內容簡介
一條神祕的曲線,引發海嘯般的「量子」研究!
「精英日課」重磅講者、暢銷作家萬維鋼,
帶你刺探世界的底層邏輯,感受「量子力學」帶來的思維升級!
學習量子力學能給你一個脫離平庸生活、體驗詭祕的視角。
現在很多人愛說什麼「創新思維」、「破除成見」、「擁抱不確定性」、「認知升級」,
聽起來都是空洞的口號──把你的大腦用量子力學淬鍊一遍,切身感受到新思想帶來的糾結和不安,你的認知才能升級。
──萬維鋼
►孕育現代先進科技的量子力學,為什麼令人深深著迷?
人怎麼能穿牆而過?宇宙如何無中生有?二十世紀是古典物理學的終結,也是量子力學的開端。從此我們能看見不可見的事物,提出的假說更是一個比一個離奇!
量子力學讓我們揭開原子的祕密、發明半導體和電腦晶片,甚至能解釋遠在天邊的白矮星……可神祕的是,物理學家仍然沒找到量子力學的最終答案。這意味著,我們可以「操縱」日常世界,可是我們並不「知道」這個世界是怎麼一回事。
►喜歡思辨的物理學家,如何問出有意思的問題?
量子力學的發展推進,來自一代代物理學家的探問。愛因斯坦、波耳、薛丁格、海森堡、狄拉克、包立、德布羅意、費曼……二十世紀物理學最耀眼的英雄,都是因為在量子力學中建功立業而留下姓名。
萬維鋼從他們的奇思妙想出發,介紹一百多年來最輝煌的物理學革命史。以淺顯比喻讓你理解各項著名實驗,也從人文觀點探究背後的思想精神。不只讓我們看到物理學家如何一步步刺探未知,更學到他們常用的心法。
►科學不科學?量子力學改變我們如何「述說」事實
薛丁格的貓是否真能「又死又活」?量子糾纏難道有如「心電感應」?用實驗逼迫電子「表態」,居然得到隨機性?電子該不會有「意識」與生命……?
一個個不可思議的物理觀測,一次次顛覆物理學家的認知。這讓你也不禁懷疑,世上許多「不可能」,其實是「機率極小」的意思!
►一個量子力學,多重宇宙詮釋!
正因量子力學當中有許多令物理學家不自在的事實,才讓世界如此多采多姿。萬維鋼秉持旁徵博引與跨域思考的精神,彙整當前對於量子力學的詮釋與趣聞。無論是科技突破,或是科幻靈感,把玩其中的精妙思想,也是一大樂趣。
現在有誰不是量子力學的愛好者呢?
這是一個被我們之中最聰明的頭腦探索了一百年的祕密。
聽說它的冰山一角,你就足以動容;
稍微了解,你就會為之痴迷;
深入鑽研進去,你可能會陷入絕望,乃至瘋狂。
探索仍然在進行之中……而你有權知道真相。
──萬維鋼
「精英日課」重磅講者、暢銷作家萬維鋼,
帶你刺探世界的底層邏輯,感受「量子力學」帶來的思維升級!
學習量子力學能給你一個脫離平庸生活、體驗詭祕的視角。
現在很多人愛說什麼「創新思維」、「破除成見」、「擁抱不確定性」、「認知升級」,
聽起來都是空洞的口號──把你的大腦用量子力學淬鍊一遍,切身感受到新思想帶來的糾結和不安,你的認知才能升級。
──萬維鋼
►孕育現代先進科技的量子力學,為什麼令人深深著迷?
人怎麼能穿牆而過?宇宙如何無中生有?二十世紀是古典物理學的終結,也是量子力學的開端。從此我們能看見不可見的事物,提出的假說更是一個比一個離奇!
量子力學讓我們揭開原子的祕密、發明半導體和電腦晶片,甚至能解釋遠在天邊的白矮星……可神祕的是,物理學家仍然沒找到量子力學的最終答案。這意味著,我們可以「操縱」日常世界,可是我們並不「知道」這個世界是怎麼一回事。
►喜歡思辨的物理學家,如何問出有意思的問題?
