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量子物理學是當年最出色和最富激情的一代物理學家們集體努力的成果,是由眾多耀眼的群星共同創建起來的豐碑。量子力學的建立及發展過程不愧為一個奇跡,其歷時之久、人物之眾、概念之深、爭論之劇,都是科學史上前所未有的。 那是一段群星璀璨、人才輩出的年代。普朗克、愛因斯坦、玻爾、德布羅意、玻恩、薛定諤、泡利、海森堡、狄拉克、貝爾……一個個閃光的名字!有開天辟地的老前輩、有思想深

世界上可能只有12個人能夠看懂相對論。“愛因斯坦曾說。但《時空本質：相對論的故事》這本書可讓每一個人都能看懂相對論。從牛頓力學等經典理論碰到的困難引出愛因斯坦建立相對論的思考和歷史過程。著眼於追尋自然和宇宙的本質問題，包括在科研前線的科學家正在思考、解決的問題。此外，你也可以讀到相對論的應用，及與相對論相關的天文學、宇宙學的前沿。

本書以講故事的方式，帶領讀者一步一步走近神秘的量子世界，很後走近更為神秘的量子糾纏。量子理論說起來神秘莫測，卻極大地影響了現代文明社會。計算機、網絡及通信技術近年來的突飛猛進，很大程度上可以說是建立在量子論發展的基礎上的。從1901年開始，100多年的諾貝爾物理學獎中，90%以上都頒發給了與量子論有關的課題。這個數字足以說明量子論對促進現代高科技的發展功不可沒。如今，量子糾纏現象的研究正在帶動量子

什么原因造成了摩爾定律的危機？誰來拯救它？電子技術背后有哪些物理理論？相關的物理學家們當前在研究些什么熱門課題？他們的研究成果能延續摩爾定律嗎？電子在半導體中是怎樣舞蹈的？此書將帶你走近與此有關的物理及工程領域，從回顧半導體以及電的歷史開始，到三只腳的魔術師—晶體管的發明；從原子模型的歷史演化，到熱門的自旋電子學研究，一直到目前的納米技術以及凝聚態中的前沿進展，諸如量子霍爾效應、拓撲絕緣體

雙胞胎同時落地，什麼情況下年紀竟會相差20歲？黑洞不僅不是洞，甚至還會逃逸？每天花著同樣時間、穿梭在不同空間，你真的懂「時空」嗎？那些你聽了也不一定能明白的悖論與定理，相對論這麼說……▎只要「逃」得比光速還快，就是黑洞！ 在物理學的專業術語中，恐怕很難找到一個詞比「黑洞」還更深入人心、更具有神祕魅力！而所謂「黑洞」，給它一個較通俗的定義就是：黑洞是一部分時空，其中的引力大到連光也不能逃離它！ 簡單來說，當往上抛一物體，用的力氣越大，落下回地面的時間便越長，而只要速度大到一定的數字，便能使物體繞著地球轉圈，若速度再加大，物體便能逃離地球引力進到宇宙空間，再也不回來。這就是所謂的「逃逸速度」，因此只要「逃逸速度」大於光速的天體，就叫黑洞！▎「黑洞權威」霍金，卻次次打賭都輸在黑洞問題？ 說到物理學家霍金，便讓人不得不聯想到黑洞，他也被大眾視為黑洞研究的權威，然而霍金曾以對黑洞的理解與物理學界的同行們打賭了三次，卻每次都賭輸？！ 現今引力研究領域的眾多物理學家當中，基普．索恩（Kip Stephen Thorne）是權威之一，他對於黑洞引力的研究之深，在黑洞問題上也不免讓黑洞專家霍金敗在他手上三次！▎孿生子悖論：時間絕不絕對？ 相對論將時間與空間的概念連結在一起，改變了傳統的時空觀，也因此衍生出許多悖論，其中最著名的便是「孿生子悖論」，試想，雙胞胎中的其中一人上了太空，過了數十年後回來，卻與另一人相差20歲？這有可能發生嗎？難道時間與空間的變換真的能讓一對雙胞胎的歲數有如此大的差距嗎？這其中靜止的時間與高速運動的對照又是如何計算、狹義相對論又是如何解釋？只能說，愛因斯坦究竟是怎麼想出這些東西來！【本書特色】：本書以宇宙的本質「時空」為題，談論與愛因斯坦相對論相關的幾個物理學原理，包括相對論悖論、引力與時空彎曲、黎曼幾何、黑洞與奇點等議題。從牛頓為起點，往後幾百年的物理學家都在探究這個宇宙的奧祕，本書以通俗易懂的方式解釋這些複雜的物理概念，無論是對物理學感興趣的讀者或是科學愛好者，都能讓你更深入洞察宇宙！

