科学新悦读文丛：有趣的让人睡不着的量子论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 佐藤胜彦 著，孙羽 译

图书标签:

• 量子力学
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• 新悦读文丛
• 量子世界
• 现代物理
• 科学普及

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115414311

版次：1

商品编码：11912598

包装：平装

丛书名： 科学新悦读文丛

开本：32开

出版时间：2016-05-01

用纸：胶版纸

页数：189

字数：105000

正文语种：中文

编辑推荐

　　大名鼎鼎的"薛定谔的猫"的是怎么回事？　　爱因斯坦的相对论又和量子论有着什么千丝万缕的联系？　　光的本质是什么？　　大自然的真面目又是什么？　　这些奇妙的问题，在本书中你将都会得到妙趣横生又浅显易懂的解答！　　跟这本书来走进量子的奇妙世界吧！　　这是一本带你轻松走进物理世界的入门书！　　这是一本有趣的让你睡不着的科普书！　　这是一本印刷50多次，畅销日本10年，销量超过30万册的畅销书！

内容简介

　　《科学新悦读文丛：有趣的让人睡不着的量子论》是一本能让你轻松了解物理学世界的入门书，是一本有趣的让你睡不着的科普书。与相对论同样重要的是被称为现代物理学另一支柱的量子论。从人类的构造和进化到宇宙的起源，量子论这个物理法则帮我们阐明了各种现象，让我们看到了未知世界的精彩。
　　在《科学新悦读文丛：有趣的让人睡不着的量子论》中，作者使用大量一目了然的图表和插图，以及生动趣味的语言，为读者深入浅出地解说了晦涩难懂的量子论的重点知识。
　　《科学新悦读文丛：有趣的让人睡不着的量子论》适合广大的科普爱好者，尤其是青少年科普爱好者阅读。

作者简介

　　佐藤勝彦（1945年8月30日-），日本的天体物理学家，专业是宇宙学。　　1945年生于香川县，1973年京都大学研究生院理学研究科物理学专业博士课程结业。曾任北欧理论原子物理学研究所客座教授、京都大学理学部副教授，现任东京大学研究生院理学系研究科教授。理学博士。专业方向为宇宙论及宇宙物理学。　　1981年，提倡“宇宙膨胀理论”，出任国际天文联合会宇宙论委员会委员长，引领世界宇宙论研究。1990年获得仁科纪念奖。

内页插图

目录

序章　欢迎来到量子论的世界
两位天才科学家和猫的“量子论特别报道”
揭开世纪对话的序幕
支撑现代物理学的量子论
量子论将微观物质看作“波”
无法看到作为波的电子
大自然的真面目超乎常识？
既生又死的猫？
向量子论的仙境进军

第一章　量子的诞生——量子论的前夜
围绕光的真面目展开的历史
最初的“量子”？
从光的研究产生出的量子
光的本质究竟是粒子还是波？
波的波长、振幅和振动频率
光是波的决定性证据
光是电磁波的一种
电磁波的波长和种类
光的两个未解之谜
光能用“整数值”表示
从熔炉中产生的量子
分析光谱的分布
黑体放射的光谱分布
理论上的光谱分布线呈逐渐上升趋势
具有无限能量的光？
光能成了“小颗粒”？
不用hv单位便无法解释？
量子和最小单位量
革命性的猜想：不连续的量
无法被自己理论说服的普朗克
光的本质是粒子？
什么是光电效应？
爱因斯坦的光量子假说
光既是粒子也是波
真正打开量子论的大门

第二章　进入原子内部的世界——早期量子论
探索原子的构造
所有的物质都是由原子构成的
电子的发现
思考原子内部的构造
原子的中心有原子核
为什么原子不会被破坏？
电子也受到“整数”的制约
玻尔的原子模型问世
气体发光的光谱
氢原子的光谱有着不可思议的方程式
巴耳末系无法用卢瑟福的原子模型进行说明
玻尔的大胆无畏的假定
轨道半径只能为整数值
电子的定态和迁移
在原子构造中登场的量子
玻尔的量子化条件守护着电子
可以解释氢原子放出的光的频率
巴耳末系表示电子迁移到n=2的轨道时释放的光
为什么原子会放光？
玻尔的“早期量子论”漏洞百出？
早期物理学——迈向量子物理学的桥梁
革命性的理论从年轻的头脑中产生