量子力學的發展推進,來自一代代物理學家的探問。愛因斯坦、波耳、薛丁格、海森堡、狄拉克、包立、德布羅意、費曼……二十世紀物理學最耀眼的英雄,都是因為在量子力學中建功立業而留下姓名。
萬維鋼從他們的奇思妙想出發,介紹一百多年來最輝煌的物理學革命史。以淺顯比喻讓你理解各項著名實驗,也從人文觀點探究背後的思想精神。不只讓我們看到物理學家如何一步步刺探未知,更學到他們常用的心法。
►科學不科學?量子力學改變我們如何「述說」事實
薛丁格的貓是否真能「又死又活」?量子糾纏難道有如「心電感應」?用實驗逼迫電子「表態」,居然得到隨機性?電子該不會有「意識」與生命……?
一個個不可思議的物理觀測,一次次顛覆物理學家的認知。這讓你也不禁懷疑,世上許多「不可能」,其實是「機率極小」的意思!
►一個量子力學,多重宇宙詮釋!
正因量子力學當中有許多令物理學家不自在的事實,才讓世界如此多采多姿。萬維鋼秉持旁徵博引與跨域思考的精神,彙整當前對於量子力學的詮釋與趣聞。無論是科技突破,或是科幻靈感,把玩其中的精妙思想,也是一大樂趣。
現在有誰不是量子力學的愛好者呢?
這是一個被我們之中最聰明的頭腦探索了一百年的祕密。
聽說它的冰山一角,你就足以動容;
稍微了解,你就會為之痴迷;
深入鑽研進去,你可能會陷入絕望,乃至瘋狂。
探索仍然在進行之中……而你有權知道真相。
──萬維鋼
作者簡介
作者介紹萬維鋼
「得到」App訂閱專欄「萬維鋼.精英日課」主講者、暢銷作家。擅長以說故事的方式,將複雜深奧的思想轉化為新奇有趣、易於理解的知識與觀點。
一九九九年畢業於中國科技大學,二○○五年獲得美國科羅拉多大學物理學博士,曾長期從事核融合電漿物理研究。自詡以理工思維理解世界,主張用科學精神鑽研社會現象,擅長讓高深道理落地,最愛激發讀者思考。著有暢銷書《高手思維》、《高手學習》、《高手賽局》、《高手相對論》、《高手決斷》等。譯者介紹
「得到」App訂閱專欄「萬維鋼.精英日課」主講者、暢銷作家。擅長以說故事的方式,將複雜深奧的思想轉化為新奇有趣、易於理解的知識與觀點。
一九九九年畢業於中國科技大學,二○○五年獲得美國科羅拉多大學物理學博士,曾長期從事核融合電漿物理研究。自詡以理工思維理解世界,主張用科學精神鑽研社會現象,擅長讓高深道理落地,最愛激發讀者思考。著有暢銷書《高手思維》、《高手學習》、《高手賽局》、《高手相對論》、《高手決斷》等。譯者介紹
目錄
第1章 詭祕之主
第2章 孤單光量子
第3章 原子中的幽靈
第4章 德布羅意的明悟
第5章 海森堡論不確定性
第6章 薛丁格解出危險思想
第7章 機率把不可能變成可能
第8章 狄拉克統領量子電動力學
第9章 世間萬物為什麼是這個樣子?
第10章 全同粒子的怪異行為
第11章 愛因斯坦的最後一戰
第12章 世界是真實的還是虛擬的?
第13章 鬼魅似的超距作用
第14章 波函數什麼都知道
第15章 用現在改變過去
第16章 你眼中的現實和我眼中的現實
第17章 貓與退相干
第18章 道門法則
第19章 宇宙如何無中生有?
第20章 量子通訊除魅
第21章 量子計算難在哪?
第22章 量子佛學
第23章 物理學的進化
番外篇 1 要不電子有意識,要不一切都是幻覺
番外篇 2 這個宇宙的物理學並不完美,而這很值得慶祝
番外篇 3 一個常數的謎團
番外篇 4 我們生活的這個世界是電腦類比出來的嗎?
番外篇 5 「量子穿隧效應」的新謎題
番外篇 6 物理學家的冷笑話
附錄 量子英雄譜
第2章 孤單光量子
第3章 原子中的幽靈
第4章 德布羅意的明悟
第5章 海森堡論不確定性
第6章 薛丁格解出危險思想
第7章 機率把不可能變成可能
第8章 狄拉克統領量子電動力學
第9章 世間萬物為什麼是這個樣子?
