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量子物理学读后感锦集

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量子物理学读后感锦集
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《量子物理学》读后感:本书以深入浅出的方式介绍了量子物理学的基本原理和发展历程。作者通过生动的实例和清晰的图表,解释了量子力学的奇妙现象,如波粒二象性和量子纠缠。读后感受到了量子物理学的复杂性和不可思议之处,也对科学的发展和人类认识世界的方式有了更深刻的理解。

量子物理学读后感(一)

一提到量子物理学,很多人都“害怕”,其实,大可不必。因为,第一,科学家也正在探究当中,第二,这本书很好读。

量子力学是一门极其抽象的理论,我们很难真正窥探到它的确切含义。但通过阅读本书,我们普通人也能了解量子力学。

我们千万不要被这本书硕大的名头吓到,牛津科普系列读本,是面向于非科研人员的普及读物。

雷默教授是当地量子物理学的领头人之一,他深入浅出地阐述了量子物理学的基本原理,并向大众介绍其广泛的应用。这本通俗易懂的科普书引人入胜,是没有物理背景的读者的最佳选择。

其实,当你真正深入地读进去,就会发现,原来量子力学的世界是如此的迷人。

因为,本书并非面面俱到地去介绍量子物理学的理论知识与科研成果,而是紧紧围绕一个核心展开,这个核心就是:量子物理学的重要思想是,量子世界呈现出概率性,而这种概率性和我们的直觉思维是有冲突的。

量子力学的发现是人类历史上最伟大的成就之一,但它同时也是人类最难掌握的理论之一,它的预言常和人类的直觉背道而驰,给人一种离奇而又迷人的感觉。

随着量子物理学火爆全球,量子也成为当下一个很时髦的词,并被冠以许多“神奇”的功能。

量子到底是什么?它能做什么又不能做什么?本书作者雷默教授是量子物理领域的顶尖学者,在书中,他以通俗易懂而又专业严谨的语言带你遨游奇妙的量子世界。

不论你是物理学学霸还是物理学学渣,这本书都能打开你的好奇心,带你领略量子世界的奥秘。

读完这本书,给我最大的收获是,扩展了思维,认识了宇宙,不是有一句话说“读懂物理,读懂世界”!

著名物理学家费曼说过:“世界上没有人真正的懂量子力学”。我们也许不能完全理解它,但我们至少可以开始理解它,并看到它将如何在我们的生活中得到越来越多的应用。这本《量子物理学》就能帮助我们很好地理解量子物理学的世界。

量子物理学读后感(二)

物理,顾名思义,事物之机理。作为自然科学的带头学科之一,它深入研究了物质的运动规律和其基本结构。加速减速、卫星发射、天体轨道、裂变聚变等,无一不与之息息相关。 起源于伽利略和牛顿那个年代,物理学发展迅速,很快解释了大部分自然界的物质和运动现象,并以此为基础,推导出普遍的规律,然后应用到自然……但,光电效应现象的出现,打破了光线波的性质,经典物理学遭遇瓶颈,光的粒子性随之而来,微观世界的大门逐渐向人类敞开,量子物理学应运而生……

前不久,刚刚读了一部名人传记——《量子怪才:保罗·狄拉克传》,通过一位前物理学家兼作家的视角,讲述了一位量子力学领域不可获缺的怪才物理学家狄拉克先生传奇的一生。他凭借量子力学斩获诺贝尔物理学奖,这是为什么呢?…… 二十世纪初,当科学家们第一次提出原子的组成和结构时,他们尝试使用经典力学理论和电子理论对原子的结构进行推算,得出的预测结果和真实数据大相径庭。但令人欣慰的是,每次物理学家们直接运用量子理论,都可以很准确的解释微观世界的各种物理现象,量子物理学在当今这个信息技术高速发展世界的分量可想而知,不言自明。

作为非科研人员,只是在遥远的高中阶段选修过物理,量子物理只是了解一丁点皮毛。日益发展的科技、快速进步的知识,博大精深的量子物理学概念,如何从中快速汲取基本原理?如何花费最少的时间?如何消耗最少的大脑细胞去理解?科普版本的出现千呼万唤、必不可缺。 翻开本书,从什么是量子物理学这一基本概念开始,作者深入浅出的为我们讲解了量子测量、量子数据的应用、量子行为、量子概率和波动性、量子纠缠和隐形传态、量子计算、量子场和他的激发子等一系列量子物理学相关的重要知识,并生动地为我们讲解了量子物理学的历史、怎样面对量子物理学的三岔路口以及有待解决的问题和争议,试图向我们展示一个庞大的新技术创造思维。

“量子力学的发现是人类历史上最伟大的成就之一,但他同时也是人类智慧最难掌握的理论之一……”正如默里·盖尔曼的原话所讲,量子物理学的概率性,和我们的直觉思维是存在冲突的,一方面,我们不能像经典物理学那样,准确的预测物体的发展规律;另一方面,我们不能用已经成形的直觉思维,精细的观察和测量微观世界的基本粒子。跳出囚笼、冲开纠缠、摆脱定势思维,才能帮助我们深入的思考方方面面包括量子物理学等的问题。 未来,没有预设的轨道。滚滚红尘,历史的车辙稳步前行,遵循宇宙的基本定律,未来可期,可期未来!

量子物理学读后感(三)

本书向非科研人员详细的解释了量子物理学到底是什么,并且介绍了那些正在高速发展的、以光合物质所特有的量子现象为基础的科学技术。

作者指出作为一本科普读物,本书最核心的是要解答“什么才是所有人都需要了解的量子物理学?”这也是我拿起这本书的初衷,之前特别喜欢看《生活大爆炸》,虽然他们研究的那些理论听不太懂,但是好奇于科学家们的世界和学科魅力。

查理芒格说,他什么学科的书都看,每个学科都有一个自己的价值观,世界观,这样多学科学习下来,才会形成自己的价值观。

“什么是量子物理学”也是本书的首先(第一章)及重点讲述的。其实量子物理学最重要的思想史:量子世界呈现出概率性,而这种概率性和我们的直觉思维是有冲突的。我的物理学知识停留在了高中。曾经一度以为物理虽然会研究变量,但很多科学规律是固定的,稳定的。但是现在看来,科学研究发现规律的前提是在研究变量。波粒二象性体现了量子叠加。也就是说,量子世界里的一个东西同时以多种状态叠加地存在。波粒二象性就很好的说明了量子物理学的概率性。

量子物理(Quantum Physics),是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。

量子物理包括两个部分:一是量子力学,它是原子层次的物理理论,是解释微观世界物质运动规律的理论;二是量子场论,它是研究场的基本规律,揭示了与物质本质相关的一些深刻问题。

这本书还没读完,因为对我来说,理解确实有点难度。但是读起来绝对不枯燥,虽然封面设计的非常专业化,但其实内容设计比较“接地气”,目录设计上也不是第一章第一节的那种概念性的,而是类似十万个为什么那种问题导向的,每一个小节专门讲述一个知识点。比较全面,也可以轻松实现跳跃式阅读,找到自己喜欢和感兴趣的知识点,直接去读就可以了。

书中还有很多插图,很多自己想象不出来的结构或图形,一张图就简单明了的展现了。

在这本书里可以学到很多“原来如此”“不可思议”“竟然是这样的”之类的知识。比如量子世界其实是一小块一小块的,爱因斯坦因证明能量是一小块一小块地量子化的而获得诺贝尔奖。约瑟夫·汤姆逊因发现电子是粒子而获得诺贝尔奖,他的儿子乔治·汤姆逊因证明电子是波也获得了诺贝尔奖……总之推荐阅读,慢慢学。

