10分鐘說量子 閆文成 馬春旺 黃宇 9787535092182 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
世界究竟是由什麼組成的？物質是無限可分的嗎？
如果存在物質最小單元，那麼它們遵循的物理規律是什麼？
本書包含了，粒子與波動的困惑；原子的秘密；量子的機制；量子那些奇奇怪怪的行為；量子如何深入我們的生活；量子與計算、通信的交疊；量子如何改變我們的未來等7章內容。

目錄
引言
第1章 粒子與波動的困惑
1 1 宇宙里的那一縷光
1 2 粒子波動的世紀之爭
1 3 光的能量是不連續的
第2章 原子的秘密
2 1 物質世界的磚塊
2 2 深入原子內部
2 3 發光的原子
2 4 玻爾一索末菲原子模型
第3章 量子的機制
3 1 狀態波函數假說
3 2 力學量算符假說
3 3 波函數概率分佈假說
3 4 薛定諤方程假說
3 5 全同性粒子假說
3 6 非相對論量子力學的不足與發展
第4章 量子那些奇奇怪怪的行為
4 1 薛定諤愛擼貓：量子疊加態
4 2 量子喜舞蹈：量子相干態
4 3 電子能穿越：量子隧穿效應
4 4 光子會糾纏：量子糾纏效應
4 5 量子如何構造世界
第5章 量子如何深入我們的生活
5 1 半導體與信息時代
5 2 超越自由的超導體
5 3 萬千變化的磁性
5 4 無處不在的電磁波
第6章 量子與計算、通信的交疊
6 1 什麼是計算和計算機
6 2 量子計算與量子計算機
6 3 量子通信
第7章 量子如何改變我們的未來
7 1 量子讓能源更充足
7 2 量子讓交流更通暢
7 3 量子讓文明更久長

前言/序言
量子觀世界
量子的概念起源於人類
對微觀世界的刨根究底。即
世界究竟是由什麼組成的？
物質是無限可分的嗎？如果
存在物質最小單元，那麼它
們遵循的物理規律是什麼？
量子這個詞彙其實是形容詞
，它意思是「可以分為一份
一份的」。例如宏觀的物質
，是一份一份的最小微觀物
質單元組合而成的。而看似
連續變化的能量，也存在最
小的能量單元。這個概念看
似有點「反直覺」，實際上卻
也符合我們生活的直覺。舉
例來說，我們初學數學的時
候，數數都是1、2、3、4
、5這樣的整數，我們可以
認為一堆沙子，就是許許多
多顆粒組成的，顆粒有大有
小，但都是整數個。我們上
樓梯的時候，台階總是一級
一級的，不會有半級的台階
。到了微觀世界，那一份一
份的東西，就是「量子」。
有趣的是，人類對量子
最早的認知，正是從看似非
常連續化的可見光的研究開
始的。從歷史上數次交鋒的
「波動說」和「粒子說」，到麥
克斯韋方程組預言電磁波，
再到黑體輻射數據分析帶來
的「紫外災難」，太陽連續光
譜中暗線、氫原子或鹼金屬
的分立光譜等，人們逐漸認
識到原來我們如此熟知的光
，它並不是「源源不斷」的，
而是存在最小的能量單元—
—「光子」。在對光的本質不
斷深入認識下，人們意識到
不僅是光，微觀世界的許多
物質單元，比如氫原子里的
電子，它的能量也是「量子
化」的。就像微觀世界里的
台階，粒子的能量只能一級
一級躍遷，而不能待在兩個
台階中間的其他狀態。
正是如此，我們在宏觀
尺度下習以為常的一些「認
知」，到了微觀量子世界，
似乎被徹底顛覆了。諸如「
狀態波函數」「力學量算符」「
粒子波動方程」「全同粒子」「
正反粒子對」等概念紛至沓
來，而許多嶄新的概念，如
「量子疊加態」「量子相干態」
「量子隧穿效應」「量子糾纏
效應」等，更是難以理解。
所謂「遇事不決、量子力學」
，或者「量子力學量力學」。
甚至物理學家們都認為：如
果一個人聲稱他懂了量子力
學，那麼他一定是沒有完全
懂量子力學。其實，這是因
為我們在試圖理解量子世界
物理的時候，往往喜歡把宏
觀世界的一些習慣思維帶入
進去。而物理學告訴我們，
物質的空間、能量、時間等
尺度，決定了它服從的基本
物理規律。所以，我們人類
擁有的「宏觀的經典腦袋」，
是永遠無法準確地理解「微
觀的量子世界」的。
然而，不管你懂或不懂
量子力學，量子都已經悄然
走進我們生活里了！如今其
實早已是量子時代，量子的
應用遍布生活中的電、磁、
熱、光等方面。基於對固體
材料導電性質的量子層面解
釋，我們理解了導體、半導
體和絕緣體，有了半導體芯
片和器件鑄就的整個信息產
業，還有高效節能的LED；
基於對物質磁性本質的量子
認識，我們發明了磁性存儲
、磁性探測和核磁共振等技
術；基於對電磁波譜的認知
，我們的通信技術得到了前
所未有的發展，激光、CT
、同步光源等應用已經比比
皆是。
所以，如果你還為不懂
量子而苦惱的話，你可能很
快就要落後于整個時代了。
因為，第二次量子革命已悄
然拉開了帷幕。高速發展的
量子計算，無論是比特數量
還是量子模擬能力，都已經
足以把經典計算機遠遠甩在
後面。而諸如遠距離量子通
信、量子密鑰分發、量子隱
形態傳輸等技術已經從實驗
逐步走向了實用化。最簡單
的量子隨機數晶元，可能是
下一代網際網路的硬體基石。
在基礎研究領域，人們對量
子本質的認知更加深刻，開
始思考諸如光子、電子等基
本粒子從何而來。科學家們
重新以「長程糾纏」的概念審
視「以太」的物理意義，甚至
認為我們整個宇宙，或許就
是一台超級量子計算機。
在很快就要到來的將來
，量子，一定會成為我們生
活中的日常。量子科技的普
及，會讓整個人類世界發生
翻天覆地的變化。到那個時
候，再想抓緊學點量子知識
，就晚了！
這本《10分鐘說量子》
，每個章節以最簡短的篇幅
，濃縮了量子方方面面的精
華。從人們如何認識量子開
始娓娓道來，到量子世界的
基本規則和典型現象，再到
量子對我們現代生活的影響
，以及未來迅速發展的量子
前沿科技，用一條最簡單粗
獷的線條，勾勒出量子的過
去、現在和未來。雖然說10
分鐘不會讓你讀懂量子，但
是希望你在認真翻閱本書之
后，能夠從此真正愛上量子
！