第10章 全同粒子的怪異行為
第11章 愛因斯坦的最後一戰
第12章 世界是真實的還是虛擬的?
第13章 鬼魅似的超距作用
第14章 波函數什麼都知道
第15章 用現在改變過去
第16章 你眼中的現實和我眼中的現實
第17章 貓與退相干
第18章 道門法則
第19章 宇宙如何無中生有?
第20章 量子通訊除魅
第21章 量子計算難在哪?
第22章 量子佛學
第23章 物理學的進化
番外篇 1 要不電子有意識,要不一切都是幻覺
番外篇 2 這個宇宙的物理學並不完美,而這很值得慶祝
番外篇 3 一個常數的謎團
番外篇 4 我們生活的這個世界是電腦類比出來的嗎?
番外篇 5 「量子穿隧效應」的新謎題
番外篇 6 物理學家的冷笑話
附錄 量子英雄譜
內容試閱
第1章 詭祕之主
現在有誰不是量子力學的愛好者呢?人人都知道量子力學講究不確定性,所謂「遇事不決,量子力學」。人們都愛把「量子」放入公司和品牌的名稱當中,所以有了「量子基金」、「量子波動速讀」,乃至「量子推拿」。
你可能已經聽過不少版本的量子力學講解,有側重計算的學院版、講故事的歷史版、可愛的卡通版,還有霸道總裁假裝學過版。量子力學已經是一種文化,每個人都可以有自己的體驗角度。
我要說的,是最原本的角度。
詭祕。
這是一個被我們之中最聰明的頭腦探索了一百年的祕密。聽說它的冰山一角,你就足以動容;稍微了解,你就會為之痴迷;深入鑽研進去,你可能會陷入絕望,乃至瘋狂。
量子力學是關於我們生活的這個世界的本原的祕密。愛因斯坦(Albert Einstein)、波耳(Niels Bohr)、薛丁格(Erwin Schrödinger)、海森堡(Werner Heisenberg)、狄拉克(Paul Dirac)、包立(Wolfgang Pauli)、德布羅意(Louis de Broglie)、費曼(Richard P. Feynman)……二十世紀物理學裡最耀眼的英雄,都是因為在量子力學中建功立業而留下姓名。
一開始,物理學家只是問了一些非常基本的問題:世界上的各種東西都是由什麼組成的?如果原子是最小的單位,那為什麼這個原子和那個原子的化學性質如此不同呢?原子還能再分解成別的東西嗎?光,到底是什麼?這些問題幾千年前就有人問,只不過直到一百年前,我們才有了足夠的技術和數學工具去真正探索它們。
結果這一探索,物理學家發現,微觀世界的東西和宏觀世界完全不同,它們似乎在遵循某些非常怪異的規則。
比如說,如果把你限制在一個各個面都是牆的房間裡,你想要出來就必須在牆上打個洞,對吧?那你是否會想到,中國有個「勞山道士」的故事,說有一種叫「穿牆術」的法術,可以讓人直接穿牆而過,既不破壞牆,也不傷害人?
在微觀世界裡,實施這個法術是常規操作。把一個電子限制在位能比它自身能量高的區域內,這個電子有一定的機率能穿「牆」而出。那既然電子可以,質子當然也可以,原子也可以……一直到由原子組成的人,在原則上,其實也可以──只不過你能成功穿牆的機率非常非常小而已。
這還不算什麼。日常世界裡的你,在任何一個特定時刻,都只能出現在一個特定的地方,對吧?比如你此時此刻不能既在北京又在哈爾濱。但是在微觀世界裡,電子可以同時出現在所有的地方──它不但能「既在這裡,又在那裡」,而且能同時沿著好幾條不同的路線前進。
日常世界的桌子上不會突然憑空冒出一個蘋果和一個橘子來,你想要水果得自己出去買。但是在微觀世界裡,真空當中可以突然憑空冒出一個電子和一個正電子來,只不過你幾乎不可能抓住它們而已。
微觀的世界,充滿詭祕。
那你可能說,這幫物理學家為什麼非得琢磨這些怪異的東西?難道老老實實地研究我們日常的世界還不夠嗎?