量子物理学读后感(四)

当我们提到量子物理学的时候,绝大多数人的认知中它是一门极为高深的科学体系,是一门我们很难理解的学科,甚至曾经有一种说法,世界上能够真正理解量子物理学的人没有几个。 但这种说法是有所偏颇的,量子物理学确实是对于经典物理学的颠覆,是极为抽象的理论,在我们的自然认知中,是很难理解。举个简单的例子:在我们认知中,我们看到一件物品,那么就会认为在我们看到这件物品之前,他就是这个样子的。但在量子物理学中,并不是如此。最为著名的“薛定谔的猫”思想实验就是这一理论最好的注解。在我们不打开箱子的时候,猫的生死完全处于一种未知的状态,而我们只能用概率来确定它生死的比例,这就是量子物理学中给我们提供的一个不确定的世界,一个我们无法预测的世界。更为可怕的就是,我们的行为,我们的观察会对结果造成影响,我们打开笼子的过程决定了猫的生死。所以也就有了量子物理学是无法理解的说法。

但在我们的现实中,量子物理学确确实实是一门经过验证,符合科学规律的学科,而大量的应用也基于量子物理学在进行着,虽然还有很多未解之谜,但更多的研究在向着探索这一学科的秘密而前进者。 那么对于我们普通读者来说,是否需要了解这一最难掌握的知识体系呢?也许量子物理学在我们的现实生活中确实没有用武之地,但它却给我们提供了一个看待世界的全新方式,而这种全新方式在更多领域得到应用,这就是知识泛化的一个过程。

任何一种全新的知识体系都必然会有着这样的过程,就像进化论已经在我们生活的各个方面都有着应用一样,量子物理学也在我们的现实中泛化到了其他相关的应用。当然,其中很多也许只是借用了这样一个陌生的概念,那么我们这时就需要对量子物理学有着一个基本的认识,不要出现被误导的情况。

了解量子物理学,牛津科普系列的这一本《量子物理学》是最好的读本。 千万不要被《量子物理学》硕大的名头吓到,牛津科普系列毕竟是面向于非科研人员的普及读物,因此这本书也就不涉及那些我们无法理解的计算、论证过程。这本书就是以一个又一个的能够让我们产生兴趣的知识点展开,用我们能够看得懂的语言给我们讲述着关于量子物理学界中相关的最新研究成果,也给我们普及着量子物理学的相关知识,这本书是有着普通物理学知识的读者就能够读得懂的著作。

那么这本书中都有着哪些关于量子物理学的知识呢?量子物理学所涉及的研究成果,这必然是要介绍的,而量子物理学的应用更是与我们现实社会密切相关,比如我们经常听到的量子计算机,这也是这本书所要介绍的重点。

当然这本书也涉及到了很多现在前沿科学家们依然无法解开的量子物理学难题。这就是量子物理学之所以神秘,有着无限魅力的原因所在,如果有哪一位中学生或者大学生阅读过这本书之后,突然对它产生足够的兴趣,决定走入量子物理学的世界,那就是科普不可多得的贡献了,下一个爱因斯坦也许就在这本书的读者中诞生呢! 来阅读这本《量子物理学》,来感受着这一神奇学科的无穷魅力吧。

量子物理学读后感(五)

“量子”这个词汇几乎是人人皆知了,很多商品通过挂上“量子”这个词汇,就会卖个好价钱。然而,令人难以置信的是,这个词汇最初出现,只是因为一个灯泡! 是的,你没听错,的确是一个灯泡! 19世纪90年代,电力价格昂贵,德国人邀请普朗克着手研究一下,有没有什么办法可以让灯泡消耗最少的电能却能发出更亮的光。 普朗克接受了邀请,对一个发热的物体发出的各个频段的光进行测量,寻求如何才能找到更多的可见光。可是,实验的结果与电磁学的预测并不相符。

普朗克

在绝望中,普朗克决定尊重自己实验的数据。结果,他发现了高频的光具有高能量,低频光具有低能量,不是经典物理学中所说的连续的,而是发散的。后来,这个光的离散型能量的数值被称作“光的量子数”。 如今,随着量子物理学研究的深入,传统的物理学逐步被颠覆,量子的表现往往与我们的直觉背道而驰,人们往往会产生一些错误的认识。所以,很有必要向大众介绍一下量子物理学了。 《量子物理学》这本书的作者是迈克尔·G·Raymer。他是美国俄勒冈大学物理学教授。在写这本书之前,雷默教授一直在思考一个问题:“什么才是所有人都需要了解的量子物理学?”

最后,雷默教授认为:作为科普类书籍,无需面面俱到,只要把最重要的内容提炼出来,让每个人都能理解就可以。从这一点来说,他做到了。 书中采用问答的形式,并且没有晦涩难懂的公式,方便阅读。同时,一个个问题又把量子物理学知识点贯穿起来,期间加入一些插图,使抽象的理论知识更好被理解。 量子物理学的诞生是物理学的一次革命,它打破了经典物理学的束缚。使物理学上升到了一个新的台阶。这个时期的最著名的物理学家要算爱因斯坦了。“上帝不会掷骰子。”就是他的著名言论。 爱因斯坦认为世间万物都是有规律可循的,即使存在“隐藏变量”所形成的不确定性,也是在宇宙中提前安排好的。 这就好比抽屉里放了两只袜子,一只红色,一只绿色,最初不知道打开抽屉会拿到哪个颜色的袜子。但是,只要打开抽屉看到一个颜色,就一定会知道另外一个袜子是什么颜色。 但是,在量子世界中,却与爱因斯坦想的不一样,当知道一只袜子的颜色时,另一只袜子的颜色并不固定。所有的可能性是叠加的,直到一个可能性被发现后,其他的现实就都消失了。这种现象被称为“量子退相干”。

然而,在量子世界中,量子的表现还不仅仅止步于此。随着研究的深入,科学家们发现了量子具有更加令人惊讶的特性。2015年三个不同的实验室做出的“无瑕疵”实验,给了定域实在论世界观一个沉重的打击。 与此同时,量子理论得到飞速发展。随后量子技术也得到发展。使用量子加密手段是目前最保险的加密手段。利用量子技术感应时间是最准确的时间。量子加速度计可以更优越于GPS,可以使车辆在地下或者恶劣环境下行驶,而不依赖于卫星。量子重力仪可以轻松探测到地下的矿藏等等。 目前,量子物理已经证明了物质是由没有质量的“光子”组成的。这一点,与佛经中所说的“色即是空,空即是色;色不异空,空不异色”比较相近。的确,每每当自然科学走到死胡同的时候,往往需要哲学的指导。 令人惊奇的是,如今对于量子物理学的研究,越来越证明了佛经中所讲的。而佛经中所说的是在几千年前,没有现在的高科技实验室,仅仅是通过打坐、内观就能悟到这么深奥的东西。也许,这就像攀登一座山一样,科学家们从山的这一面攀登,而佛却从山的另一面攀登。等到科学家们攀到山峰上时,发现佛已经早已在此等候多时了。

量子物理学读后感(六)

“量子”这个词汇几乎是人人皆知了,很多商品通过挂上“量子”这个词汇,就会卖个好价钱。然而,令人难以置信的是,这个词汇最初出现,只是因为一个灯泡! 是的,你没听错,的确是一个灯泡! 19世纪90年代,电力价格昂贵,德国人邀请普朗克着手研究一下,有没有什么办法可以让灯泡消耗最少的电能却能发出更亮的光。 普朗克接受了邀请,对一个发热的物体发出的各个频段的光进行测量,寻求如何才能找到更多的可见光。可是,实验的结果与电磁学的预测并不相符。

普朗克

在绝望中,普朗克决定尊重自己实验的数据。结果,他发现了高频的光具有高能量,低频光具有低能量,不是经典物理学中所说的连续的,而是发散的。后来,这个光的离散型能量的数值被称作“光的量子数”。 如今,随着量子物理学研究的深入,传统的物理学逐步被颠覆,量子的表现往往与我们的直觉背道而驰,人们往往会产生一些错误的认识。所以,很有必要向大众介绍一下量子物理学了。 《量子物理学》这本书的作者是迈克尔·G·Raymer。他是美国俄勒冈大学物理学教授。在写这本书之前,雷默教授一直在思考一个问题:“什么才是所有人都需要了解的量子物理学?”

