样，上来就抛出一堆理论和公式，而是通过一个个引人入胜的故事和生动的比喻，将那些抽象的量子概念具象化。我尤其喜欢作者在描述“叠加态”时，那个关于“既是活的又是死”的猫的例子，虽然听起来有些诡异，但却非常巧妙地展现了量子世界与我们日常经验的巨大差异。而且，书中并没有回避量子纠缠的“反直觉”之处，而是坦诚地探讨了它的哲学含义，这让我对“实在性”、“测量”等概念有了全新的思考。我不再仅仅是作为一个被动的接受者，而是开始主动地去质疑和探索。书中的一些讨论，比如量子纠缠在量子计算和量子通信中的潜在应用，更是让我看到了科学前沿的无限可能性，仿佛触碰到了未来的脉搏。我感觉这本书不仅仅是在教授知识，更是在激发我探索未知的好奇心和批判性思维，让我学会用更开放的眼光去看待科学。