量子論縱覽：從量子論的基本概念到量子電腦

★簡單介紹「量子電腦」和「量子遙傳」應用概念與未來挑戰
★適合初接觸量子論的大學生以及想念理工的國高中生作為入門讀物
★圖文並茂，釐清基礎概念，廣泛介紹量子論的應用
★書中也介紹了「薛丁格的貓」、「上帝到底擲不擲骰子」、「平行世界」、「瞬間移動」等為人所知的話題

很多人都聽過「量子論」，但是能大略描述它是什麼的人並不多，除非，你看了《量子論縱覽：從量子論的基本概念到量子電腦》！

牛頓與愛因斯坦是有史以來最偉大的兩位物理學家，量子論和相對論則是現代物理學的兩大支柱。古典力學建立在牛頓提出的運動定律之上，然而，在比原子更小的層次，有許多現象無法用牛頓力學來解釋，這就是量子論發展的起點。

這個肉眼看不見的世界的理論，往往抽象詭奇且無法以一般的經驗來度測，本身就已經讓人大感意外。而量子論發展至今近百年，更是深刻影響了許多領域的發展，從日常生活中不可或缺的電晶體、半導體、微處理器，到量子化學、量子光學、量子計算、超導磁體、發光二極體、雷射器等，現代世界可說與量子論息息相關。
也由於量子論的廣泛運用，使得不管是對化學、光學、資訊等高科技領域感興趣，都要具備對量子論的基本理解與素養。

《量子論縱覽：從量子論的基本概念到量子電腦》從基礎概念著手，結合核心理論、發展歷程的闡述，讓有國中物理水準的讀者，也能以牛頓的古典物理為座標，建立對量子論的認識，並了解量子論在各個領域的廣泛應用！

☆本書特色

1. 日本牛頓正式授權，精美插圖、珍貴照片及電腦模擬圖像輔助，科學原理一看就懂，啟發讀者對科學的探究興趣，養成科學素養，練習邏輯思考！
2. 一書一主題，縱向深入閱讀，橫向觸類旁通，從不同角度闡明各類科普疑問，各章附有專欄補充，幫助加深記憶，確實掌握重點！
3. 補完108自然科學領域課綱，適合國中先修、高中複習，把課本看不懂的知識變有趣！