最后,雷默教授认为:作为科普类书籍,无需面面俱到,只要把最重要的内容提炼出来,让每个人都能理解就可以。从这一点来说,他做到了。 书中采用问答的形式,并且没有晦涩难懂的公式,方便阅读。同时,一个个问题又把量子物理学知识点贯穿起来,期间加入一些插图,使抽象的理论知识更好被理解。 量子物理学的诞生是物理学的一次革命,它打破了经典物理学的束缚。使物理学上升到了一个新的台阶。这个时期的最著名的物理学家要算爱因斯坦了。“上帝不会掷骰子。”就是他的著名言论。 爱因斯坦认为世间万物都是有规律可循的,即使存在“隐藏变量”所形成的不确定性,也是在宇宙中提前安排好的。 这就好比抽屉里放了两只袜子,一只红色,一只绿色,最初不知道打开抽屉会拿到哪个颜色的袜子。但是,只要打开抽屉看到一个颜色,就一定会知道另外一个袜子是什么颜色。 但是,在量子世界中,却与爱因斯坦想的不一样,当知道一只袜子的颜色时,另一只袜子的颜色并不固定。所有的可能性是叠加的,直到一个可能性被发现后,其他的现实就都消失了。这种现象被称为“量子退相干”。

然而,在量子世界中,量子的表现还不仅仅止步于此。随着研究的深入,科学家们发现了量子具有更加令人惊讶的特性。2015年三个不同的实验室做出的“无瑕疵”实验,给了定域实在论世界观一个沉重的打击。 与此同时,量子理论得到飞速发展。随后量子技术也得到发展。使用量子加密手段是目前最保险的加密手段。利用量子技术感应时间是最准确的时间。量子加速度计可以更优越于GPS,可以使车辆在地下或者恶劣环境下行驶,而不依赖于卫星。量子重力仪可以轻松探测到地下的矿藏等等。 目前,量子物理已经证明了物质是由没有质量的“光子”组成的。这一点,与佛经中所说的“色即是空,空即是色;色不异空,空不异色”比较相近。的确,每每当自然科学走到死胡同的时候,往往需要哲学的指导。 令人惊奇的是,如今对于量子物理学的研究,越来越证明了佛经中所讲的。而佛经中所说的是在几千年前,没有现在的高科技实验室,仅仅是通过打坐、内观就能悟到这么深奥的东西。也许,这就像攀登一座山一样,科学家们从山的这一面攀登,而佛却从山的另一面攀登。等到科学家们攀到山峰上时,发现佛已经早已在此等候多时了。

量子物理学读后感(七)

“量子”这个词汇几乎是人人皆知了,很多商品通过挂上“量子”这个词汇,就会卖个好价钱。然而,令人难以置信的是,这个词汇最初出现,只是因为一个灯泡! 是的,你没听错,的确是一个灯泡! 19世纪90年代,电力价格昂贵,德国人邀请普朗克着手研究一下,有没有什么办法可以让灯泡消耗最少的电能却能发出更亮的光。 普朗克接受了邀请,对一个发热的物体发出的各个频段的光进行测量,寻求如何才能找到更多的可见光。可是,实验的结果与电磁学的预测并不相符。

普朗克

在绝望中,普朗克决定尊重自己实验的数据。结果,他发现了高频的光具有高能量,低频光具有低能量,不是经典物理学中所说的连续的,而是发散的。后来,这个光的离散型能量的数值被称作“光的量子数”。 如今,随着量子物理学研究的深入,传统的物理学逐步被颠覆,量子的表现往往与我们的直觉背道而驰,人们往往会产生一些错误的认识。所以,很有必要向大众介绍一下量子物理学了。 《量子物理学》这本书的作者是迈克尔·G·Raymer。他是美国俄勒冈大学物理学教授。在写这本书之前,雷默教授一直在思考一个问题:“什么才是所有人都需要了解的量子物理学?”

最后,雷默教授认为:作为科普类书籍,无需面面俱到,只要把最重要的内容提炼出来,让每个人都能理解就可以。从这一点来说,他做到了。 书中采用问答的形式,并且没有晦涩难懂的公式,方便阅读。同时,一个个问题又把量子物理学知识点贯穿起来,期间加入一些插图,使抽象的理论知识更好被理解。 量子物理学的诞生是物理学的一次革命,它打破了经典物理学的束缚。使物理学上升到了一个新的台阶。这个时期的最著名的物理学家要算爱因斯坦了。“上帝不会掷骰子。”就是他的著名言论。 爱因斯坦认为世间万物都是有规律可循的,即使存在“隐藏变量”所形成的不确定性,也是在宇宙中提前安排好的。 这就好比抽屉里放了两只袜子,一只红色,一只绿色,最初不知道打开抽屉会拿到哪个颜色的袜子。但是,只要打开抽屉看到一个颜色,就一定会知道另外一个袜子是什么颜色。 但是,在量子世界中,却与爱因斯坦想的不一样,当知道一只袜子的颜色时,另一只袜子的颜色并不固定。所有的可能性是叠加的,直到一个可能性被发现后,其他的现实就都消失了。这种现象被称为“量子退相干”。

然而,在量子世界中,量子的表现还不仅仅止步于此。随着研究的深入,科学家们发现了量子具有更加令人惊讶的特性。2015年三个不同的实验室做出的“无瑕疵”实验,给了定域实在论世界观一个沉重的打击。 与此同时,量子理论得到飞速发展。随后量子技术也得到发展。使用量子加密手段是目前最保险的加密手段。利用量子技术感应时间是最准确的时间。量子加速度计可以更优越于GPS,可以使车辆在地下或者恶劣环境下行驶,而不依赖于卫星。量子重力仪可以轻松探测到地下的矿藏等等。 目前,量子物理已经证明了物质是由没有质量的“光子”组成的。这一点,与佛经中所说的“色即是空,空即是色;色不异空,空不异色”比较相近。的确,每每当自然科学走到死胡同的时候,往往需要哲学的指导。 令人惊奇的是,如今对于量子物理学的研究,越来越证明了佛经中所讲的。而佛经中所说的是在几千年前,没有现在的高科技实验室,仅仅是通过打坐、内观就能悟到这么深奥的东西。也许,这就像攀登一座山一样,科学家们从山的这一面攀登,而佛却从山的另一面攀登。等到科学家们攀到山峰上时,发现佛已经早已在此等候多时了。

量子物理学读后感(八)

“量子”这个词汇几乎是人人皆知了,很多商品通过挂上“量子”这个词汇,就会卖个好价钱。然而,令人难以置信的是,这个词汇最初出现,只是因为一个灯泡! 是的,你没听错,的确是一个灯泡! 19世纪90年代,电力价格昂贵,德国人邀请普朗克着手研究一下,有没有什么办法可以让灯泡消耗最少的电能却能发出更亮的光。 普朗克接受了邀请,对一个发热的物体发出的各个频段的光进行测量,寻求如何才能找到更多的可见光。可是,实验的结果与电磁学的预测并不相符。

普朗克

在绝望中,普朗克决定尊重自己实验的数据。结果,他发现了高频的光具有高能量,低频光具有低能量,不是经典物理学中所说的连续的,而是发散的。后来,这个光的离散型能量的数值被称作“光的量子数”。 如今,随着量子物理学研究的深入,传统的物理学逐步被颠覆,量子的表现往往与我们的直觉背道而驰,人们往往会产生一些错误的认识。所以,很有必要向大众介绍一下量子物理学了。 《量子物理学》这本书的作者是迈克尔·G·Raymer。他是美国俄勒冈大学物理学教授。在写这本书之前,雷默教授一直在思考一个问题:“什么才是所有人都需要了解的量子物理学?”

