
迈克尔·S.沃克
零基础读懂量子力学,回答关于量子力学的小白问题:什么是量子?是谁先开始研究的量子?量子力学这门学科是如何产生的?量子能用来做什么?没有量子行不行?物理学家卡尔·萨根说:“我们生活在一个离不开科学和技术的社会,但却很少有人了解科学和技术。”在一个美丽、迷人的量子世界中,我们本身就是“量子人”,世界上的万物也是由量子构成的,人类社会的技术进步取决于我们对量子基本原理的了解。量子力学彻底颠覆了我们对于现实世界的常识性认知。在量子世界中,没有什么是可预测的,我们已经知道的一切都被颠覆。我们需要重新思考因果关系,重新看待周围的事物。在这里,信息的传播速度比光速还快……
又是一本量子力学及物理学的入门级科普读物!为了让读者理解量子力学的基本原理,作者在书中极少使用复杂的数学公式及过于专业性的术语,努力使用朴素和大众化的语言从量子力学的角度去解释这个物质世界,以及深藏于背后鲜为人知的真相。随着媒体广告效应的不断强化,现在“量子”作为一个概念已经不再陌生—在微观领域中,某些物理量的转变是以最小的单位跳跃式进行的,而不是连续的,这个最小的单位被称为量子,用来描述这些理论的数学方法则称为量子力学。特别是2016年“墨子号”量子通信卫星的成功升空并测试以及2020年拥有“量子优越性”量子计算机的亮相,量子热潮更是扑面而来,汹涌向前。 按照相关的说法,量子力学发展到今天,实际已经历了两个阶段。第一次量子革命是上世纪初物理学界的深刻变革,同时也是极具颠覆性的物理革命。当然,革命的成功远非一人之功,而是众多物理学家共同努力的结果;量子革命所带来的最深刻改变,是它统一了粒子形态物质与波形态物质,即所谓的“波粒二象性”;正如德布罗意说的那样—所有的粒子都是波,所有的波都是粒子。换句话说就是:物质的存在形态既是粒子,又是波;既不是粒子,又不是波。只能说这种对物质的解读非常让人困惑与费解,即便是在一个世纪后的今天,这种特性仍然感觉诡异异常。了解这些情况后,才发觉真实的粒子完全不是教科书上所描写那样的经典粒子,现实世界中所真实存在的粒子应该称为量子粒子,而课本上的经典粒子在这个世界中并不存在,它纯粹是人们头脑中虚构出来的;“存在”这一基本概念也与以前的想象完全不同,现实世界中的存在其实是量子存在,人类世界是一个量子世界。在量子问世的首个百年里人们事实上只做了一件事,那就是求解薛定谔方程。第一次量子革命只是基于它的基本原理开发出了一些“准”量子产品,如激光、半导体、电脑、手机等,这些设备所遵守的都是经典物理规律。 第二次量子革命的开启始于上世纪九十年代,这次它是直接开发基于量子特性本身的量子元器件,这些元器件完全遵循量子力学规律,以量子态(量子比特)为单位,信息的产生、传输、存储、控制等全都基于量子力学,是地地道道的量子器件,称为量子信息技术。这些量子信息器件及技术主要涉及到量子计算、量子通信及量子测量等三个领域。可能说起来让人难以置信,目前人类已经对量子的特性有了一定程度的了解,但对于更深层次的原因却一无所知、莫衷一是,即人类对量子世界的理解仅限于“知其然,不知其所以然”的层面,这也许是被经典物理长期束缚所导致的结果。 量子力学和相对论是近现代物理学领域的两大支柱,当人们谈论量子力学时,很难完全对相对论视而不见。相对论是一种原理,一种构建物理学理论时务必遵守的原则,而量子力学则是更为实用的理论,人们能够基于量子力学理论开发一些极为实用的产品及设备。相对论的适用范围是浩瀚的宇宙空间,如广义相对论认为引力(重力)并不是一种力,它只是时空弯曲的表现形式;量子力学更适用于微观世界,它所关注的重点不外乎光子、电子、质子、中子等亚原子粒子。相对论与量子力学就像两个亲兄弟,虽然他们的出生时间相差不多,但他们的性格却大相径庭。如果一定执著于共性,那就是,他们的出现都从根本上彻底地颠覆了原有的理论体系,也从此完全、永久地改变了人们的世界观。 普遍的印象是,量子科技在国内只是近些年才逐渐发展成熟起来的,感觉有些像突发事件。众所周知,量子力学发展黄金时代的上个世纪初,中国尚处于清帝国覆灭、民国初建、内战频繁、生灵涂炭、百业凋敝、无暇他顾的时期,这就意味着中国早已与首次量子革命失之交臂。值得庆幸和骄傲的是中国没有再错过第二波量子革命的浪潮,并以强大的实力傲视群雄。当然也绝不能因此盲目自大止步不前,毕竟还有短板和弱项,比如量子测量领域到目前为止还明显技不如人,亟需“量子跃迁”。毕竟:成绩皆属过去,砥砺才有明天!
都是基本知识,有扩展性,可以作为当下量子计算相关读物,强化知识了解阅读
复习了一下高中物理,很好的科普读物。量子计算原理讲的很详细。但是我还是没有看懂[撇嘴]
相干是量子世界的核心特征。在多宇宙论的诠释里,多个宇宙都是从同一组波函数演化出来的,它们应该相互联系、相互干涉,就如同双缝实验电子与自身干涉一样,因为它的波函数以某种方式感知到了另一个狭缝的存在。 而在实际中,宇宙和宇宙间的关联并没有发生,退相干解释了微观系统和宏观系统之间的差异。为什么宏观物体没有表现出量子行为,宏观物体中上亿个原子的扰动导致了退相干,各个宇宙中的大量粒子都在不断干扰着波函数、改变波函数的相位,导致联系和干涉都不复存在,因此最终我们看见的是最高概率的结果。如同两个孤立系统一样,在这个宇宙中的我,看不见也意识不到另一个分裂出的宇宙中的我。 但是,没有意外吗?
难怪人类要发明制造那么多人工智能机器人,因为现在以及未来的科学与技术太深奥,太复杂了,其中好多也太危险,所以还是让机器人去做吧。那么人类最需要做好的就是控制住机器人,不能让他们造反,电影终结者和黑客帝国里面的场景绝不能发生。。
通俗易懂,没有专业书那样晦涩难懂,很好的启蒙书,里面对量子力学的应用,公匙,极大的提高了安全性,这也是科技带来生产力的原因。很好的复习了泡利原理,广义相对论,波尔实验,红移普朗克常数等,科技真迷人,这也是我选理工科的原因吧。
系统整理了量子力学及相关学识演进的历史,又不失通俗的表述,帮助我们重拾中学物理学和化学课程内容,理解新的进展,想象各种可能。于我而言,量子通讯能否成为看得见的产业发展现实,依旧要从书本上探寻。
科普读物,高中以上学历读着没压力。作者基本就是个搬运工,全书基本上是个理论书摘,倒是很系统的摘要了有关知识的简介。太一般吧。
由于排版的原因,周期表看的不太直观,另外关于化学性质的解释有点晦涩。整体依然是一本不错的科普书,就是看着脉络没那么清晰
任何事情是科技改变世界。佛教中的因果轮回,现实中的命中註定。磁場強度是有的。有科學根據的。