這些怪異行為不是物理學家幻想出來的,它們都是實驗和邏輯推理的結果。為了解釋日常世界的「正常」,你只能接受微觀世界的「不正常」。換一個視角,也許應該說微觀世界的那些怪異行為才是正常的;而我們在日常生活裡的感知,都是大尺度帶來的錯覺。
哪有什麼歲月靜好,不過是微觀的粒子們在替你詭祕前行。
在對微觀世界的詭祕進行探索的過程中...
現在有誰不是量子力學的愛好者呢?人人都知道量子力學講究不確定性,所謂「遇事不決,量子力學」。人們都愛把「量子」放入公司和品牌的名稱當中,所以有了「量子基金」、「量子波動速讀」,乃至「量子推拿」。
你可能已經聽過不少版本的量子力學講解,有側重計算的學院版、講故事的歷史版、可愛的卡通版,還有霸道總裁假裝學過版。量子力學已經是一種文化,每個人都可以有自己的體驗角度。
我要說的,是最原本的角度。
詭祕。
這是一個被我們之中最聰明的頭腦探索了一百年的祕密。聽說它的冰山一角,你就足以動容;稍微了解,你就會為之痴迷;深入鑽研進去,你可能會陷入絕望,乃至瘋狂。
量子力學是關於我們生活的這個世界的本原的祕密。愛因斯坦(Albert Einstein)、波耳(Niels Bohr)、薛丁格(Erwin Schrödinger)、海森堡(Werner Heisenberg)、狄拉克(Paul Dirac)、包立(Wolfgang Pauli)、德布羅意(Louis de Broglie)、費曼(Richard P. Feynman)……二十世紀物理學裡最耀眼的英雄,都是因為在量子力學中建功立業而留下姓名。
一開始,物理學家只是問了一些非常基本的問題:世界上的各種東西都是由什麼組成的?如果原子是最小的單位,那為什麼這個原子和那個原子的化學性質如此不同呢?原子還能再分解成別的東西嗎?光,到底是什麼?這些問題幾千年前就有人問,只不過直到一百年前,我們才有了足夠的技術和數學工具去真正探索它們。
結果這一探索,物理學家發現,微觀世界的東西和宏觀世界完全不同,它們似乎在遵循某些非常怪異的規則。
比如說,如果把你限制在一個各個面都是牆的房間裡,你想要出來就必須在牆上打個洞,對吧?那你是否會想到,中國有個「勞山道士」的故事,說有一種叫「穿牆術」的法術,可以讓人直接穿牆而過,既不破壞牆,也不傷害人?
在微觀世界裡,實施這個法術是常規操作。把一個電子限制在位能比它自身能量高的區域內,這個電子有一定的機率能穿「牆」而出。那既然電子可以,質子當然也可以,原子也可以……一直到由原子組成的人,在原則上,其實也可以──只不過你能成功穿牆的機率非常非常小而已。
這還不算什麼。日常世界裡的你,在任何一個特定時刻,都只能出現在一個特定的地方,對吧?比如你此時此刻不能既在北京又在哈爾濱。但是在微觀世界裡,電子可以同時出現在所有的地方──它不但能「既在這裡,又在那裡」,而且能同時沿著好幾條不同的路線前進。
日常世界的桌子上不會突然憑空冒出一個蘋果和一個橘子來,你想要水果得自己出去買。但是在微觀世界裡,真空當中可以突然憑空冒出一個電子和一個正電子來,只不過你幾乎不可能抓住它們而已。
微觀的世界,充滿詭祕。
那你可能說,這幫物理學家為什麼非得琢磨這些怪異的東西?難道老老實實地研究我們日常的世界還不夠嗎?
這些怪異行為不是物理學家幻想出來的,它們都是實驗和邏輯推理的結果。為了解釋日常世界的「正常」,你只能接受微觀世界的「不正常」。換一個視角,也許應該說微觀世界的那些怪異行為才是正常的;而我們在日常生活裡的感知,都是大尺度帶來的錯覺。
哪有什麼歲月靜好,不過是微觀的粒子們在替你詭祕前行。
在對微觀世界的詭祕進行探索的過程中...