最后,雷默教授认为:作为科普类书籍,无需面面俱到,只要把最重要的内容提炼出来,让每个人都能理解就可以。从这一点来说,他做到了。 书中采用问答的形式,并且没有晦涩难懂的公式,方便阅读。同时,一个个问题又把量子物理学知识点贯穿起来,期间加入一些插图,使抽象的理论知识更好被理解。 量子物理学的诞生是物理学的一次革命,它打破了经典物理学的束缚。使物理学上升到了一个新的台阶。这个时期的最著名的物理学家要算爱因斯坦了。“上帝不会掷骰子。”就是他的著名言论。 爱因斯坦认为世间万物都是有规律可循的,即使存在“隐藏变量”所形成的不确定性,也是在宇宙中提前安排好的。 这就好比抽屉里放了两只袜子,一只红色,一只绿色,最初不知道打开抽屉会拿到哪个颜色的袜子。但是,只要打开抽屉看到一个颜色,就一定会知道另外一个袜子是什么颜色。 但是,在量子世界中,却与爱因斯坦想的不一样,当知道一只袜子的颜色时,另一只袜子的颜色并不固定。所有的可能性是叠加的,直到一个可能性被发现后,其他的现实就都消失了。这种现象被称为“量子退相干”。

然而,在量子世界中,量子的表现还不仅仅止步于此。随着研究的深入,科学家们发现了量子具有更加令人惊讶的特性。2015年三个不同的实验室做出的“无瑕疵”实验,给了定域实在论世界观一个沉重的打击。 与此同时,量子理论得到飞速发展。随后量子技术也得到发展。使用量子加密手段是目前最保险的加密手段。利用量子技术感应时间是最准确的时间。量子加速度计可以更优越于GPS,可以使车辆在地下或者恶劣环境下行驶,而不依赖于卫星。量子重力仪可以轻松探测到地下的矿藏等等。 目前,量子物理已经证明了物质是由没有质量的“光子”组成的。这一点,与佛经中所说的“色即是空,空即是色;色不异空,空不异色”比较相近。的确,每每当自然科学走到死胡同的时候,往往需要哲学的指导。 令人惊奇的是,如今对于量子物理学的研究,越来越证明了佛经中所讲的。而佛经中所说的是在几千年前,没有现在的高科技实验室,仅仅是通过打坐、内观就能悟到这么深奥的东西。也许,这就像攀登一座山一样,科学家们从山的这一面攀登,而佛却从山的另一面攀登。等到科学家们攀到山峰上时,发现佛已经早已在此等候多时了。

量子物理学读后感(九)

19世纪的时候,很多科学家们觉得物理学已经被发现研究的差不多了,大致就是“物理学的大厦已经建成,就剩下一些零碎的修饰工作。不过美丽晴朗的天空,还有两朵乌云。”一朵乌云是后来的相对论,而另一朵就是量子物理学了。

时隔多年再次拿起《量子物理学》这本书,有种重回大学的感觉。

是的,开心爸爸本科学的是物理与电子科学,大三的时候曾经作为专业课学过这门很多人闻风丧胆,谈之色变的量子物理学。犹记得这是唯一一门开心爸爸次次坐在第一排,而且考试的时候是全系第一名的科目。

其实,作为自然科学的一种,量子物理学并没有大家想的那么难。

首先量子是一个最小的单位,在微观领域的研究中,其它的物理量都是量子的整数倍。其次,量子物理学研究的是在微观状态下,微观粒子物理性能的一门学科,和我们常见的经典力学三大定律,从本质上说是一样的。最后,量子物理学研究微观粒子的时候,用的是波函数,这是一个本身没什么意义,也不能被检测出来的概念,但它模的平方后,就能够表示出微观粒子的概率分布情况,这样我们就能间接的来研究了。

当然,可能大家看开心爸爸上面说的这些还是有点懵,没有相关大学数学以及物理知识储备的朋友们可能看起来有点吃力。这也没什么,这本来自牛津科普读本系列的《量子物理学》,绝对可以满足您对量子物理学的不解,以及想象。

《量子物理学》是一本关于量子物理学的普及读本,所以其中并没有太多关于理论的证明,以及相关公式的计算等内容,所以那个曾经折磨了很多大学生的“薛定谔方程”啊,“普朗克的量子假说”啊,“波动力学”啊,以及“矩阵力学”等硬核内容都很少,甚至是没有。

有的更多的是我们现在能用量子物理学的概念来做些什么。

比如被传得神乎其神的,我们能够在科技方面弯道超车的量子计算机。

其实其原理很简单,最早之前计算机对于数据的处理,只能一组一组的放进去,然后挨个进行计算处理。而量子计算机呢,则是直接把一堆数据塞进去,并且能够同时把这些数据一起计算出来。

为啥同样是数据,量子计算机就这么的牛呢?

这其实就要用到开心爸爸在开头说的那些,关于量子物理学的基础知识了。

量子物理学研究的是微观粒子,所以量子计算机进行数据处理的最小单位,也就是量子比特了,基于这个最小单位进行各种逻辑运算的过程,就是处理器运行的过程。

而量子比特呢,可以是0和1各种状态的叠加,理论上就可以有无数种可能,也就是无数的信息了,这也正是量子计算机运算起来要远超普通计算机的原因所在。

当然,量子物理学在我们生活中应用的场景其实很多,在《量子物理学》中也说了很多,里面大部分的应用我们都能看懂。通过对量子物理学应用的了解,我们普通人也可以消除很多误解,增长很多见识。

其实很多时候我们对于量子物理学有了误解,也许是受到了一些不好新闻的引导,觉得其很难,或者说没什么正面的使用场景。

但就像所有的自然学原理一样,它在那里,它一直就在那里,等着我们发现,等着我们学习,等着我们应用。

变化的只是人心,不变的才是物理学规律。

文:开心爸爸的日记 图片来源于网络,如有侵权请私信删除,谢谢~

量子物理学读后感(十)

20世纪人类社会最重要的事件,既不是两次世界大战,也不是人类登上了太空,而是量子物理学的出现和发展。

之前我们只会在有关科技的新闻中看到,量子通信、量子计算,可是,现在量子物理已经开始走出象牙塔,开始充斥在我们生活中,改变我们的生活。

《量子物理学》就是一本为我们讲解有关量子的物理学。

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本书作者,美国物理学教授迈克尔·G.雷默。本书是牛津科普系列丛书,旨在为大众推广科普知识。

本书将用通俗的语言为我们诠释什么是量子物理学,量子物理学与经典力学区别,量子物理学对人类的影响和应用。

一量子物理学的出现

在本书的第一章节,作者就为我们讲解了量子物理学的发展史。

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人类由牛顿发现经典力学开始,从天上到地下、海洋中发生的各种物理现象都需要用经典物理学来解释。

