《双缝实验和量子力学：一个简单的光学实验如何串起不确定的量子世界与确定的经典世界》阿尼尔·阿南塔斯瓦米【文字版_PDF电子书_】
| 书名：双缝实验和量子力学 作者：阿尼尔·阿南塔斯瓦米 出版社：中信出版集团 译者：祝锦杰 出版日期：2024-6-30 页数：250 ISBN：9787521765083 | 7.9 豆瓣评分 | 点击喜欢 | 全网资源sm.nayona.cn |
内容简介：
诺贝尔奖得主、着名物理学家理查德·费曼曾说：“双缝实验包含了量子世界的全部奥秘。”
我们在中学物理课都会学到，一道光穿过两道狭缝后将会发生干涉形成明暗条纹，这就是众所周知的双缝实验。如果只让单个光子进入设备，光子竟然也会自己与自己发生干涉，在多次实验后同样形成明暗条纹。更神奇的是，一旦研究者试图探测光子到底通过了哪道狭缝，干涉条纹即刻就消失了，仿佛能感知到我们的意识一般。
托马斯·杨在19世纪早期设计了这个模型，以证明光像波一样运动，这与艾萨克·牛顿的粒子观点形成了鲜明的对比。近一个世纪后，阿尔伯特·爱因斯坦证明了光以量子或粒子的形式存在，这个实验成为爱因斯坦和尼尔斯·玻尔之间关于现实本质的激烈辩论的关键。可以说，双缝实验串起了人类对物质世界规律，乃至现实本质的探索。十年又十年，一个又一个假设，科学家们以这个实验为蓝本，回答了关于宇宙结构的越来越深的问题，它也催生了2022年诺贝尔物理学奖。
在这本书中，作者周游世界，穿越历史，深入探索了我们尚未了解的物质现实的最小尺度，为读者展现了一幅兼具科学与美感的画卷。
作者简介：
阿尼尔·阿南塔斯瓦米，《新科学家》杂志的前任副主编和现任顾问，加利福尼亚大学圣克鲁斯分校科学写作项目客座编辑。他为《国家地理新闻》《探索》等杂志撰稿，并且是美国公共广播公司(PBS)新星纪录片频道开设的博客“现实的本性”的专栏作者。他曾获得英国物理学会物理新闻奖和英国科学作家协会最佳调查新闻奖。他的shou部着作《湿婆之舞》被评为《物理世界》“2010年年度图书奖”。
目 录：
序言 大自然对我们的嘲弄 III
第1章 回顾双孔实验 001
理查德·费曼对中心谜题的解释
第2章 “存在”的意义是什么? 017
通向现实的道路：从哥本哈根到布鲁塞尔
第3章 现实与知觉 047
如何只用一个光子做双缝实验
第4章 神圣经文的启示 075
揭秘幽灵般的超距作用
第5章 擦除，还是不擦除 089
山顶实验带我们逼近真相
第6章 博姆狂想曲 121
显而易见的本体以显而易见的方式演化
第7章 找到最大的薛定谔的猫 155
将时空引入量子理论
第8章 修复丑陋的伤疤 181
名为多重世界的药方
后记 用不同的方式看待相同的事物? 213
注释 223
致谢 243
作者介绍 247
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摘要：阿尼尔·阿南塔斯瓦米的《双缝实验和量子力学：一个简单的光学实验如何串起不确定的量子世界与确定的经典世界》深入探讨了双缝实验这一经典物理实验如何揭示量子力学的基本原理。本书通过简单易懂的方式，将复杂的量子概念与经典物理的确定性对比，引导读者理解观察者效应、波粒二象性及量子叠加等核心内容。阿南塔斯瓦米不仅提供了实验的历史背景和实验过程，还探讨了其对科学哲学的深远影响。这篇文章将从四个方面详细阐述该书的主要内容及其重要性，为读者呈现一个更加清晰的量子世界。
1、双缝实验的历史背景