===名人推薦===
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這些產品的研發及進步，是從二十世紀初開始的，因為科學界發展出相對論和量子論這兩門嶄新的學術領域，使人類得以比從前更深入地認識宇宙和物質，並運用新知識開發出種種新技術。其中，從量子論衍生出來的新知識，讓人們了解分子、原子、電子等微觀物質的現象及性質的由來，是最具關鍵性的因素。以這些知識為基礎，所研發出來的儀器和工具，促進了電子、電路元件功能的提升，使執行資訊處理與訊息交流的技術突飛猛進，則是提升工作與生活上的方便性、精確性和舒適程度的原動力。
在享受這些新科技的成果之餘，一定有不少人想了解產生量子論的背景與歷程，甚至有許多人想更進一步加入研發新知識、新技術的團隊。為了讓大眾鳥瞰新科技園地，本書的編輯群和作者群聯合製作本書，以淺顯易懂且趣味盎然的內容，帶領讀者認識「量子論全貌」，也就是了解從量子論的基本概念到量子電腦的發展過程。
在量子論誕生之前，大家都認為利用牛頓建立的「牛頓力學」就足以說明一切物體的運動。但是本書舉出許多實例，告訴讀者：到了19世紀末葉，人們發現微觀物質會表現出無法用牛頓力學說明的神奇行徑，例如第1章詳細介紹的「波與粒子的二象性」──物質粒子會呈現波的現象、光波會呈現粒子的現象。因此，我們需要一個能解釋這些行徑的新理論，量子論就是符合這個條件的理論，它把波的波長與粒子的動量( 質量與速度的乘積 )聯繫起來。由於波動現象( 干涉、繞射、駐波等 )中的波長與環境的幾何性質( 形狀和大小等 )有密切關係，就可以了解那些條件會使波性質明顯，什麼情況可以凸顯粒子性質，而且其推論經得起實驗的考驗。
在第13頁，作者以物質的導電性質為例，指出詮釋微觀現象固然需要量子論，但由於巨觀現象的根源，來自能量與物質的微觀性質及交互作用，所以也必須引用量子論才能完全理解。因此，我們可以說：量子論適用於自然界的一切尺度。這是我們需要認識量子論的理由，也是本書值得推薦的理由。本書以光、原子、電子等為例，介紹量子論基本觀念及應用這些觀念的成功之處，可以幫助讀者體認量子論的正確性，而探討它所引入更深層的分析與推論。本書第2章和第3章，就會引導讀者進一步探索量子論園地。
首先，我們看到：除了二象性之外，量子論還要加入一些古典物理所沒有的觀念。「狀態的並存」與「不準量關係」是最基本的兩個新觀念。基於這三個新觀念，粒子的干涉、繞射等實驗可以精確地設計並執行，如光波一般。此外，讀者還會看到許多量子效應，例如穿隧效應、微觀能量的數值不連續等。這些新觀念，使人們了解化學與凝態( 液態及固態 )物理學的諸多現象和過程，並促成這兩個領域的蓬勃發展。後者更是研發出新材料和新元組件的基礎，因而產生上文提及的種種新科技，讀者們會一邊讀本書，一邊讚嘆這一連串演進的美妙。
此外，量子論使人們發現：「真空」很不簡單，它居然具有能量，而這能量除了在微觀世界產生重要效應，還很可能跟宇宙創生、宇宙加速膨脹有關。
量子論也使人們在了解自然界基本交互作用力方面獲得確切的進展。將量子論應用於分析生物現象，也有許多很有意義的進展，因而形成「量子生物學」這個新興的學術領域。從量子論衍生的這些研究和發展，使人類在探索宇宙奧秘的旅途上頻添具體收穫，本書所展示的，只是其中微小的一部分，但已經可以讓大家讀得津津有味了。
第4章「量子論總結」和第5章「想要更深入了解！量子論」，將許多大科學家個別或團隊的努力，以及互相辯論切磋的場景與劇情呈現在讀者眼前。散布在各章節裡的許多專欄，是本書的特色。它們會讓有興趣細讀、肯深入思考的讀者們完整地認識「量子論全貌」，並且還會想要閱讀進階的書籍、資料。

台大物理系暨醫學院光電生物醫學中心退休教授 曹培熙

序言
拉普拉斯精靈
何謂量子論？①∼②
量子論摘要 ①∼③
[再更詳細一點！Q&A]
Q1. 量子論和日常所見的「巨觀世界」沒有關係嗎？


一、量子論的誕生
理解的關鍵「波粒二象性」
光的波動說 ①∼③
用量子論思考光 ①∼④
原子的模型 ①∼②
用量子論思考電子與原子 ①∼③
結論 量子論的誕生
[再更詳細一點！Q&A]
Q2. 光子究竟是粒子？還是波？


二、探究量子論的核心
理解的關鍵「狀態的並存」
電子的干涉 ①∼④
關於詮釋的爭論 ①∼②
不準量關係式
關於詮釋的爭論 ③
結論 探究量子論的核心
[再更詳細一點！Q&A]
Q3. 電子竟然能夠同時存在於多個場所，真的嗎？
Q4. 「電子波」代表什麼意思？
Q5. 量子論所說的「觀測」是什麼？
Q6. 除了哥本哈根詮釋之外，還有什麼詮釋？


三、蓬勃發展的量子論
新的真空相
穿隧效應 ①∼②
往化學與固態物理學的發展
自然界的四種力 ①∼②
從無到有的宇宙創生
結論 蓬勃發展的量子論
[再跟詳細一點！Q&A]
Q7. 真空竟然具有能量，真的嗎？
Q8. 穿隧效應有什麼實際的例子？
[再更詳細一點！Q&A]
促使宇宙加速膨脹的因素或許是真空的能量
量子論闡明了週期表的意義
量子論闡明了化學反應的機制
量子論也闡明了固體的性質
在巨觀世界中顯現的量子現象「超流性」與「超導性」
何謂「量子生物學」？


四、量子論總結
量子論的重要人物
量子論的關鍵詞MAP
量子論年表
量子論究竟是什麼呢？


五、更加了解量子論
量子論與愛因斯坦的故事
平行世界是真實存在嗎？
全面了解量子電腦
量子遙傳
[再更詳細一點！Q&A]
Q9. 愛因斯坦聽到多世界詮釋時會做什麼樣的評價？