直到1900年左右,科学家们研究出了原子的结构,发现用经典力学得走的理论预测结果和实验结果不一致。

于是科学家们重新开始研究,学者普朗克发现,原子能量在发射或者吸收的时候,不是连续不断的,而是必须分成一小份一小份的。

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也就是说,能量不是可以无限分割的,而是有一个最小单位,这个基本单位,后来就被命名为“量子”。

而量子场论演化成粒子物理学,量子(电子、夸克、中微子)在量子电磁场,发生相互作用,这就是量子物理学。

二量子物理学对人类认知的颠覆性影响

量子物理学不像之前的经典力学,是可以实在测出来的。

网侵,必删

比如经典力学能测出一辆车的速度,重力,加速度。而量子物理学却是看不见,触摸到的微观学,这让人非常抓狂。量子世界在本质上是概率性的,我们或许可以计算出某个量子个体出现在某个位置上的概率,但我们无法准确地预测它的位置,以及它的速度。

可它偏偏又能解释经典力学无法解释的现象。

而且还能发展一次新的科学技术,推动科技快速发展,给人类进步带来飞跃。

比如本书作者举得例子,量子物理学能解释计算机在一些电子元件中,电子是如何存储和处理信息的。

接下来以爱因斯坦等科学家为代表,这些物理史上金光闪闪的天才伟人,全都投入到了量子力学的大战中。

人类从中获益,乐此不彼,但仍然有很多人不愿意改变常规思维,接受它,因为量子物理学着实颠覆人类认知。

三量子物理学的应用

现在量子在我们工作生活中应用得越来越广泛,半导体、激光器等等都是根据量子物理发明出来的,甚至我们现在将有可能研究出量子计算机。

Google就宣称,量子计算机成功地在3分20秒时间内,完成了一个专门的计算问题,而传统计算机计算这个问题需要1万年的时间。

还比如在中国引起强烈关注的“量子通信”,则是一个真技术。因为中国在量子通信上的领先地位。

写到最后:

量子技术不可置否的将成为将来前沿科技,对我们未来的生活和工作息息相关,产生重要影响。

因此,我们可以先着手从《量子物理学》中,学一些有关量子的科学知识,将来会更好地利用这门技术。

网侵,必删

量子物理学读后感(十一)

曾经有一段时间,网上有非常多的“量子产品”,什么量子水、量子眼镜、量子手机膜……各种“量子”概念层出不穷,给人一种非常高大上的感觉,但是让他们详细说说这个“量子”产品和普通产品有什么不同,他们也说不出一个所以然来。反正对于一些人来说,“量子”这个概念的就是高级,带有“量子”前缀的概念就是好。

很多商家为商品增加“量子”的前缀,就是为了迎合大众对于高级但不甚理解的概念的盲目崇拜。还有很多电影,在遇到没有办法解释的现象的时候,总是喜欢把原因推到量子力学的头上,这也就是网友所说的“遇事不决,量子力学”。

那量子力学到底是什么?这本由华中科技大学出版社出版的《量子物理学》就是一本非常好的科普读物。

《量子物理学》的作者迈克尔·G.雷默,是美国物理学会会士,美国光学学会会士,美国俄勒冈大学物理学教授,主攻量子力学方向,是量子力学方面的顶尖专家。

接下来就让我们跟随书本,揭开量子物理学的神秘面纱。

说到物理学,大家应该都会想到牛顿,他搭建的经典力学体系解释了宏观世界,也就是我们可以看到的世界。可以说有了经典物理体系,我们就可以预测许多将要发生的事情。

比如我们知道一辆车的起点、目的地、路线和限速,我们就可以大概估算车到达目的地需要多少时间。可以说在经典物理的体系中,这个世界是确定的,只要你知道一些特定的因素,你就可以精准地预测未来。

但是在微观世界则不是这样。

我们都知道原子是组成这个世界的基本微粒之一,而原子由原子核和电子构成。最小的氢原子直径大概是0.1纳米,但如果将这个氢原子比喻成一个足球场的话,氢原子核的大小就相当于足球场中的一个硬币。但氢原子的质量主要就集中在这个原子核上。

电子则更小,如果氢原子核是一个足球场,那电子就相当于一根头发丝的粗细。它们的质量更轻,并环绕在原子核的周围。

人们曾经以为电子就像行星环绕恒星一样,有序、有轨道地环绕在原子核的周围,但其实这种认知并不正确。

电子其实是随机地出现在原子核周围的不同位置,这种随机地出现并没有特定地轨迹,这一瞬间是在你的面前,下一瞬间可能在你十米外地地方,再下一瞬间可能就出现在你的背后。这种随机性就是微观粒子的特性,也是量子物理学的基础。

不少了解过量子力学的朋友一定听说过“薛定谔的猫”。这是量子物理学家薛定谔为了从一个宏观的角度来解释量子力学的现象所创造的物理模型:如果将猫放在一个不透明的盒子里,盒子里放上一触碰就会放出剧毒物质的装置,然后将盒子盖上,我们就无法确定盒子里的猫这一秒是生是死,除非打开盒子看一眼。

在盒子还盖上的时候,猫是“生和死”的叠加态,也就是说猫是既生又死的,两种状态同时出现在猫的身上;而当盒子打开之后,这种叠加态会变为一种“生或死”的本征态。这个观察的过程在微观世界被称为“波函数坍缩”。

这种“叠加态”在宏观世界是不可能存在的,毕竟不可能会出现一只“既生又死”的猫。在宏观世界,生就是生,死就是死;但是在微观世界,一个粒子的状态是随机的,只有在观测的那一瞬间,这个粒子的状态才被决定,是决定,而不是发现,说明人类的观测会影响事件的结果。

书中记录了一个非常有趣的实验来证实这一点:将电子像弹珠游戏一样,从一个位置发射出来,并最后观察它落在了哪个位置。如果是现实生活中的弹珠游戏,那么弹珠落在“山羊”与“汽车”之上的概率各为50%。

但是将弹珠换成电子之后,不知为何,电子总会100%地落到“山羊”上。因为好奇,科学家将一块挡板换成了弹簧装置,让电子落在上面之后,弹簧装置就会发热,以次来确定电子的轨迹。神奇的是,换成弹簧装置之后,电子落在“山羊”和“汽车”上的概率变成了各为50%。

当你将一块石头丢进平静的湖面,湖面荡起的一圈圈的波纹,就是由水上下振动而产生的,这也就是物理学中所说的“波”。

而当你朝湖面里丢进两块石头,两块石头产生的波纹相互叠加,从而产生新的波纹,这就是波的干涉。如果两个波的叠加使水振荡的幅度更大,那这种强化效应就被成为相长干涉;如果两个波的叠加使水振荡的幅度减小,那就是相消干涉。

就像那一束每天早上照在我们脸上的光,就是一串电磁波,我们看这束光像是一条直线,但是它的本质是波动前进的,且不是一个方向的波动,而是无数波的组合,物理学的概念叫做不同方向的“偏振”。人们现在看到的3D电影,就是用眼镜挡住其他方向的光源,只让特定方向的偏振光进入我们的眼睛,从而产生立体的效果。

从微观角度来看,所有的事物都可以被分解为一份一份更小的粒子,而光的最小份被称为“光子”。所以光到底是粒子还是波呢?科学家们将光这种既是粒子,又有波的特征的现象,称为“波粒二象性”。

