量子迷宫：历史·理论·诠释·哲学 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

《量子迷宫：历史·理论·诠释·哲学》简述了量子理论的发展史和基本理论，探讨了它的概念和哲学问题，综述了量子理论正统诠释以外的其他诠释（制导波、退相干、多世界、上帝等），互补性和量子非定域性的最新实验检验，量子宇宙学和量子引力，以及量子纠缠在计算、密码和隐形传态等方面潜在应用的前沿。阅读本书的过程好像是在徐徐打开一幅多维度多层次的长长的画卷，而且这是一幅未见也不可预见其尽头的画卷，留给读者自己思索和判断的广阔空间。
量子理论是现代物理科学中最重要和最成功的理论之一，但其产生的概念和哲学问题极其深奥，犹如一座“迷宫”。作者希望通过本书带领读者游览这座迷宫。
《量子迷宫：历史·理论·诠释·哲学》是一本严肃和具有一定深度的科普著作，有助于启迪思维和提高科学品味。《量子迷宫：历史·理论·诠释·哲学》可作为大学生和研究生在科学和自然哲学方面的参考书，其他科学和哲学爱好者必定也可从中获益匪浅。

内页插图

目录

第1部分 发现
第1章 孤注一掷
牛顿的遗产
世纪之交的光
黑体辐射和紫外灾变
普朗克辐射公式
量子
这是错误的
玻尔原子理论
不连续物理学

第2章 告别确定性
波粒二象性
爱因斯坦与玻尔的冲突
附记：电子衍射与干涉
波动力学
波函数的诠释
矩阵力学
海森伯不确定性原理

第3章 绝对奇迹
泡利不相容原理与电子的自我旋转
电子自旋
狄拉克理论
量子电动力学
谢尔特岛会议
历史求和
费恩曼图
夸克和标准模型

第II部分 表达
第4章 量子定则
物理学的公理化
矢量空间
量子态
算符与可观察量
互补观察量
状态矢量的时间演变
展开定理
投影振幅
不可区分的粒子
费米子和玻色子

第5章 量子测量
量子概率
线偏振
光子偏振态
光子自旋
冯?诺伊曼测量理论
“波函数坍缩”
状态制备
纠缠态
它走哪条道？
炸弹工厂

第III部分 意义
第6章 分裂
科学方法
归纳法问题
逻辑实证主义和拒斥形而上学
哥本哈根诠释
互补性
不存在量子世界
物理学理论的结构和目的
第Ⅳ部分 实验
第V部分 替代

精彩书摘

19世纪中叶，人们已经明白，辐射是由物体材料内部的电荷机械振动引起的。较高的温度意味着在振幅和频率上都较强的振动，即发出的辐射强度增大，同时向可见光谱的蓝端移动。理论家想出了“黑体”的概念，这样称呼是因为，同样的定则也适用于完全无反射（故是黑色）物体的能量吸收。黑体是一个模型，用来作为实际物体性质的良好近似，同时理论上又比较容易描述。黑体“理想地”吸收和发出辐射；就是说，它并不偏向于任何特定的频率范围。这样，当与周围环境处于热平衡时，黑体的辐射强度直接与其体内能量相关。
黑体辐射理论的历史颇为迷人。这不但是因为它包含着量子理论的发现，而且，它的发展途径是如此典型地迂回曲折，而科学家往往正是沿着这样的途径达到新的出乎意料的目的地。理论物理学家认识到，他们可以通过研究禁锢在一个具有理想（即黑色）吸收壁的空腔内的辐射来探测黑体的性质。这样的腔其实就是一个具有可以加热的绝热壁的盒子，壁上开有一个小针孔，辐射可以通过它进出。被禁锢在内的辐射的行为实际上就像气体，其性质（如强度和频率）可以通过观察从小孔泄漏出的少量辐射（不足以扰动热平衡）来测量，而辐射温度可从盒子的温度得到。
1859年至1860年冬，德国物理学家基尔霍夫（GR.Kirchhoff）获得一个重要结论。他证明，发射与吸收的能量之比只取决于辐射频率和腔内温度，而与腔的形状、腔壁的形状或制造腔体的材料无关。这个比值是一项可测量的性质，称为谱（或辐射）密度，实际上就是在一定温度下测量的单位体积和单位频率间隔内腔内辐射的强度。基尔霍夫的结果意味着谱密度是非常基本的，是辐射本身的基本物理表现，同时向科学界发出了挑战：要求揭示谱密度依赖于频率和温度的函数形式。
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