用量子理论解读生命、宇宙与时间

　　生命活动、物体稳定、时间流逝……物质与光的最小单位——量子，与所有的现象都息息相关。但量子充满了谜团，我们所熟悉的宏观世界的物理法则在量子面前全都失去了作用。因为人类尚未搞清楚量子的真面目，就连教科书上都只能模棱两可地解说“量子既是粒子也是波”。但本书从“量子不是粒子而是波”的结论出发，尝试用量子理论来解释现象。细胞修复、不会碎裂成渣的金属、没有分支的历史……这些世界的秩序都是由量子创造的。

　　吉田伸夫，1956年出生于日本三重县。毕业于东京大学理学部，东京大学研究生院理学博士。专业是基本粒子论（量子色力学）。对包括科学哲学和科学史在内的广泛领域进行研究。运营网页“科学与技术诸相”。著作有“明解量子重力理论入门”、“明解量子宇宙论入门”、“完全自习相对论”（均为讲谈社）、“宇宙有‘终结’吗”、“时间从何而来、为何流淌？”（均为讲谈社）、“光场、电子之海”（新潮选书）；“基本粒子论为什么很难理解”、“量子论为什么很难理解”、“科学为什么很难理解”、“解开这个世界之谜的高中物理再入门”（都是技术评论社）等。

目 录
 
3 前言
 
  9 第一部分 量子理论的神奇之处   10 第一章   量子离我们很近 11 沙粒中无法诞生生命
12 分子组成的稳定结构
15 驱动生命的精密机械
16 从活力论到量子论
17 原子核与电子的自由系统
19 从最简单的例子开始
20 受重力影响的行星系
22 行星系与原子的决定性差异
24 氢原子展现出的规律性
26 原子论——如此奇妙之物
 
  28 第二章   波动产生的秩序 28 原子与场
29 氢原子的谜团
31 薛定谔的解答
31 被封闭的波产生形状
 
 
 
35 思考弦的振动
37 将波封闭的力
38 氢原子发生了什么？
41 摸清量子效应的本质
42 从原子到分子
43 用物理学解释化学
44 “电子是波”的理论
46 薛定谔理论的缺陷
 
  48 第三章   什么是“通俗易懂的量子理论”？ 49 从“粒子”到“场”
51 “量子场论”究竟是什么理论？
53 电子没有个性
53 波为什么成为粒子？
54 “既是波又是粒子”的矛盾
55 什么是不确定性原理？
56 为波准备的空间
59 量子场论的缺陷
60 通俗易懂的量子理论与其敌人
 
 
  61 第二部分 量子理论的两个分支   63 第四章   玻尔 vs 爱因斯坦 64 普朗克发现能量量子
66 爱因斯坦的革新
67 光与气体分子相似
69 曾被认为是错误理论的光量子理论
71 玻尔提出的原子模型
72 理论的拼凑
 
 
 
74 玻尔与爱因斯坦的争论
75 谁是争论的胜者？
 
  78 第五章   海森堡 vs 薛定谔 79 玻恩对新力学的探索
81 激进的海森堡
82 海森堡的显微镜
85 继承玻尔方法论的海森堡
86 重视想象的薛定谔
88 对薛定谔的批判与结局
 
  91 第六章   狄拉克 vs 约尔当 92 振动的“某物”
94 电子与光都是粒子
95 天才狄拉克的华丽技巧
98 产生与湮灭的魔术
100 “狄拉克之海”
101 狄拉克方法的局限性
102 电子与光都是波
104 不确定的是什么？
105 基本粒子来自场
106 波产生于何处？
107 量子场论为什么没有被接受？
110 被诅咒的物理学家——约尔当
 
 
 
113 第三部分 让量子理论回归常识
  115 第七章   薛定谔的猫与量子计算机 116 什么是薛定谔的猫？
 
 
 
118 不存在既生又死的猫
120 维持叠加状态的情况
122 能够实现的“猫态”
124 传统计算机的机制
126 量子计算机对猫态的利用
128 正确率 0.2% 的挑战
129 另一种量子计算机
 
 
132 第八章   历史会有分歧吗？
133 “从哪一个通过”？
134 如果缝板可以移动……
135 胜利者是玻尔阵营吗？
136 粒子性和波动性是排他的吗？
138 人类的观测是必不可少的吗？
139 实际上通过了哪个缝？
140 干涉的过程是一个“历史”
141 没有干涉的历史就会出现分歧吗？
143 用量子理论解释“历史”
 
 
144 第九章   既分离又纠缠？
145 什么是量子纠缠？
147 利用光来分析量子纠缠
150 观测结果会互相影响吗？
151 统计后才知道的事情
152 量子纠缠不是心灵感应
153 贝尔不等式
156 没有答案的问题及其意义
 
 
159 结语   真正的量子理论