第三章　想看却看不见的波——量子论的完成
将电子看作波
探索玻尔假设的根据
电子和所有物质都是波？
电子的波围绕在原子核的周围旋转
“电子=波”是量子化条件的根据
电子真的是波吗？
薛定谔方程式的诞生
全新的天才薛定谔的登场
表示物质波的波函数ψ
波函数ψ是复素数的波
用图表示波函数
电子以散布状态存在吗？
波函数的概率解释
电子的波可以一分为二吗
被一分为二的是“概率”
波函数用来表示可以发现电子的概率
波函数的大小和电子的发现概率之间的关系
位于不同位置状态重合的电子
观测的时候电子的波发生收缩
看不见的波不要去考虑
量子论的主流——哥本哈根解释
明确微观世界的物理法则
反对概率解释的爱因斯坦等人
微观世界的未来由掷筛子决定?
上帝不喜欢掷筛子游戏

第四章　探求自然本来的面貌——逼近量子论的本质
电子有“两张面孔”
电子真的是波吗？
展示电子具有波动性的实验
电子出现的干涉条纹
一个电子也具有波的性质
电子和自身发生干涉？
电子的到达位置可以进行概率预测
电子是“双重人格”一样的存在？
为什么棒球无法显示波的性质？
宏观世界也会呈现波的性质
不确定性原理
电子真的能通过双狭缝吗？
想要预测电子的通过位置，会发生怎样的情况？
微观世界受到的观测影响
微观世界不可避免的不确定性
位置和动量无法同时确定
受到波函数影响的电子的位置和动量
在那里可以成立的在这里却不能成立
自然的本质是“不确定”的
不确定性是由于知识不足导致的吗？
月亮只在看的时候才存在吗？
爱因斯坦主张的“隐藏的变数”
爱因斯坦的反论——EPR悖论
“观察到粒子”的消息瞬间传播有些奇怪？
瞬间的远距离作用真的存在吗？
月亮是因为被看见才存在的吗？
矛盾的事物互补的世界

第五章　分支的世界——探求解释问题
薛定谔的猫
薛定谔的巨大不满
思考实验“薛定谔的猫”
“半生半死”是什么意思？
观察行为能够决定猫的生死？
微观和宏观不可分开思考
有解开悖论的方法吗？
多世界诠释
波的收缩无法用薛定谔公式推导？
如果认为波不会收缩会怎样？
研究生艾佛雷特的“平行宇宙理论”
在另一个世界与自己相遇？
电子位于不同位置的复数的世界
用多世界诠释思考“薛定谔的猫”
用多世界诠释思考“电子的双狭缝实验”
猫不会发生干涉？
世界真的发生分支了吗？
解释问题没有定论

第六章　面向终极理论——量子论开创的世界
明确解释各种现象的量子论
电子的量子数和泡利原理
电子轨道的真面目
量子论是物理和化学的结合
不遵循泡利理论的玻色粒子
催生出半导体元件的量子论
通过能量壁垒的量子隧穿
和电子性质相反的“反电子”的发现
量子论的发展和将来
“场量子论”的诞生
真空中粒子和反粒子永不停止地生成和消亡
基本粒子物理学的诞生和发展
朝永博士和量子电磁学
量子宇宙论的发展
量子论和相对论的融合尝试
量子计算机能否实现？
终极的保障——量子密码
21世纪的革命性理论今天在哪里？