一本所有人都能輕鬆閱讀的相對論科普作品一窺愛因斯坦與20世紀物理學界的精采大戲◎當牛頓不再可靠：相對論與量子力學 19世紀末，牛頓力學和馬克士威電磁理論成果斐然。不過，科學畢竟是無止境的，晴朗的古典物理天空中慢慢地積累了兩片烏雲。而愛因斯坦生得「逢時」，他抓住了這兩片烏雲。他稍稍撥弄了一下第一片烏雲，一篇光電效應的文章，引出了量子的概念。後來，在許許多多物理學家的共同努力下，創立了量子理論。而第二片小烏雲，則引發了愛因斯坦的相對論革命。 量子論和相對論，分別適合描述遠離人們日常生活經驗的微觀世界和宏觀世界。兩個新理論的誕生需要人們轉變觀念，因為這兩個理論導致了許多與人們生活經驗不符的奇怪現象，諸如量子力學中的「薛丁格的貓」、本書中將要介紹的「孿生子悖論」等。 有位詩人為牛頓寫下幾句令人感動的墓誌銘： 「上帝說，讓牛頓降生吧。於是世界一片光明。（God said, Let Newton be! and all was light.）」 另一位詩人則在後面加上了兩句玩笑話： 「魔鬼撒旦說，讓愛因斯坦出世吧。於是，大地又重新籠罩在黑暗之中（But Satan brought Einstein to the fore. Now all is dark, just as before.）。」◎愛因斯坦的鎖：廣義相對論的數學功臣黎曼幾何 愛因斯坦曾經在一次演講中談到數學和物理的關係時作了一個比喻。大意是說，如果沒有幾何只有物理，就好像文學中沒有語言只有思想一樣。的確如此，愛因斯坦對時間、空間非同尋常的見解，對重力、加速度等效而使得時空彎曲的幾何思想，令他感到無比快樂而著迷。因此，他當時感到急需找到一種合適的語言來描述他的物理概念，說出他深奧的思想！這是一種什麼樣的語言呢？在建立廣義相對論的過程中，愛因斯坦迷惘而困惑了好幾年，直到1912年的一天，他突然想到，解開祕密的鑰匙似乎就是高斯的曲面論。於是，他立刻請教好友格羅斯曼。完全出於他的意料之外，格羅斯曼告訴他，比高斯的曲面論更進了一步，半個世紀之前的黎曼，已經幫他的重力理論想出了一個完美的數學結構：黎曼幾何。 數學，特別是黎曼幾何，無疑對愛因斯坦創立廣義相對論有至關重要的作用。儘管愛因斯坦曾經被數學老師稱為懶狗，大眾中還傳說他數學曾經不及格之類的謠言，但那都不是一個真實的愛因斯坦。其實，愛因斯坦並不缺少數學天賦

愛因斯坦逝世後，物理學家們在這條統一路上，又走過了一個甲子的歷程。六十年的風風雨雨，點點滴滴，理論物理學家們作了些什麼？統一之路如今走到了哪裡？前途如何？本書作者從介紹牛頓力學、量子力學開始，到數學中的群論、對稱守恆原理，再介紹標準模型、規範理論、量子場論、費曼路徑積分、費曼圖等等，讓讀者對理論物理中的“統一”大框架，特別是主流物理界公認的“標準模型”，有一個基本認識。最後，也探討一下統一理論與大

