作品简介

量子究竟是什么?应当如何理解量子理论?大多数读者无不感到困惑。本书用平实易懂的语言介绍了贯穿整个20世纪的量子思想革命,向读者完整地展示了大自然神秘的量子本性。内容涵盖量子世界神奇在哪里?量子力学是怎样产生的?大自然的真实面貌是什么?为什么量子力学颠覆了人类认知?双缝干涉实验为什么揭示了量子力学深刻的奥秘?以及量子计算机、量子通信、量子人工智能等量子激动人心的新应用。《量子之道》没有铺陈深奥的数学知识,重在思路的贯通,不仅可以作为一般读者了解量子思想的普及读物,也可以作为量子理论初学者和研究者的参考书。

吴今培,教授、博士生导师、全国优秀教师、享受政府特殊津贴者,曾任长沙铁道学院、五邑大学副校长;受聘于中南大学、北京航天大学兼职博士生导师。代表性著作:《模糊诊断理论及其应用》(科学出版社),《智能故障诊断与专家系统》(科学出版社),《现代数据分析》(机械工业出版社),《系统科学发展概论》(清华大学出版社),《实用时序分析》(湖南科技出版社),《系统辨识》(中国铁道出版社),《实用元胞自动机导论》(第二作者,英文版,德国施普林格Springer出版社)。主要研究方向:智能系统与技术,系统理论与复杂性研究。

作品目录

  • 内容简介
  • 前言
  • 1 量子世界神奇在哪里
  • 1.1 上帝掷骰子吗
  • 1.2 光似波,又似粒子
  • 1.3 飘忽不定的幽灵——不能同时确定微观粒子的位置和速度
  • 1.4 微观粒子就像“孙悟空”,拔根猴毛就会出现很多小悟空
  • 1.5 微观粒子就像精通“穿墙术”的崂山道士
  • 1.6 微观粒子好像“双胞胎”,产生“鬼魅般的超距作用”
  • 2 量子力学是怎样产生的
  • 2.1 1900年,普朗克提出了量子概念
  • 2.2 1905年,爱因斯坦提出了光量子假设
  • 2.3 1913年,玻尔提出了量子化的原子模型
  • 2.4 1924年,德布罗意提出了物质波理论
  • 2.5 1924年,玻色提出了一种新的全同粒子的统计理论
  • 2.6 1925年,海森堡提出了矩阵力学
  • 2.7 1925,泡利提出了不相容原理
  • 2.8 1926年,薛定谔提出了波动力学
  • 2.9 1927年,海森堡提出了测不准原理
  • 2.10 1927年,玻尔提出了互补原理
  • 2.11 1928年,狄拉克提出了相对论性的波动方程
  • 2.12 1942年,费曼提出了路径积分法
  • 2.13 1964年,贝尔提出了贝尔不等式
  • 3 一个电子可以同时通过两条狭缝
  • 3.1 光的双缝干涉实验
  • 3.2 电子的双缝干涉实验
  • 3.3 单个电子的双缝干涉实验
  • 3.4 带探测器的单个电子双缝干涉实验
  • 3.5 单光子延迟选择实验
  • 4 大自然的真实面貌是什么
  • 4.1 微观物质的行为是不连续的,世界本质是量子化的
  • 4.2 微观物质的行为是不确定的,只能进行概率上的预测
  • 4.3 微观物质的行为要用波来描述,呈现波粒二象性
  • 5 琴箫合奏——EPR与量子猫
  • 5.1 两个基本概念
  • 5.2 EPR佯谬
  • 5.3 薛定谔的“猫”
  • 6 量子的迷人风采
  • 6.1 微观粒子的波粒二象性
  • 6.2 量子态叠加性
  • 6.3 量子隧穿效应
  • 6.4 量子态纠缠性
  • 7 量子力学的“华山论剑”
  • 8 为什么量子力学颠覆了人类认知
  • 8.1 牛顿时代
  • 8.2 爱因斯坦时空
  • 8.3 量子世界
  • 8.4 量子思维
  • 8.5 量子创新
  • 9 量子力学的哲学启示
  • 9.1 只有量子化,没有连续性——离散物质观
  • 9.2 只有概率,没有因果——概率统计观
  • 9.3 测得准这个,就测不准那个——不确定世界观
  • 9.4 我似粒子,也似波——互补世界观
  • 9.5 粒子是实在,还是幽灵——测量创造实在观
  • 10 量子力学的困惑
  • 10.1 “薛定谔猫佯谬”有没有结案
  • 10.2 波函数是物质波还是概率波
  • 10.3 谁坍缩了波函数
  • 11 梦幻的超算天才——量子计算
  • 1 1.1 经典计算机发展的瓶颈
  • 11.2 经典计算机与量子计算机的比较
  • 11.3 量子计算机的物理体系
  • 11.4 量子计算机的实用标准及原理样机研制
  • 11.5 量子计算机的基本功能
  • 11.6 量子计算机发展的困境
  • 12 信息绝对安全的保障——量子密码
  • 12.1 RSA密码系统
  • 12.2 量子密钥分发
  • 13 超越经典测量极限的技术——量子精密测量
  • 13.1 原子钟
  • 13.2 量子传感器
  • 14 走向未来的技术——量子人工智能
  • 14.1 移动革命
  • 14.2 人工智能
  • 14.3 量子人工智能
  • 15 深居闺阁的量子进入大众视野——“墨子号”成功发射
  • 16 尾  声
  • 16.1 量子化是世界的本质
  • 16.2 大自然遵循概率统计规律
  • 16.3 波函数包含了量子运动的全部信息
  • 16.4 波粒二象性是量子力学的灵魂
  • 16.5 量子世界允许非定域性
  • 16.6 量子力学对“测量”作出自己特有的解释
  • 参考文献
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