狗狗也能玩轉(zhuǎn)物理學

內(nèi)容概要

　　物理學家Chad
Orzel在寵物收容所遇到了小狗艾美。艾美并不急于需要一個家，不那么友善卻很健談，對新主人的職業(yè)很感興趣。
　　不久，艾美就產(chǎn)生了用量子物理學的一些怪想法來解決她生活中的大事：追趕小動物、獲得狗食以及出去散步。她不斷向Chad提出問題：她能通過量子隧道穿過鄰居家的籬笆去追趕小動物嗎?在小松鼠逃走之前用上量子瞬間傳輸會怎么樣?艾美把牛排掉在地上時，那里的那些宇宙又在哪里呢?沒有任何目的，就會在院子里出現(xiàn)一些奶酪做的小兔子，這可能嗎?
　　Chad用一種非常幽默的方式向艾美(也是向讀者)解釋了什么是量子力學，它是如何運作的，盡管它不能幫你追到小松鼠或者吃到牛排，但是對于所有的狗和人類來說它都是非常奇怪、令人吃驚并且是非常重要的。
　　Chad和艾美談了很多量子理論的核心元素，從像波的粒子和海森伯的不確定原理到糾纏(在遠處令人恐懼的行為)和虛粒子。在這過程中，他們談論了理論的歷史，例如那個發(fā)現(xiàn)電子既是波又是粒子的實驗，以及愛因斯坦和玻爾數(shù)十年來關(guān)于量子理論到底是什么的爭論(也許兩人中愛因斯坦更聰明一些，但是往往觀點正確的都是玻爾)。

作者簡介

　　查德·奧澤爾在紐約州中部出身長大，馬里蘭大學化學物理博士。目前是紐約薛奈泰迪聯(lián)合學院的天文及物理學系教授，跟家人還有狗狗一起住在學校附近。

書籍目錄

引 言為什么要跟小狗談論物理學?
第一章　哪種方法?兩種方法：波粒二象性
第二章　我的骨頭在哪里?海森伯的不確定性原理
第三章　薛定諤的狗：哥本哈根詮釋
第四章　多世界，多食物：多世詮釋
第五章　我們還在那兒嗎?量子芝諾效應
第六章　不需要挖掘的量子隧道
第七章　鬼魅般的超距叫聲：量子糾纏
第八章　給我發(fā)送一只小兔子：量子隱形傳送
第九章　奶酪小兔：虛粒子和量子動量學
第十章　再見了，邪惡的松鼠：量子力學的誤用
致謝
其他閱讀材料
重要術(shù)語小詞典

章節(jié)摘錄

　　環(huán)境的影響：去相干和測量　　有的時候你會看到一些關(guān)于去相干的解釋，它們將去相干描述成一個測量過程，認為“當一個光子與一個空氣分子相互作用的時候，它與測量光子的位置是一樣的，破壞了干涉圖樣?！边@幾乎完全就是一種倒退--去相干不是通過相互作用測量光子的結(jié)果，它是不測量光子及其所處環(huán)境之間的相互作用的結(jié)果?！　∵@是一個微妙的地方，但是它對于去相干的現(xiàn)代理解是關(guān)鍵。根據(jù)一個顯示某種干涉圖樣的波函數(shù)，當我們將單個的光子發(fā)送進入干涉器，每一個光子都與自身發(fā)生干涉。如果我們可以發(fā)送上千個光子，并且每次都得到同樣的相互作用，我們就可能不斷地重復測量，并追蹤出一個像下一頁中圖表中顯示的第一個虛曲線一樣的干涉圖樣?！　〉?，我們不能保證每次光子和環(huán)境之間是完全一樣的相互作用，就像我們不能保證每次我們遛狗時，中央公園的一個游客都會在同一個地方掉落食物。因此，第二個被送人的光子將與根據(jù)一個不同的波函數(shù)與自身發(fā)生干涉。如果我們可以上千次的重復這個實驗，我們就能追蹤出一個像圖表中第二條虛曲線那樣的圖樣。第三個光子還有另一個不同的波函數(shù)，它將追蹤出一個像第三條虛曲線一　　樣的圖樣，等等?！　∽詈螅覀儚倪@些圖樣和上千個其他波峰處于不同位置的圖樣中得出一個光子。這種積累效應是為了追蹤出一個圖樣，該圖樣是許多不同干涉圖樣的總和。這顯示在圖表中的實線上，它幾乎不顯示任何的干擾。這又和測量環(huán)境有什么關(guān)系呢？呃，當我們發(fā)送的每一個光子都與空氣相互作用時，它就對環(huán)境的狀態(tài)造成了一個小小的改變--一個空氣分子移動得快一點，或者慢一點，或者分子的內(nèi)部狀態(tài)以某種方式被改變了。環(huán)境究竟發(fā)生了什么取決于到底是哪種相互作用在進行，而這又會反過來決定光子會發(fā)生什么事情。　　……

編輯推薦

　　量子物理學？你一定會想，拜托，我連牛頓三大定律都搞不清楚?，F(xiàn)在別怕，量子物理學家查德奧澤爾（ChadOrzel）研發(fā)出一整套連狗狗都昕得懂的現(xiàn)代物理學課程，通過跟他家的德國牧羊犬愛咪小姐對話，查德發(fā)現(xiàn)原來用狗狗的角度更容易理解量子物理學，一般人之所以覺得量子物理艱深難懂，除了因為量子物理學處理的是肉眼看不見的粒子之外，更因為它限人類的預期經(jīng)驗不同。比如說，光既是波，又是粒子的雙重性，就讓許多科學家傷透腦筋。但是狗狗不會因為與預期經(jīng)驗不同而困惑。通過查德與愛咪精彩的對話，你將從量子物理學的基本概念，一路學習什么是量子，以及海森伯的測不準原理，薛定諤的貓以及量子電動力學等重要概念。對于物理學頭疼的所有師生，《狗狗也能玩轉(zhuǎn)物理學》將是一大福音。

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