这种现在在书本中又有更准确的解释:量子可能性在时空中的振动实际上就和波类似。而这种可能性被物理学家薛定谔称为“psi”,是一个用于描述量子在时空中运动过程的物理量,而这个物理量是一个波函数,它决定了在某个地点发现粒子以某个速度移动的概率。

这是一个非常抽象的概念,相当于某个粒子随时有可能以某个速度出现在你的周围,而这一切只是一个概率性的问题。

网络上有非常多关于量子力学的视频、科普,但是许多都大同小异,甚至有些为了博人眼球而以讹传讹,将量子力学神化、玄学化,这些都远离了科普的初衷,转而为流量服务。

《量子物理学》是一本非常基础的科普读物,用让人最容易理解的语言解释了量子物理这一门高深的学科,让我们不仅仅是知道这门学科,也让这门学科不再那么神秘。

希望有越来越多的人可以喜欢这类基础学科,也希望有更多人可以用心将一门真正有深度、有内涵的学科,科普给更多需要和感兴趣的人。

量子物理学读后感(十二)

你听说过“薛定谔的猫”吗?这估计是物理界最诡异的实验了。

将一只猫放进一个封闭的空间里,这个空间里安装着一个原子核和一个毒气设施。

原子核有50%的概率发生衰变,一旦发生衰变,就会发射出一个粒子,这个粒子就会触发毒气设施。

毒气一触发,猫就被毒死了。

可是,若原子核没有发生衰变,没有触发毒气,猫就不会被杀死。

那么,在意识里,这两种状态是叠加在一起的,只要你没有打开这个空间去察看,猫就生存在我们的意识里,它的状态是既活着又死了的叠加状态。

你能想象一只既死又活的猫是一种什么样的状态吗?这是微观世界里一种常见的现象,物质既可以是A状态,同时也可以是B状态。

可是,在现实生活中,这种现象让人完全无法理解。不仅我们听后一脸懵,就连科学家们最初了解到这一现象时,也惊掉了下巴。

1900年,科学家们第一次提出了原子的组成和构造,当时,他们想当然地用牛顿经典力学理论和电磁理论对原子的结构进行推算时,得出结果竟然和预测的结果完全不一致。

科学家们对此各执一词,争论不休。

1927年,在第5届索尔维会议上,相对论创始人爱因斯坦和量子力学哥本哈根学派创始人波尔进行了“华山论剑”。

当时世界上最伟大的科学家,几乎都参加了这次会议,大家参与其中各抒己见。这种学术上的激烈争论,反而推动了量子力学的发展。

如今,物理学分为了“经典物理学”和“量子物理学”,“经典物理学”用来解释宏观世界,而“量子物理学”用来解释微观世界。

这本由美国物理学教授迈克尔·G.雷默撰写的《量子物理学》对于非专业人士来说真是福音,我们普通人终于有机会了解一下这个高深莫测的概念了。

别被这专业的名头唬住了,这是牛津科普系列丛书,既有专业术语,也有通俗的讲解,用生动有趣的问答形式,一点一点地将“量子物理学”的神秘面纱揭开。

更有意思的是,你会发现,它的理论与“玄学”中的许多概念竟然不谋而合,这可真不知是巧合还是必然?

“薛定谔的猫”这个实验所要表达的,就是微观世界里的“量子叠加态”。

在物理的微观世界里,电子是物质的组成部分,它在进动时,并不会遵循我们传统认知当中的牛顿运动定律——如天体一般按照既定的轨道运行。

在实验中我们可以看到,电子运行的路径有可能是A,也有可能是B。

如果有探测器存在,那么,它的路径只会是A或B。

但是,若探测器并不存在,那么这两条路径就会相互干扰,它们表示的是一个共轭过程(没有留下痕迹),我们就不可能认为电子是通过了其中一条路径,也不能认为电子同时通过了两条路径。

此时,物理学家们便把它叫作“量子叠加态”。

它的含义是A可能性和B可能性以量子方式互相叠加在了一起。

此时,我们再来理解一下“薛定谔的猫”,竟然感觉到有些似曾相识。

这种既生又死的状态,不就是我们常常探讨的哲学问题“我思故我在”吗?

哲学家们认为:人至少是由两部分组成,一部分是肉体,一部分是意识。

而“意识”才是真正的“我”,这个“我”应该有理想,有追求,有独立的思想,若一个人失去了“意识”,整天浑浑噩噩的,那就变成了一个活着的“死人”。

量子物理学认为,所有的东西,包括组成人的原子和把人黏合在一起的力,就是一个互相作用的量子场。

所以,这个既生又死的状态也就不奇怪了。

到底是让自己“生龙活虎”地活着,还是“行尸走肉”般地活着,那就取决于自己了。

比“量子叠加态”更神奇的是“量子纠缠”。

什么是“量子纠缠”呢?

量子纠缠指的是在由两个或两个以上粒子组成系统中,粒子之间具有相互影响的现象。

量子纠缠是一种超出想像的现象,在微观的世界里,同一量子系统下,两个粒子无论相隔多远,都能感应到彼此。

即便一个粒子在地球上,而另一个远在银河系之外,它们都可以同时感应到彼此的存在。

你相信人与人之间存在“心电感应”吗?

既然人类是一种量子场的存在,在这茫茫人海中,若遇到了同频之人,便一定能够产生共振,形成默契,一个“眼波流转”,便能“心知肚明”。

看来,这“灵魂伴侣”还真的存在。

只是,如同实验中的光子必须一起进入到相同的光学器件中才能发生作用一样,我们要想找到“心有灵犀”的另一半,也得先确认过眼神,才能让彼此敞开心扉,接纳对方。

利用能够相互影响的量子形成纠缠,就能够实现量子态从一个地点隐性传送到另一个地点,这个特点如果应用于信息传输的领域,将推动科技往前迈进一大步。

从这个意义上来说,量子纠缠被科学家们认为是一种和能量一样有用的资源。

既然所有物体都遵从量子物理学定律,并且,在原则上都是可以被隐形传送的,那么问题来了,可不可以把一个人的量子态从一个地方隐形传送到另一个地方呢?

目前,科学家认为是不可能办到的,因为量子态从A点到B点移动的过程中会被打散,到达目的地之后又会重新组装,与原状态必须一模一样。

这个处理过程对于微观世界里的粒子来说比较简单,对于人类这种复杂的量子场来说,就是一个无法想象的工作。

不过我相信,只要理论上可行,就一定可以实现,只是,目前的科学技术还暂时达不到而已。

若真有那一天,无论去到任何地方,都将是瞬间即达,想想都刺激。

小到微观世界,大到整个宇宙,都是“量子场”。

事实上,宇宙里没有一个角落是完全没有物质和能量的,甚至包括我们常常说的“真空”。

什么是“真空”呢?量子场论说,所有的空间都充满了量子场——电子场、质子场、电磁场,以及其他与每种基本粒子相对应的场。

在我国的传统文化中,也存在着“场”的概念,如:气场。

自然界的能量物质相生相克之后形成的“气场”,我们称之为“风水”。

“风水”曾被批驳为“迷信”,而近几年,也被证实是自然界真实存在的一种力量。因对这种力量知之甚少,所以将它称为“玄学”。

你看不见的,不代表不存在,那也是一个神奇的世界。

如今,量子物理学已经证明了“场”的存在,却依然没办法完全去诠释和理解它。为什么这么说呢?

