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世纪幽灵:走近量子纠缠

世纪幽灵:走近量子纠缠
世纪幽灵:走近量子纠缠
作者:张天蓉(著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-03182-3
估价:28.00元
版本:1
装帧:平装
预计出版年月:201306

图书简介:

  本书以讲故事的方式,带领读者一步一步走近神秘的量子世界,最后走近更为神秘的量子纠缠。
  量子理论说起来神秘莫测,却极大地影响了现代文明社会。计算机、网络及通信技术近年来的突飞猛进,很大程度上可以说是建立在量子论发展的基础上的。从1901年开始,一百多年的诺贝尔物理学奖中,百分之九十以上都颁发给了与量子论有关的课题。这个数字足以说明量子论对现代高科技功不可没。如今,量子纠缠现象的研究正在带动量子信息、量子计算等技术的发展,将有可能掀起新一轮的技术革命。
  本书是一本深入浅出、老少皆宜的科普读物。本书的主要叙述部分基本不用数学,即使是非理科读者也能读懂。对于想深入了解量子论的读者,可参阅附录中的简单数学推导,或者阅读其他相关的图书。

前言:

  如果有人说,物理学界有一个一百多岁的“幽灵”,你会相信吗?物理科学怎么会与“幽灵”搭上边呢?事情的确很奇怪,但是,连伟人爱因斯坦当年也一直为量子论而导致的量子纠缠现象的“远距幽灵作用”所困惑。如今,爱因斯坦逝世已经超过半个世纪之久,可谜团仍未完全解开。因此,可以毫不夸张地说,量子理论就是这么一个“幽灵”。
  它一次一次用不可思议的量子现象,将人们带进层层迷宫。近百年来,它挑战着人类哲学思维的极限,它纠结着无数科学家的神经;它既造福于文明社会,又扰乱学术界的安宁。如今,它又把 “量子”这个桂冠,戴到了多种学科的头上,似乎将引发信息学、密码学、计算机科学、通信、网络等研究领域的新一轮革命,向人们展示出了一个更为奇妙的未来世界。
  本书尽量使用通俗的语言,向公众介绍神秘而奇妙的“量子纠缠”。而要认识神秘的量子纠缠,首先要认识神秘的量子现象,认识以上我们所说的这个“百年幽灵”。
  不管是学哪个专业的,大家大概都听说过奇妙的量子现象。诸如测不准原理、薛定谔猫之类的,在日常生活中看起来匪夷所思的现象,却是千真万确地存在于微观的量子世界。
  许多人将听起来有些诡异的量子理论视为天书,从而敬而远之。有人感叹说:“量子力学,太不可思议了,不懂啊,晕!”
  不懂量子力学,听了就晕,那是非常正常的反应。听听诺贝尔物理学奖得主、著名物理学家费恩曼的名言吧。费恩曼说:“我想我可以有把握地讲,没有人懂量子力学!” 量子论的另一创始人玻尔也说过:“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论。”既然连费恩曼和玻尔都这样说,我等就更不敢吹嘘了。
  因此,我们暂时不要奢望“懂得”量子力学。此书的目的是让我们能够多了解、多认识一些量子力学。也许不能“走进”,但却能“走近”。因为量子论虽然神秘,却是科学史上最为精确地被实验检验了的理论,它经历了一百多年的艰难历史,发展至今,可以说是到达了人类智力征程上的最高成就。身为现代人,如果不曾“了解”一点点量子论,就如同没有上过因特网,没有写过电子邮件一样,可算是人生的一大遗憾啊。
  这个世纪幽灵,披着层层的面纱,多少人想要描述其面纱下的容颜,从而创造出了对量子力学的种种诠释。有的人想用统计来解释它,有的人创造了多个平行世界的模型,有的人使用波函数塌缩,有的人提出隐变量理论,还有人倡导交易诠释、随机诠释、退相干诠释等等,各种诠释数不胜数,各种观点莫衷一是。在本书中,我们将主要使用所谓“正统诠释”,也就是以量子力学创始人玻尔为代表的哥本哈根学派的诠释,来介绍量子力学,来带你走近量子纠缠。
  可是,人类什么时候才能真正揭开它神秘的层层面纱,看清它的庐山真面目呢?这个跨越世纪的幽灵!

 

张天蓉
2013年1月

目录:

序一(i)

序二(iii)

前言(v)

第一章从“薛定谔猫”谈起(1)

第二章量子“小妖精”(6)

第三章上帝掷骰子吗?(12)

第四章世纪之争(19)

第五章狄拉克的世界(25)

第六章纠缠着的妖精(30)

第七章哥本哈根最后一位大师(35)

第八章追寻爱因斯坦之梦(40)

第九章贝尔不等式(44)

第十章量子态、叠加态、纠缠态(48)

第十一章实验室中的光子(54)

第十二章实验给出最终判决(64)

第十三章幽灵成像和量子擦除(76)

第十四章何谓量子比特(82)

第十五章费恩曼先生敲边鼓(86)

第十六章三光子之舞(91)

第十七章量子加密(99)

第十八章量子计算机(105)

第十九章量子隐形传输(112)

第二十章连续变量也纠缠(120)

第二十一章世纪幽灵的面纱(125)

第二十二章破解“薛定谔猫”(128)

附录A狄拉克方程(131)

附录B希尔伯特空间和狄拉克符号(134)

附录C量子比特(137)

参考文献(139)



Copyright 2011 中国科学技术大学出版社
合肥市金寨路96号