简介
★一本令人振奋的量子物理入门书，从0到1了解量子物理。
★法国物理学家带你神游量子的奇异世界，踏上薛定谔开辟的非凡旅程，收获平行宇宙的快乐和知识！
★硬核科普放心读。当你懒洋洋地坐在躺椅上打开这本书时，你离搞懂量子理论又近了一步！
什么是量子？
什么是波粒二象性？
量子物理究竟研究什么？
它用哪些理论“积木”构建起新的科学大厦？
它如何定义了整个世界的“不确定性”？
它在我们的日常生活和科技领域中有哪些应用？
自从20世纪初量子物理诞生，我们的世界观就发生了颠覆性的改变！
埃尔温·薛定谔正是这一时期的标志性人物，他几乎参与了量子力学的每一个关键阶段，他的研究给这一理论不断带来决定性的启发。他创立了波动力学，他那只“处于生与死叠加态”的猫成为人人皆知的譬喻。他的方程描述了微观状态下粒子随时间而发生的变化，他与爱因斯坦一同提出量子纠缠这一概念，他还成功地为80年后出现的新兴的量子生物学开辟道路。
时至今日，我们每个人不知不觉中都在享用这一理论为我们带来的便利。从GPS、原子钟到智能手机，从医学成像到量子通信，量子物理学不可遏制地改变了我们的生活，影响了我们的未来。
法国物理学教授夏尔·安东尼用轻松诙谐的语言、直观明了的图表向我们展示了奇异的量子世界，我们在了解量子物理发展的同时，更能深刻地感受这一理论所构建的远大前景。
作者介绍
夏尔·安东尼（Charles Antoine）
法国巴黎第六大学副教授，凝聚态理论物理实验室研究员。著有《量子力学导论》《现代物理学导论：相对论与量子力学》等多本科学书籍。
部分摘录：
量子物理十问 1.量子力学何时诞生？为何诞生？
量子力学是当今物理学的两大主要基本理论之一，另一个是爱因斯坦的广义相对论。
量子力学原理是在1900—1930年由一个以欧洲人为主的研究团队一步步构建起来的。如果说爱因斯坦和路易·德布罗意先后于1905年和1923年分别引入了光子和物质波的概念，由此为量子物理的诞生贡献了一份力量，那么，对理论加以完善并使其最终成为我们今天所知的量子理论的主要贡献者其实是沃纳·海森伯、埃尔温·薛定谔、保罗·狄拉克、尼尔斯·玻尔、沃尔夫冈·泡利和约翰·冯·诺伊曼这几位物理学家。
事实上，量子力学之所以诞生，是因为仅凭那个时代的理论（即以经典力学和电磁学为主的理论）已无法解释新的科学实验和观测结果。后来，那些旧的理论就被人们称为经典物理，与量子物理相对。
那些当时无法解释的主要科学实验和观测结果，将光与物质间的相互作用（如一个恒温物体辐射的问题）引入到了物理学中。
2.“量子”为何意？
法文中用physique quantique来表示量子物理。quantique这个词源自拉丁语quantum，意为“有多少”。quantum在现代法文中指代的就是“量子”，即“小粒子”，如果没有明确指出该粒子的性质，那么言下之意就是“能量小粒子”。从广义上说，任何能与量子物理有关联的概念或效应，无论关系远近，都可以纳入“量子”的范畴。那么，量子效应其实就是一种用量子物理进行预测或描述的效应。
更准确地说，当两个物质发生相互作用时，构成一个物理量的最小单位就是量子。因此，我们就用物理量的量子化来描述这一相互作用的特征。
之所以把量子称为“能量小粒子”，是因为光的粒子性得到了证实（光是以能量子的形式存在的，这些能量子也被称为光子），且广而言之，我们周围的一切物质都显现出这样的一种粒子性。比如原子，我们很容易把它想象成物质粒子，其自身就具有一种粒子性的能量结构。根据最新理论推算，甚至时间和空间都很有可能由时空粒子构成。
3.量子物理学标志性的实验有哪些？
量子物理的探索者提出的颠覆性的原理和概念，需要大量的科学实验来证实。
毋庸置疑，最具代表性的实验是杨氏双缝实验（详见29页），该实验用两条狭缝凸显单个粒子的概率波概念，无论这个粒子是物质粒子（如电子或原子）还是光粒子（光子）。
另一些关键性的实验为量子物理初期的理论奠定了基础，尤其是那些证实了能量（光能或原子能）的量子化、自旋的存在以及物质波的真实存在的科学实验，这些实验都发生在离我们较为遥远的年代。近一些的则有证明量子纠缠和非定域性现象真实性的实验（1981年阿兰·阿斯佩的实验和2015年罗纳德·汉森的实验），以及与一些基本粒子的发现紧密相关的实验，如2012年发现希格斯玻色子的实验。
20世纪90年代，量子隐形传态的实现和相干物质波的产生（1997年法国物理学家克罗德·科恩·塔诺季因此获得诺贝尔奖）为我们开启了量子世界的多扇大门。最后，自2010年起，经全球各地许多官方及私人实验，量子信息学和量子生物学实现了腾飞。
4.这是一种得到充分证实的理论吗？
量子力学是一种得到极其充分证实的理论。它的升级版叫量子电动力学（内行人称之为QED）。量子电动力学将光和物质间的相互作用与爱因斯坦的狭义相对论融合起来，被有的学者视为有史以来得到最佳验证的理论！（在这一点上，该理论与爱因斯坦的广义相对论旗鼓相当，在2015年人们发现了该理论所预言的著名的引力波后尤其如此。）
然而，量子电动力学无法被应用到数量庞大的原子和物质上，在这种情况下，可以用量子物理的简化版（即本书的主要内容）来描述观测到的现象，即使使用这种简化的版本，科学预言和测量结果很多时候也相当一致，但仍存在一些异常的量子效应（比如在生物学和超导领域）有待解决。
5.量子物理学关注的对象是什么？
尽管量子物理主要应用于微观的领域，但其实量子效应存在于自然界的各个层面，从构成原子的基本粒子的亚微观层面，到人体、工业，再到宇宙天文学层面。
因此，量子物理关注的对象是世间万物，从无限小到无限大！我们甚至可以泛泛地说：“一切都跟量子有关！”
实际上，确实有可能把任何单个物体或多个物体与量子波联系在一起，即便我们无法获知或很难获知日常生活中那些物体的量子属性。现在，有一个独立的研究领域专门研究我们所观测到的原子尺度的量子世界和一个貌似与量子关系较远、我们日复一日生活其中的世界之间的边界所在。
6.这种理论与其他理论有什么不同？
与现代物理学的另一大支柱——广义相对论——不同，量子力学并非建立在一个准哲学的伟大原理之上，它与建立在运动相对性原理上的相对论是不一样的。量子力学的建立，事实上借助了一系列原理，但直至今日，这些原理的解释仍旧容易引起争论。有些人有时会将这些原理的集合比喻成量子力学大餐的“神秘配方”，这些奇怪的“秘方”里有着同样奇怪的“配料”，如概率波、自旋、量子跃迁等概念。
总的来说，量子力学标志着科学上确定性的终结，将人们导向对物理学中所有常用概念的全面而深层的质疑。定域性、唯实论、测量、空间、时间、因果、真空，乃至宇宙的唯一性和存在本身似乎也被一一推翻了！