双缝实验起源于19世纪，最早由托马斯·杨于1801年提出。这个实验是研究光波干涉现象的关键，它显示了光的波动性。在实验中，光源通过两个狭缝投射到屏幕上，形成了一系列明暗相间的条纹。这一现象不仅证明了光具有波动特性，还为后来的量子力学奠定了基础。
随着量子理论的发展，科学家们意识到双缝实验不仅适用于光，也适用于电子和其他微观粒子。阿南塔斯瓦米在书中详细介绍了这一历史进程，强调了双缝实验在科学史上的重要地位。通过对历史背景的回顾，读者能够更好地理解实验的重大意义。
此外，书中还探讨了实验背后的哲学问题，包括观察者在实验中扮演的角色。这些背景知识帮助读者形成对量子力学的初步理解，为后续的深度分析做好准备。
2、波粒二象性的揭示
双缝实验的核心在于波粒二象性，即粒子在特定条件下表现出波动性，而在其他条件下则表现出粒子性。在无观察的情况下，粒子似乎以波的形式存在，形成干涉图案；而一旦进行观察，粒子便显示出单独通过缝隙的行为，干涉图案消失。阿南塔斯瓦米在书中通过简明的例子，帮助读者直观理解这一现象。
通过对波粒二象性的探讨，作者引入了量子叠加的概念，强调在量子世界中，粒子可以同时处于多种状态。这种叠加状态的存在是量子力学与经典物理学的根本区别之一。阿南塔斯瓦米以生动的比喻将这一抽象概念具体化，令读者更容易消化。
此外，书中还分析了波粒二象性对物理学理论的挑战，如何促使科学家们重新思考传统物理学的界限。这一部分不仅提升了读者的科学素养，也引发了对量子世界更深层次的思考。
3、观察者效应的深远影响
观察者效应是量子力学中的一个重要现象，指的是观察行为本身对量子系统状态的影响。双缝实验中，观察者的介入改变了粒子的行为，从而影响了实验结果。阿南塔斯瓦米在书中深入剖析了这一效应，探讨其在实验设计及结果解读中的重要性。
这一现象不仅对物理学有深刻影响，还引发了对意识与现实关系的哲学讨论。书中引用了众多学者的观点，展示了观察者效应如何挑战传统的客观现实观念，进而影响人类对世界的理解。这些讨论使得量子力学不仅仅局限于物理学领域，而是扩展到哲学、心理学等多个学科。
通过对观察者效应的分析，读者能够更清晰地看到量子力学与经典物理学之间的分歧，也促使人们对科学探究的本质进行反思。这种跨学科的讨论，使得本书的内涵更为丰富。
4、量子力学的哲学启示
阿南塔斯瓦米在书中不仅关注双缝实验的物理意义，还深入探讨了量子力学带来的哲学启示。量子力学对因果关系、现实主义以及知识论的挑战，引发了广泛的学术讨论。阿南塔斯瓦米通过案例分析，展示了科学家与哲学家如何共同面对这些新问题。
例如，量子力学中的非定域性意味着粒子之间的相互作用可以超越空间的限制，这对我们对因果关系的理解提出了质疑。此外，书中还探讨了量子纠缠现象，这种现象进一步模糊了物质与意识的界限。阿南塔斯瓦米用生动的例子帮助读者理解这些复杂的概念。
总的来说，书中的哲学讨论为读者提供了一种全新的视角，促使人们思考科学与哲学之间的关系。这种探讨不仅丰富了读者的科学知识，也引发了对人类存在的深层次思考。
总结：
通过对《双缝实验和量子力学：一个简单的光学实验如何串起不确定的量子世界与确定的经典世界》这本书的详细解析，我们可以看到双缝实验不仅是量子力学的重要实验，更是连接经典物理与量子世界的桥梁。阿南塔斯瓦米用通俗易懂的语言，将复杂的量子现象化为易于理解的概念，推动了大众对科学的理解。
本书对观察者效应、波粒二象性以及量子力学的哲学启示等方面进行了深入探讨，提供了全新的思维视角，值得每一个对科学感兴趣的人阅读。通过这本书，我们不仅能够更好地理解量子世界的奥秘，还能在思维的深度上有所提升。
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