大家都普遍接受一个观点:科学是需要用实验或是用探测的数据来证明其结果的确定性。

可是,量子场却无法被探测。

因为光子分布在很广的区域中,甚至,它根本不是一个物体。

既然光子无法分割,用物理学家阿特·霍布森的话来说就是:“你不可能拥有一个量子的一部分。”

粒子和光子都不会乖乖呆在那里让你测量它们,它不仅自己在不断地运动着,且与其他的量子形成纠缠,这就是量子的“相干性”,它们永远都在相互影响着。

你会发现,每次测量的结果竟然完全不一样,这就很让人崩溃了。

诺贝尔物理学奖获得者默里·盖尔曼说:“量子力学的发现是人类最重大的成就,它也是人类智慧最能掌握的知识之一……它违反了我们的常识——或者,更确切地说,我们忽略了量子现象。”

量子物理学证明了,我们生活在一个“不确定”的世界里,万事万物都处于“变化”之中。

这一点,恰恰与《易经》的哲学思想一致呢:变,才是唯一的不变。

尽管科学家还不能完全掌握量子物理学背后的真相,但这并不影响他们利用量子物理学的现象来改变世界。

如今,我们用到的电脑、手机,依赖的是电子的量子效应;而广泛应用于消费品中的激光技术,利用的是光子的量子效应。

正是因为量子物理学的出现,才使得我们跨越了空间,实现了信息的瞬间互换交流,缩短了人与人之间的距离,提高了我们的工作效率。

未来,量子物理学还将被运用到方方面面,让我们享受到更便捷更美好的生活。

想要深入了解这门神奇的学科,就和我一起打开这本《量子物理学》吧!

量子物理学读后感(十三)

本书首版于2017年。本书采纳的对量子理论解释,是哥本哈根学派的诠释。亮点

采用“一问一答”的方式,先介绍基本概念,再解答问题,再举出相关的技术应用。

不只给出了结论,还包括层层递进的详细推导。

几乎没有数学。

科普人用通俗易懂的语言与生动形象的比喻,向公众讲述枯燥抽象的原理与深奥的专业知识,从而激发读者对科学的兴趣与探索。向大众普及科技知识、科学方法、科学思想、科学精神,需要创造性的思维与艺术性的表达。

默里·盖尔曼:量子力学的发现是人类历史上最伟大的成就之一,但它同时也是人类最难掌握的理论之一……它违反了我们的直觉思维——确切的说,人类的直觉思维建立在忽略量子效应的基础上。

1

经典物理学理论通常被称为经典力学,它要研究宏观物体的运动规律,其基础是牛顿运动三定律。

科学家们永远不可能真正证明某个理论绝对正确——而只能说,这个理论在目前所有做过的实验中都成功了,这个理论将来有可能会被更好、更完整的理论代替。

科学并不能揭示世界内在的本质,而只是为世界的表现,提供各种概念化的模型——虽然物理学模型化的是自然界中最基本的要素,但不能把物理模型(概念与数学表达式)与真正的事物(自然界)混淆。

模型是意识或概念化的结构体,人们通过它来展现与研究“现实世界中究竟发生了什么”。

未被观测到的电子可以同时处于多个可能的位置状态的叠加态,这种叠加态在测量或观测之前是存在的。通过量子相干性,不同可能位置的干涉效应会相互影响,导致电子的位置在测量之前表现出模糊性与不确定性。

爱因斯坦将组成光的能量子(不连续的能量包)之最小单位称为“光量子(德语lichtquant)”。

量子场是构成物质的基本载体。所有基本粒子(电子、夸克、光子等)都可以被视为相应场的激发态。即:基本粒子不是充斥着空间并独立存在的微小实体,而是量子场激发态的表现,是由场的激发产生与传播的结果。所有物质都是由互相作用的量子场组成的集合体。

2

方解石影响光的偏振的实验之含义,也可以用施特恩-格拉赫实验解释。

光的偏振方向指的是光波传播时电场振荡的方向。

任何测量都无法确认单光子的偏振态。

经典物理学中的"态",可以指物体的特定属性或特征,例如:位置、速度、动量等。在这种情况下,物体的态可以由其各种属性的值来描述。量子力学中系统的"态",通常是指其整体的性质或状态,可以由波函数来描述——波函数包含了系统所有可能的性质与情况的组合(量子态对应的是所有测量结果产生的概率之集合),即:系统的整体状态。量子态代表了某个量子物体可以被人所知的一切,它是量子个体或实体尽可能详尽的完整描述。

测量结果不是对量子个体已有性质的测量,而是为量子个体内在的量子态提供了部分信息。

测量不是为了去了解某种属性预先存在的值,而是如果你选择了在某种实验搭建的方式下测量某种属性,你将得到什么结果——出于这个原因,测量得到的结果应该被称为“可能得到的测量结果”。

3

为了检查是否有窃听者,鲍勃会在他与爱丽丝使用的相同方案中,随机选择部分方案(例如:10%),把他获得的测量结果(位码)通过非安全信道发送给爱丽丝。两人比对这些字符,如果发现都彼此吻合,那么就有理由相信没有人窃听,他们就可以使用剩余的(90%)共享密钥字符串;如果发现有很多位码不匹配,则有理由怀疑有窃听者,从而选择换掉所有的密钥字符。

量子密钥分发的安全性不是基于计算问题的复杂性,也非寄希望于对手在数学上的天赋不够高,而是建立在量子力学的基本原理——光的量子本质上,理论上无法使用任何策略来破译量子共享密钥法,即使是在未来出现了更加强大的计算机,也不会影响量子密钥分发的安全性。

4

测量电子路径的实验之含义,也可以用双缝干涉实验解释。

在量子物理学中,“路径”的概念有两层含义:可能性与被测结果。

光子到底经过了哪条路径没有确定的答案,直到进行观察测量的时候,量子系统才会呈现特定的状态。粒子落在检测屏的位置是“纯粹的偶然”。

在极端实验条件下(非常冷、与周围环境完全隔离),直径10微米的玻璃小球的振动被观察到具有量子表现。——未查到相关论文,盼了解的诸君告知,非常感谢!

5

人类的“知觉”是指某个生物过程产生了引人注意的信号,使人得知身体某个部位受到了物理刺激或者处于什么状况。每种知觉都涉及很多物理与化学反应。

6

粒子的“位置”并不是它的属性(至少不是在传统意义上的固有属性)——在没有被测量的情况下,“位置”的概念没有任何物理意义。

微观粒子在被测量之前不具有位置或者动量。“测量”其中任意一个物理量,并不是为了揭示已经存在的数值,而是为了引导出在测量过程中才被“决定”的特定结果。

电子既不仅仅是波也不仅仅是粒子”“电子有时表现的像波有时表现的像粒子”此类说法,都是尝试用经典的术语来描述非经典的量子现象。更准确的描述是,电子的行为超越了传统的波与粒子的分类,电子的属性是由其波函数描述的量子态决定的。这个波函数包含了电子的所有可能行为的信息,电子表现为波或粒子只是波函数在特定条件下如何被测量到的结果。即:电子的波粒二象性不是电子有时像波、有时像粒子,而是电子的量子态同时包含了波与粒子的性质,其具体表现取决于如何进行测量。

曹则贤教授在《物理学咬文嚼字》中提出:simultanecous是Simultaneity的形容词,汉译“同时性”,但其本意具有“互相竞争”的含义。在量子力学说不能同时(simultaneously)精确测量位置与动量时,这个词不能简单的按照汉语的同时或者英语的at the same time来理解,而应该理解成“即…又…”。

7

在经典物理学中,态是对物体属性的直接描述,例如:位置、速度、能量、光波的偏振。在经典物理学中,状态与测量结果是一一对应的。在量子物理学中,量子态与实验结果没有一一对应关系。量子态是指用来预测可测结果概率的信息。除了量子态以外,没有其他更具体或者精确的定义来描述量子体。