盡管是數學科普書，但盡量避免使用公式，少量的公式和推導將會被收集在附錄中。因為公式都可以在相關的教科書里找到，科普書不同于教科書，科普書的目的是激發讀者對該學科的興趣，進而帶領讀者輕松入門。實際上，很多學生（特別是中國學生）所缺少的不是公式和運用公式來進行計算的技巧，而是建立公式和理論時，科學家們的思路歷程。科學家們是如何發現問題的？他們歷經了一些什么樣的困難？他們又是如何想到了解決問題的方法的？

作者以宇宙學研究中的一個個問題為牽引，把數學、物理、天文等不同學科的知識融會貫通，整合起來，分析問題、解決問題，是跨學科學習的一個典範。 本書採用了大量古代科技史的素材，讓讀者回到人類歷史的現場。隨著現代科技的快速發展，前沿科學離普通人越來越遙遠，一些人已經被拋下這列高速行駛的列車，很難理解科學家在做什麼，為什麼要這麼做，很難理解他們在做的事情與我們的日常生活有什麼聯繫。本書詳細介紹了古人認識宇宙的過程，帶領讀者回到科學研究的原點，展現人類認識宇宙的關鍵過程。這對青少年而言尤為有益。還原科技史的現場對青少年學習科學極有幫助，也是很多中小學老師在課堂上可以借用的重要學習材料。 本書有大量專業圖片，對讀者了解本書內容、直觀了解人類對宇宙的探索過程起到了很長好的輔助作用。書中有20余個二維碼，是作者對相關宇宙知識的拓展介紹，豐富並外延了全書內容。

愛因斯坦逝世後，物理學家們在這條統一路上，又走過了一個甲子的歷程。六十年的風風雨雨，點點滴滴，理論物理學家們作了些什麼？統一之路如今走到了哪裡？前途如何？本書作者從介紹牛頓力學、量子力學開始，到數學中的群論、對稱守恒原理，再介紹標準模型、規範理論、量子場論、費曼路徑積分、費曼圖等等，讓讀者對理論物理中的“統一”大框架，特別是主流物理界公認的“標準模型”，有一個基本認識。然後，也探討一下統一理論與大爆炸宇宙學、暗物質、暗能量的關係，以及標準模型的困難和局限，簡要地介紹包括弦論、M理論、弦網等概念，讓讀者不僅領略到理論的美妙，科學家的追求，也體會到科學研究的艱辛，激勵年輕人對探索自然規律的願望和好奇心，踏進科學的大門。

《科學傳奇》以歷史上的重大科學事件和科學人物為線索，梳理科學發展的歷程，講述思想觀念變革創造的傳奇。從科學起源的古希臘，到中世紀的阿拉伯，到文藝復興及科學革命的歐洲，再到如今全球範圍內蓬勃發展的現代科學，書中對幾乎所有里程碑式的事件都有提及。此外，對物理和生物這兩大分支的展開論述，對宇宙的本質和“我”的由來這兩大終極問題的探索，對生命如何起源，意識如何形成的追問，更是讓科學變得深邃。科學不是孤立於

