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。量子力学有效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……本书从量子力学角度解释了我们周遭世界中的万物,以及科学家和工程师如何运用这些科学发现去取得重要的科学和技术进步,并讲述了爱因斯坦、尼尔斯?玻尔、保罗?狄拉克、沃纳?卡尔?海森堡、薛定谔等这些科学界响当当的人物的故事,将物理世界中奇怪、迷人也美丽的领域栩栩如生地呈现在读者眼前,载着读者到一片新大陆去探索一番。
推荐序 / V前 言 / IX第一部分发现量子,理解量子 / 1第1 章 量子力学的“诸神之战” / 3第2 章 实验与早期猜想 / 7第3 章 量子力学与量子原子 / 42第4 章 6 亿瓦能量 / 66第二部分量子力学诠释和它的启示 / 71第5 章 量子力学的基本特性 / 73第6 章 不确定性、纠缠与多世界理论 / 77第7 章 量子力学、数学和自然的本质 / 108第8 章 量子计算、密码破译、量子隐形传态和加密 / 112第三部分从大爆炸到星系——相对论与量子力学 / 137第9 章 获取宇宙地图 / 139第10 章 宇宙的演化 / 157第11 章 大爆炸模型 / 174第12 章 走进大爆炸 / 180第四部分量子力学与化学 / 201第13 章 世界的量子本质 / 203第14 章 能量、动量和氢原子电子的空间状态 / 207第15 章 自旋和磁性 / 213第16 章 不相容原理与元素周期表 / 215第17 章 化学元素的物理特性 / 236第18 章 化学键的形成 / 243第19 章 固体材料的构成 / 248第20 章 绝缘体、金属与半导体 / 251第五部分材料与仪器中的量子奇迹 / 255第21 章 纳米技术 / 257第22 章 超导体在传输、医学和计算上的应用 / 260第23 章 核聚变与激光器 / 266第24 章 磁铁和磁性材料的应用 / 272第25 章 石墨烯、纳米管和“梦想中”的应用 / 277第26 章 半导体在电子仪器上的应用 / 287第27 章 超导体在科学、能源与传输上的大型应用 / 293致 谢 / 301附录A 电磁波的性质和频谱 / 307附录B 元素周期表的发展 / 315附录C 量子计算机的发展 / 327附录D 原子的大小与元素的化学性质 / 333附录E X 射线的产生 / 343注 释 / 345术语解释 / 367参考文献与拓展阅读 389
(英国)迈克尔·S. 沃克(Michael S.Walker),物理学家、材料科学家、工程师,毕业于麻省理工学院和卡内基-梅隆大学。他的主要研究领域集中在超导体等方面,发表过70多篇学术文章。