8

我们必须得出结论,一对纠缠的光子对是不可分割的物体,也就是说,不能把单独的本地性质分配给每个光子。在某种意义上,两个光子穿越了时空而保持联系。

1967年,Simon Kochen与Ernst Specker提出了科恩-施佩克尔定理(Kochen-Specker Theorem),该定理通过数学证明了,在量子力学框架下,不可能将物理系统的性质,归因于物理实体本身的预先确定的属性。虽然科恩-施佩克尔定理挑战了非背景依赖的隐变量理论,但它并没有排除所有形式的隐变量理论。

9

量子隐形传态的目标是,把位于某地的量子体的量子态,转移到位于其他地点的另一个量子体身上,而不用传送量子体本身。

10

一个碳原子的尺度大约是0.14纳米,指甲每秒生长大概是1157纳米。

经典逻辑门(AND、OR、NOT门等)的操作是不可逆的,即使知道了输出,也可能无法确定具体的输入;而量子比特的逻辑门的操作是可逆的,如果知道了量子逻辑门的输出,就可以确定它的输入。在量子力学中,物理过程的可逆性是基本特性。量子系统的动力学(其随时间的演化)由薛定谔方程描述,薛定谔方程保证了演化过程是幺正的(Unitary)的——这个过程既是线性的,也是保持概率的。量子态通过量子操作(通常被表示为幺正矩阵)进行演化后,可以通过应用这个幺正操作的逆操作,来完全恢复原始的量子态。

11

虽然量子化是粒子的内在属性,但它的具体表现,取决于粒子所处的物理环境。例如:在空间中自由移动的粒子,可能具有的能量范围是连续的,任何值都有可能,粒子的能量并没有量子化。相反,对于被限制在足够小区域内(例如:量子阱或者原子中)的粒子,它的能级是量子化的,只可能具有某些离散的值,因为在这样的情况下,粒子的波函数必须满足某些边界条件,从而导致只有特定的波函数(与相应的能量)是允许的。这些可能的值取决于粒子受限区域的大小与形状——粒子受限区域越小,能量量子化效应就越大,或者说,离散的能级之间的间距就越大——能量“台阶”之间的距离越大,粒子激发到下一能级所需的能量越高——这种现象可以通过描述粒子的量子态如何随时间演化的薛定谔方程来理解:在有限的区域内,薛定谔方程的解只有在满足特定条件的情况下才是物理上可接受的(只有特定的波函数解是可能的,这些特定的解对应于离散的能量值),这导致了能量的量子化。

对于在空间中自由移动的量子粒子,量子化的现象不是不存在,而是表现在不同的方面。自由粒子没有外部约束导致的边界条件,因此其能量表现为连续谱。这并不意味着量子化原则不适用,而是量子化的效果在这种情况下不是以离散能级的形式出现。粒子具有波粒二象性,粒子既表现出波的性质也表现出粒子的性质,而自由移动的粒子的连续能量谱,是其波动性质的直接体现。

12

钟表的摆锤的摆动距离会因为摩擦而慢慢缩短,但摆锤每次摇摆的时间却保持不变。即:摆锤的振动频率不变。在实际情况中,空气阻力与摆轴的摩擦会导致摆锤的能量逐渐损失,从而使摆动幅度逐渐减小,但在小角度摆动的假设下,这种能量的损失对周期时间的影响很小,因此摆锤的振动频率(周期的倒数)可以认为是恒定的。

13

动能在碰撞中通常不守恒,因为部分动能可能会转化为其他形式的能量(例如:热能、声能等)。在完全弹性碰撞中,动能与动量都守恒,但在非弹性碰撞中,只有动量守恒,动能不守恒。

在经典物理学中,场不是通常意义上的固体、液体或气体那样的物质实体,而是描述“粒子如何影响其周围环境以及如何受到环境影响”的数学工具,是对每个空间点赋予一个或多个数值的方式,这些数值可以表示电场、磁场、引力场这样的物理量。

场是存在于空间中的状态,它可以携带或传递能量——能量不只是物质的专有属性,而是宇宙中所有事物(包括场)的基本属性。例如:地球对月球造成的引力影响不会立即被月球感觉到,所需的时间约1.3秒。地球造成的引力波以光速向外传播,当引力场的涟波到达月球时,月球的运动轨迹将会改变(动量发生变化)。在月球还没有感受到引力变化的1.3秒内,月亮将因引力作用而获得的动能存在于引力场本身。

在量子理论中,量子场由无数个分立的量子实体组成。每个量子实体是空间中的一个点,它们之间以(像波那样的)协调振动的方式,在量子场内部传送能量。即:组成量子场的每个量子实体被保持在指定的空间点上,能量从这一点传送到另一点,最终抵达各个不同的空间点,如果在某一点量子场的能量被吸收,就会触发探测信号。注意:量子实体是抽象的,它们仅仅代表了在空间中每一点的场强——从这个角度说,电子并不是粒子,而是电子场通过量子激发而产生的看上去是粒子的实体。

本书将理论与应用夹杂着讲解,容易让不理解整体量子概念的读者产生迷惑,仅能囫囵吞枣的了解“答案”。

本书涉及的“问题”太多,而“答案”解释的太浅显甚至模糊不清,想要了解细节的诸君,建议进一步阅读专业著作。

为了让没有物理学基础的读者能读懂全书,不得已使用了部分非专业的通俗词汇。

作者的认为本书适于没有物理学基础的普通读者,但实际本书的阅读难度依然不小,尤其是某些推导过程的细节,需要逐句研读才能理解。

目录003页,根据后几段目录的行文方式,“应用”与“量子数据加密”之间少了破折号——应该是排版错误。

正文011页:像光子这样的单独的量子个体,可以跨越很大的区域,比如,长达若干千米的区域。虽然每个光子在尺寸上是很大的……实际:光子的尺寸可以长达几千米的说法可能引起误解。光子是光的基本组成单位,不是经典意义上的具有实际尺寸的物体。光子可以表现出波动性,其尺寸是由其波长决定的,而不是指其在空间中尺度的大小。

正文011页:量子物体的表现看上去是完全随机的,虽然这种随机性并没有任何内在的物理机制。实际:不同的学者对此有不同的看法。在当前的科学研究中,没有确凿的证据表明,这种随机性是否具有内在的物理机制。

正文066页:我们可以利用量子物理学技术来给信息加密,而这种加密方式是任何算法都无法在合理的时间内完成破译的。实际:量子密钥分发的安全性不是基于计算问题的复杂性,也非寄希望于对手在数学上的天赋不够高,而是建立在量子力学的基本原理——光的量子本质上,理论上无法使用任何策略来破译量子共享密钥法,即使是在未来出现了更加强大的计算机,也不会影响量子密钥分发的安全性。

正文147页:电子可以在空间里面任何位置被探测到。实际:粒子的波函数是否在无限远处变为零,取决于粒子的状态与它所处的势能场。自由粒子(没有受到任何势能影响的粒子)的波函数通常可以在无限远处为零,但处于势能井中的粒子(例如:电子在原子中)之波函数,大部分情况下,会在有限的距离内下降到零。

正文258页:如果时间的单位是秒,而能量的单位是电子伏特,那么普朗克常数的值是h=4.136×10-15。实际:此处应表明单位。h=4.136×10-15eV·s

正文312页:量子场并不代表任何现实化的物理实体,它代表的仅仅是量子概率。实际:量子场不仅是概率的载体,而且是构成宇宙基本实体。量子理论通过量子场的激发来解释粒子的存在与性质。而量子概率描述的是在给定量子场配置下观测到特定结果的可能性。

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