20世紀以來物理學革命大事記 × 歷久不衰的量子力學重要論戰 不僅是物理學家大放異彩的年代， 更是人類科學史上光輝燦爛的一頁！ 科普作家張天蓉再次重磅出擊， 帶你一窺當今所有科技文明發展的起源！ ◎人們常說的量子，究竟是什麼？ 有人說：「量子不就是電子、光子什麼的，很小很小的粒子嗎？」這句話不完全正確：量子不是任何粒子，但的確和「很小」有關！ 一般來說，量子不是實物，而只是一種理論，一種說法，一種概念。固然，歷史上也用過「光量子」一詞，但實際上它就是光子。所以，一般不將「量子」看作粒子，而用它代表對量子力學、量子理論、量子現象等這些描述微觀世界之物理概念的一種泛稱。 量子一詞來源於拉丁語，原意是不可分割，指的是物理量的不連續性，象徵微觀粒子運動狀態的物理量只能採取某些分離的數值，也叫做被「量子化」。 可以用日常生活中的例子，如斜坡和樓梯，來比喻量子化。斜坡代表連續的高度變化，而樓梯則是「量子化」後的高度變化。 ◎從物理學中的「小烏雲」到量子力學 量子力學的建立和發展主要分為幾個階段。起初20多年是萌芽期，經典物理漸漸碰到了與實驗結果不相符的困難。1900年，普朗克在經典框架下引進「量子化」的想法來解決黑體輻射問題；之後，愛因斯坦等人繼承其方法，解決了許多問題。這段時間之學說被稱為「舊量子論」，象徵著尚未建立系統的理論，只是對經典物理的某種「修補」。 德布羅意提出物質波思想，接著有海森堡和玻恩、約爾旦一起創建了矩陣力學；不久後，薛丁格波動方程式問世；又過了幾年，英國物理學家狄拉克導出了將相對論和電子自旋包括在內的狄拉克方程式。因此，在不到10年的時間內，量子理論飛速地創建和發展起來。有別於普朗克時代的舊量子論，人們將這一時期的理論稱為「新量子論」，也就是如今我們所說的量子力學。 ◎不容錯過的「波愛之爭」，到底在吵什麼？ 在經典物理學的框架中，不確定性是來自於我們知識的缺乏，是由於我們掌握的資訊不夠。一般認為，在不確定性的背後，隱藏著一些尚未發現的「隱變數」，一旦找出了它們，便能避免任何隨機性。或者說，隱變數是經典物理中機率的來源。 那麼，量子物理中的機率，是否也是由更深一層的「隱變數」所產生的呢？ 這個問題又使得物理學家們分成了兩大派：一派是愛因斯坦為首的「隱變數」派，認為一定是某些隱變數在發揮作用，使得

一切都在變化，一切都難以確定，世界可以說是由變量構成，人人都有必要學點概率論，把世界看的更清晰。 書中介紹的著名趣味概率問題包括賭博點數分配問題、賭徒謬誤、高爾頓釘板、幾何概型悖論、酒鬼漫步、德國坦克問題、博士相親、中國餐館過程等。通過討論這些簡單有趣的例子，讓讀者了解概率統計中的重要概念，諸如隨機變量、期望值、貝葉斯定理、大數定律、中心極限定理、馬爾可夫過程、深度學習等等。讓年輕人從游戲和趣題中

《世紀幽靈：走近量子糾纏（第2版）》以講故事的方式，帶領讀者一步一步走近神秘的量子世界，後走近更為神秘的量子糾纏。量子理論說起來神秘莫測，卻極大地影響了現代文明社會。計算機、網絡及通信技術近年來的突飛猛進，很大程度上可以說是建立在量子論發展的基礎上的。從1901年開始，100多年的諾貝爾物理學獎中，90%以上都頒發給了與量子論有關的課題。這個數字足以說明量子論對促進現代高科技的發展功不可沒。如今，

這是一本關於量子力學的入門級科普讀物。在這本書裡，我們會瞭解到許多奇特的新概念、新理論，看到很多不可思議的實驗，它們可能乍看上去非常違背我們日常生活中的直覺，但仔細瞭解後，你就能發現它們實際非常有趣。它們不僅存在於物理學家的頭腦中，還在一步一步地走進現實，成為人類社會未來發展的重要驅動力。除了奇妙的科學新知，本書還會提到多位與量子力學有關的科學家，他們中有的我們耳熟能詳，有的卻不那麼為大眾所知。讀