──量子電腦無疑是未來的科技趨勢
──每個人都需要了解「量子論」的基礎知識!
量子論到底在講什麼呢?
電子和原子這樣的微觀世界與我們所認知的非常不同,比如電子竟然可以同時擁有粒子跟波的性質,有如忍者一樣同時存在於不同地方,還可以穿透理應跨越不了的障礙!
量子論不但可以闡明這些不可思議的現象,更進一步發展出半導體,才有我們現在的科技社會,還與化學週期表、候鳥遷徙、光合作用、太陽都有關聯。
本書透過清楚簡單的講解,即使不具備深奧的物理、數學知識也可以馬上掌握量子論的重點與基礎知識!適合國中生以上對量子論有興趣的讀者,早日啟發對自然科普的興趣!
系列特色
1. 日本牛頓出版社獨家授權。
2. 以手繪插圖、四格漫畫與專欄小故事,兼顧圖解與訊息量。
3. 清楚解釋基本觀念,搭配「人人伽利略」、「少年伽利略」系列,提升學習效果。
量子論:一探未來的科技趨勢 觀念伽利略7
內容描述
目錄大綱
緒論
量子論是微觀世界的物理法則……………10
相對論和量子論是自然界的兩大理論……………12
量子論的重要概念-光和電子既是波也是粒子!……………14
量子論的重要概念-一個電子同時存在於多個場所!……………16
根據量子論,未來不是已經決定好的!……………18
專欄 博士!請教一下!!量子論只適用於微觀世界嗎?……………20
專欄 形形色色的占卜術能預測未來?……………22
4格漫畫 拉普拉斯和拿破崙……………24
4格漫畫 政治家拉普拉斯……………25
- 光和電子既是波也是粒子
光和微觀物質具有「波粒二象性」……………28
19世紀時已將光視為波……………30
光的性質依波長而異……………32
光的能量是不連續!普朗克的「量子假說」……………34
愛因斯坦認為光具有粒子的性質……………36
如果光是單純的波,便無法說明這樣的現象……………38
因為光是粒子,夜空才有繁星點點……………40
究竟光的本體是波?或是粒子?……………42
電子也被認為具有波的性質……………44
波的性質與電子所在的場所有關……………46
專欄 德布羅意與物理學的邂逅……………48
專欄 雖然獲頒諾貝爾獎……………49 - 一個電子同時存在於多個場所
微觀物質會使用「狀態共存」這種分身術……………52
顯示電子「波粒二象性」與「狀態共存」的實驗……………54
電子被觀測時,就從波變成粒子……………56
電子會分身而存在於廣大的範圍中……………58
一個電子能同時通過兩條路徑……………60
電子波與巨觀物體相撞會塌縮……………62
誰也無法預測電子位於什麼地方……………64
生與死並存的「薛丁格的貓」……………66
專欄 從貝殼可以聽到海浪的聲音……………68
4格漫畫 薛丁格的初戀……………70
4格漫畫 西方科學與東方哲學的邂逅……………71 - 量子論闡述的瞹昧不明世界
電子的位置和運動方向無法同時確定……………74
使未來的預言無法實現的「不準量關係」……………76
愛因斯坦預言「幽靈般的超距作用」……………78
在微觀世界中,物質不斷地生成又消滅……………80
電子能像幽靈一樣穿透牆壁……………82
粒子藉由穿隧效應從原子核飛出……………84
專欄 博士!請教一下!!日常生活中有穿隧效應嗎?……………86
專欄 隧道頂部的風扇……………88 - 在各領域蓬勃發展的量子論
量子論的發展催生了資訊社會……………92
電子雲闡明了週期表的意義……………94
沒有量子論便無法了解化學反應的機制……………96
電腦和手機都是藉由量子論而運作!……………98
磁浮列車藉由量子論而奔馳……………100
候鳥遷徙與光合作用似乎也和量子論有關……………102
專欄 創下金氏世界紀錄的JR磁浮列車……………104
量子論仍然無法說明重力……………106
期待量子論與廣義相對論的融合……………108
兩大理論的統合或許能闡明宇宙誕生之謎……………110
專欄 博士!請教一下!!量子論的「多世界詮釋」是什麼?……………112 - 運用量子論的最新技術
實現超高速運算的「量子電腦」……………116
量子電腦運用了電子的「疊加」……………118
運用「量子纏結」的量子遙傳……………120
或許能利用量子遙傳進行通訊……………122
專欄 利用章魚捕蝦的漁民……………124