精彩书摘

　　《科学新悦读文丛：有趣的让人睡不着的量子论》：
　　光能用整数值表示
　　从熔炉中产生的量子
　　前面我们已经介绍过有关量子诞生的普朗克的能量量子假说。前文已经介绍过，量子是在研究加热物质的温度与其所释放的光的颜色的关系过程中被发现的。这一研究最初是为了准确地了解熔炉中的铁矿的温度。所以，我们可以说，量子是从熔炉中产生的。
　　让我们来介绍一下当时的社会背景。19世纪后半叶，普朗克的祖国德国以普鲁士王国为中心实现了期待多年的统一，同时赢得了与邻国法国之间的普法战争，获得了巨额的赔偿金以及阿尔萨斯、洛林作为割地。这一地区以盛产石灰石和铁矿石而闻名，因而将这些矿石作为原材料，投入熔炉进行冶炼的炼铁行业得到了飞速的发展。
　　为了能够炼出优质的铁，需要掌握熔炉中准确的温度，通过控制温度进行炼制。但是，当时尚不存在能够测量几千摄氏度高温的温度计。因此，人们只能通过观察熔化的铁矿石的颜色来判断其温度。红黑色的为1000摄氏度左右；通红色则为2000摄氏度左右；如果放出了白色的光，则证明温度更高。但是这些只能通过炼铁工匠的经验和直觉进行判断，之后再进行操作。
　　这样的操作存在着巨大的误差。因此，业界提出了要求，希望能够从理论上更加准确地把握发热物质的温度和其放出的光的颜色之间的关系。于是，很多物理学家开始针对这个问题进行研究，普朗克就是其中之一。
　　分析光谱的分布
　　前面我们提到过，被加热到红黑色的铁矿能达到1000摄氏度左右，通红色可以达到2000摄氏度左右。当铁矿被加热到变为通红色的时候，便会放出通红色的光，但是，这个过程并不是只放出红色的光。
　　一般来说，自然界能够观测到的光，并不是只由单一颜色的光组成的，而是由多种颜色的光组成的，其中最典型的例子就是太阳光。我们通过棱镜，可以发现太阳光是由多种颜色的光共同组成的。其中最亮的光（强度最大的光）的颜色，会被我们认为是该物体的颜色。例如，在太阳光中，强度最大的光是黄色光，因此太阳光看起来便呈现黄色。
　　……

前言/序言

科学新悦读文丛：宇宙的奥秘与生命的起源 导言 我们所处的宇宙，宏大而深邃，充满了无数尚未解开的谜团。从星辰的诞生到生命的演化，每一次科学的突破都如同照亮黑暗的火炬，揭示出自然界深层的运作规律。本套“科学新悦读文丛”旨在带领读者深入探索这些迷人的领域，以生动、严谨的方式解读当代科学的前沿发现，激发对未知世界的好奇心与求知欲。 第一册：星辰的史诗——宇宙的诞生与演化 第一章：时间之初：宇宙大爆炸的图景 本书从宇宙学的基石——大爆炸理论——开始，详细描绘了宇宙从一个密度极高的奇点膨胀至今的宏伟历程。我们将探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其对早期宇宙状态的指示意义。通过对哈勃常数和暗能量的研究，读者将理解宇宙目前的加速膨胀趋势，以及我们如何通过观测遥远星系来回溯时间的轨迹。我们将深入解析标准宇宙学模型（Lambda-CDM模型）的构成，解释暗物质和暗能量在宇宙结构形成中所扮演的关键角色。 第二章：恒星的生与死：宇宙的炼金术 恒星是宇宙中最活跃的“工厂”。本章聚焦于恒星的诞生——从巨大的分子云如何坍缩形成原恒星，到核心区域的点燃核聚变反应。我们将详细介绍主序星的生命周期，以及不同质量恒星的终极命运。