從光到物質的量子探索

自序
Chapter 1光的本性之爭：光是粒子還是波？
1.1 惠更斯的波動說
1.2 牛頓的微粒說
1.3 楊氏雙狹縫干涉實驗
1.4 帕松的烏龍球
1.5 光就是電磁波

Chapter 2電磁波能量謎團：能量竟然不連續？
2.1 黑體輻射謎團
2.2 光電效應謎團
2.3 原子光譜謎團
2.4 石破天驚的量子化假設

Chapter 3量子化與連續性之辯
3.1 芝諾悖論：你能追上烏龜嗎？
3.2 玄而又玄的無窮
3.3 時空是量子化的
3.4 運動是連續的嗎？
3.5 量子化才是世界的本質

Chapter 4光的波粒二象性
4.1 愛因斯坦的光子理論
4.2 光子理論是牛頓微粒說的回馬槍嗎？
4.3 原子能量量子化與原子光譜
4.4 量子理論與光的本性

Chapter 5愛因斯坦的疑問：什麼是光子？
5.1 光與電磁波：剪不斷理還亂
5.2 波動光學與量子光學：為什麼有兩種？
5.3 光的偏振：光子也會思考嗎？
5.4 光速不變：相對中的絕對
5.5 靜止質量為零：有還是沒有？

Chapter 6實物粒子的波粒二象性
6.1 德布羅意的驚人假設
6.2 實物粒子波動性的觀察
6.3 實物粒子的雙狹縫干涉實驗
6.4 物質波的應用

Chapter 7量子力學的建立
7.1 薛丁格的波動力學
7.2 機率構成的物質波
7.3 波耳的對應原理
7.4 海森堡的矩陣力學
7.5 量子力學正式建立
7.6 機率論與決定論的爭論：上帝擲骰子嗎？

Chapter 8單一粒子的波粒二象性
8.1 單一電子的雙狹縫干涉實驗
8.2 機率波與機率幅
8.3 觀察電子的軌跡
8.4 跟人類捉迷藏的電子

Chapter 9量子力學正統解釋：哥本哈根詮釋
9.1 測不準原理
9.2 互補原理
9.3 疊加態：人為測量竟如此重要？
9.4 波函數塌縮
附錄 量子電腦

Chapter 10神奇的量子穿隧效應
10.1 穿隧效應：穿牆而過不是夢
10.2 掃瞄穿隧顯微鏡

Chapter 11獨闢蹊徑的路徑積分
11.1 路徑積分：所有路徑求和
11.2 路徑積分對雙狹縫實驗的解釋
11.3 路徑積分的廣泛應用
11.4 費曼圖：物理學家的看圖說話

Chapter 12堅持決定論的隱變量理論
12.1 德布羅意的領波理論
12.2 玻姆的量子位能理論

Chapter 13量子力學的其他解釋
13.1 意識論：我思故我在？
13.2 熱力學不可逆過程
13.3 去相干理論
13.4 GRW 理論
13.5 多世界理論：人人都能創造平行宇宙

Chapter 14人類和光子的博弈
14.1 單光子偏振實驗
14.2 單光子廣角干涉實驗
14.3 單光子延遲選擇實驗
14.4 量子擦除實驗

Chapter 15幽靈般的超距作用：纏結之謎
15.1 波耳與愛因斯坦過招
15.2 EPR 弔詭：纏結登場
15.3 纏結的實驗證明
15.4 GHZ 三粒子纏結
15.5 量子隱形傳態：超空間傳送能實現嗎？

Chapter 16原子內部的世界
16.1 古人的物質組成觀點
16.2 原子論的勝利
16.3 原子還不是最小
16.4 原子內部結構
16.5 原子結構的初期模型
16.6 電子雲：電子在哪？
16.7 電子雲節面之謎
16.8 電子的自旋
16.9 電子自旋之謎

Chapter 17組成世界的基本粒子
17.1 物質的鏡像：反物質
17.2 宇宙隱形人：微中子
17.3 世界的基石：夸克
17.4 世界的基石：輕子
17.5 四種基本交互作用和力的傳遞粒子
17.6 上帝粒子：希格斯粒子
17.7 標準模型
附錄 以高速粒子檢驗狹義相對論

Chapter 18宏觀量子現象：玻色－愛因斯坦凝態
18.1 費米子與玻色子
18.2 包立不相容原理
18.3 玻色−愛因斯坦凝態
18.4 液氦超流現象

Chapter 19量子場論
19.1 場與粒子的統一
19.2 粒子的產生與轉化
19.3 真空裡隱藏的奧祕
19.4 再析費曼圖：時間能倒流嗎？
19.5 量子電動力學：精確度驚人的預測
19.6 量子色動力學：夸克禁閉

Chapter 20超弦理論：萬物至理？
20.1 統一理論的探索
20.2 宇宙的琴弦：超弦理論
20.3 M 理論：終極理論？
20.4 平行宇宙
附錄 是否存在交叉宇宙？

Chapter 21宇宙大霹靂
21.1 膨脹的宇宙
21.2 廣義相對論與宇宙學
21.3 宇宙理論的發展
21.4 宇宙的演化
21.5 恆星的演化
21.6 暗物質與暗能量之謎
21.7 時空的顫抖：重力波
後記
參考文獻 239