红巨星的膨胀、超新星的壮烈爆发，以及中子星和黑洞的形成，都将被置于清晰的物理框架下进行阐述。特别是，我们将探讨超新星爆发如何将碳、氧、铁等重元素播撒到宇宙空间，为新一代恒星和行星系统的形成奠定物质基础。 第三章：星系的形态与结构 我们的太阳系位于银河系之中，而银河系只是宇宙中数以万亿计星系中的一员。本章将分类介绍不同类型的星系，包括旋涡星系、椭圆星系和不规则星系。我们将讨论星系如何通过引力相互作用、合并和吞噬来演化。特别关注星系中心超大质量黑洞的作用，它们如何通过喷流和辐射影响宿主星系的恒星形成速率，形成星系与星系团的“宇宙网”结构。 第四章：系外行星的搜寻与宜居带 对地外生命的探索是现代天文学最激动人心的前沿。本章系统介绍寻找系外行星的主要方法，如凌星法和视向速度法。我们将回顾开普勒望远镜和TESS任务的重大发现，探讨“超级地球”和“迷你海王星”等新奇行星类型。重点分析宜居带（Goldilocks Zone）的概念，讨论液态水存在的必要条件，并展望詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对系外行星大气层化学成分的分析，以期发现生命的生物印记（Biosignatures）。 第二册：生命的蓝图——起源、演化与未来 第五章：地球的创世记：生命起源的化学之路 生命是如何从无机物中诞生的？本章深入探讨生命起源的假说，从米勒-尤里实验重现的早期地球环境，到关于核糖核酸（RNA）世界假说的探讨。我们将分析深海热泉、粘土矿物表面催化等关键理论，阐述氨基酸和核苷酸如何聚合形成更复杂的分子结构。本章旨在提供一个从有机化学到生物化学的过渡视角，描绘第一个自我复制单元形成的可能路径。 第六章：生命的演化之树：从单细胞到复杂生命 本书将追溯生命在地球上近四十亿年的演化历程。重点解析关键的演化转折点：如真核细胞的出现（内共生学说），多细胞生物的兴起，以及寒武纪生命大爆发所带来的物种多样性激增。我们将讨论化石记录的证据，以及分子生物学工具（如基因组测序）如何帮助我们重建生命之间的亲缘关系，绘制出更加精细的“生命之树”。 第七章：基因的语言：遗传学的核心原理 遗传物质的发现是生物学领域最伟大的成就之一。本章将清晰地解释DNA的双螺旋结构及其复制机制。围绕中心法则（从DNA到RNA再到蛋白质），读者将学习到基因表达的调控方式，以及突变如何在种群中引入遗传变异。我们还会介绍孟德尔遗传学的基本规律，以及现代基因组学如何改变我们对疾病、进化和个体差异的理解。 第八章：人类的旅程：古人类学与认知革命 本章将聚焦于人类自身的演化故事。从最早的南方古猿到智人（Homo sapiens）的崛起，我们将审视关键的化石发现，如“露西”和图尔卡纳男孩。讨论直立行走、脑容量增大和工具制造等适应性优势如何推动了人属的扩散。最后，我们将探讨认知革命的意义，即语言、艺术和抽象思维的出现，这些非生物学因素如何最终将人类塑造成今天的样子。 结语 宇宙的广阔和生命的复杂性构成了我们认知世界的两大支柱。本套丛书力求在宏观的宇宙尺度和微观的分子尺度之间架起桥梁，展示科学探索的连续性和统一性。阅读本书，即是参与一场跨越数十亿年的对话，理解我们所处的世界并非静止不变，而是一个充满活力、不断演进的奇迹。未来的探索才刚刚开始，而科学的光芒将继续照亮前方的道路。

评分☆☆☆☆☆

最近翻了几本关于物理学的科普读物，发现它们各有千秋，也让我对这个领域有了更深的认识。其中有一本，名字听起来就很吸引人，虽然我还没有真正开始阅读，但光是想象其中的内容就已经充满了期待。我个人对那些能够将复杂概念用通俗易懂的方式解释清楚的书籍情有独钟，因为它们能够帮助我这个非专业人士窥探到科学的魅力。我喜欢那种字里行间都透露着严谨又不失趣味的表达方式，就像一位经验丰富的向导，一步步带领我穿越知识的迷宫。我希望这本书能够深入浅出地讲解一些前沿的物理学理论，比如宇宙的起源、黑洞的奥秘，或者粒子世界的奇妙现象，并且能够用生动形象的比喻来阐述那些抽象的概念，让我在阅读的过程中能够产生强烈的共鸣，甚至激发我进一步探索的兴趣。有时候，一本好的科普书不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的启迪，它能教会我如何去思考，如何去质疑，如何在浩瀚的知识海洋中找到属于自己的方向。我期待这本书能够带给我这样的体验，让我的阅读之旅充满惊喜和收获，同时也能够拓展我的视野，让我对这个充满未知的世界有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

我最近对人工智能和计算科学领域产生了浓厚的兴趣，也因此接触了不少相关的科普书籍。我喜欢那种能够将抽象的算法、复杂的模型，通过清晰的逻辑和生动的例子展现出来的作品。其中一本我读过的书，就很好地解释了机器学习的基本原理，以及它如何在我们的日常生活中发挥着越来越重要的作用，比如智能推荐、语音识别等等。作者用了很多生活化的比喻，让我这个对编程了解不深的人也能大致理解那些复杂的概念。我非常期待能够找到一本更深入的、能够探讨人工智能的未来发展，以及它可能带来的伦理和社会影响的书籍。我设想着，一本优秀的科普读物，能够帮助我理解人工智能的“思考”方式，它与人类智慧的异同，甚至能够引发我们对于“智能”本身的哲学思考。我希望这本书能够用引人入胜的叙述，带领我走进数字世界的深邃之处，去探索那些由代码构建的奇妙疆域，并且对这个日新月异的领域有一个更清晰、更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，我最近接触的几本关于宇宙学和天体物理学的书籍，着实让我大开眼界。我尤其喜欢那些能够描绘出宇宙宏大图景，并且深入探讨其背后原理的作品。一本我近期阅读的书，就恰好满足了我的这一需求。作者用一种非常写意的方式，将星系的形成、恒星的演化以及黑洞的神秘面纱一点点揭开。我最欣赏的是他对于引力波的描述，那种无形的涟漪如何穿越时空，传递着宇宙深处的信息，听起来就像一场史诗般的交响乐。而且，书中还穿插了许多科学家们在探索过程中遇到的挑战和有趣的轶事，这让原本可能枯燥的理论变得鲜活起来。我曾想过，如果能有一本书，能够将量子力学中那些令人费解的叠加态、纠缠态，甚至是薛定谔的猫的悖论，都用一种更直观、更有故事性的方式呈现出来，那该有多么棒。我期待的是那种既有严谨的科学推演，又不失文学的感染力，能够让读者在轻松愉快的阅读体验中，潜移默化地理解那些看似遥不可及的科学概念。

评分☆☆☆☆☆

最近沉迷于一系列关于生命科学的科普读物，特别是那些深入探讨人类基因、进化历程以及大脑奥秘的书籍。我一直对生命体的复杂性和多样性感到着迷，总觉得这其中蕴藏着无穷的智慧和未解之谜。一本我近期翻阅的书，就给我留下了深刻的印象。作者以极其细腻的笔触，描绘了DNA双螺旋结构的发现过程，以及它如何承载着生命的遗传信息。我尤其对书中关于基因编辑技术的部分感到震撼，它似乎预示着人类在改造自身和治疗疾病方面拥有了前所未有的能力。我希望能读到更多这样能够引领我思考生命本质、探索生命边界的著作。我设想着，如果有一本书，能够将细胞的运作机制，从微观粒子的相互作用到宏观的生命活动，都描绘得像一幅幅生动的画卷，并且能够解答诸如“意识是如何产生的？”“我们是如何感知世界的？”这些古老而又深刻的问题，那将是一次多么美妙的智识之旅。我期待这样的书籍能够带来启发，让我对生命这个最伟大的奇迹有更深层次的敬畏和理解。

评分☆☆☆☆☆

近期我着迷于一系列关于数学原理和逻辑思维的书籍，因为我一直认为数学是理解世界最基础、最强大的语言。一本我近期阅读的书，就以一种非常有趣的方式，探讨了数学在日常生活中的应用，从概率论如何帮助我们做出更好的决策，到几何学如何影响我们的建筑和艺术。作者的讲解方式非常巧妙，他能够将那些看似枯燥的公式和定理，转化为一个个引人入胜的故事，让我仿佛在玩一场智力游戏。我希望能够找到一本更深入探讨数学思想本质的书籍，例如那些关于无穷的悖论、数论的奥秘，或者是混沌理论的迷人之处。我设想，一本能够用清晰的逻辑、精妙的论证，带领我领略数学之美的作品，它不应该仅仅是公式的堆砌，而是能够展现出数学内在的优雅和力量，让我感受到人类智慧在探索抽象世界时所迸发出的璀璨光芒。我期待这样的书籍能够锻炼我的逻辑思维能力，并让我对那些隐藏在现象背后的数学规律有一个更深刻的洞察。

评分☆☆☆☆☆

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好评只为京豆

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非常不错的选择，价格也实惠！！！

评分☆☆☆☆☆

东西很好，物流也超级快。

评分☆☆☆☆☆

一般，比较浅，高中生水平，适合中学生看

评分☆☆☆☆☆

看得心潮澎湃

评分☆☆☆☆☆

1.量子力学目前快成了玄学了，所以需要好好学习。

评分☆☆☆☆☆

看得心潮澎湃

评分☆☆☆☆☆

不错的书，值得购买，意外的收获