有趣的讓人睡不著的量子論

序章 歡迎來到量子論的世界
兩位天才科學家和貓的「量子論特別報道」
揭開世紀對話的序幕
支撐現代物理學的量子論
量子論將微觀物質看作「波」
無法看到作為波的電子
大自然的真面目超乎常識？
既生又死的貓？
向量子論的仙境進軍

第一章 量子的誕生——量子論的前夜
圍繞光的真面目展開的歷史
最初的「量子」？
從光的研究產生出的量子
光的本質究竟是粒子還是波？
波的波長、振幅和振動頻率
光是波的決定性證據
光是電磁波的一種
電磁波的波長和種類
光的兩個未解之謎
光能用「整數值」表示
從熔爐中產生的量子
分析光譜的分布
黑體放射的光譜分布
理論上的光譜分布線呈逐漸上升趨勢
具有無限能量的光？
光能成了「小顆粒」？
不用hv單位便無法解釋？
量子和最小單位量
革命性的猜想：不連續的量
無法被自己理論說服的普朗克
光的本質是粒子？
什麼是光電效應？
愛因斯坦的光量子假說
光既是粒子也是波
真正打開量子論的大門

第二章 進入原子內部的世界——早期量子論
探索原子的構造
所有的物質都是由原子構成的
電子的發現
思考原子內部的構造
原子的中心有原子核
為什麼原子不會被破壞？
電子也受到「整數」的制約
玻爾的原子模型問世
氣體發光的光譜
氫原子的光譜有着不可思議的方程式
巴耳末系無法用盧瑟福的原子模型進行說明
玻爾的大膽無畏的假定
軌道半徑只能為整數值
電子的定態和遷移
在原子構造中登場的量子
玻爾的量子化條件守護着電子
可以解釋氫原子放出的光的頻率
巴耳末系表示電子遷移到n=2的軌道時釋放的光
為什麼原子會放光？
玻爾的「早期量子論」漏洞百出？
早期物理學——邁向量子物理學的橋梁
革命性的理論從年輕的頭腦中產生

第三章 想看卻看不見的波——量子論的完成
將電子看作波
探索玻爾假設的根據
電子和所有物質都是波？
電子的波圍繞在原子核的周圍旋轉
「電子=波」是量子化條件的根據
電子真的是波嗎？
薛定諤方程式的誕生
全新的天才薛定諤的登場
表示物質波的波函數ψ
波函數ψ是復素數的波
用圖表示波函數
電子以散布狀態存在嗎？
波函數的概率解釋
電子的波可以一分為二嗎
被一分為二的是「概率」
波函數用來表示可以發現電子的概率
波函數的大小和電子的發現概率之間的關系
位於不同位置狀態重合的電子
觀測的時候電子的波發生收縮
看不見的波不要去考慮
量子論的主流——哥本哈根解釋
明確微觀世界的物理法則
反對概率解釋的愛因斯坦等人
微觀世界的未來由擲篩子決定?
上帝不喜歡擲篩子游戲

第四章 探求自然本來的面貌——逼近量子論的本質
電子有「兩張面孔」
電子真的是波嗎？
展示電子具有波動性的實驗
電子出現的干涉條紋
一個電子也具有波的性質
電子和自身發生干涉？
電子的到達位置可以進行概率預測
電子是「雙重人格」一樣的存在？
為什麼棒球無法顯示波的性質？
宏觀世界也會呈現波的性質
不確定性原理
電子真的能通過雙狹縫嗎？
想要預測電子的通過位置，會發生怎樣的情況？
微觀世界受到的觀測影響
微觀世界不可避免的不確定性
位置和動量無法同時確定
受到波函數影響的電子的位置和動量
在那里可以成立的在這里卻不能成立
自然的本質是「不確定」的
不確定性是由於知識不足導致的嗎？
月亮只在看的時候才存在嗎？
愛因斯坦主張的「隱藏的變數」
愛因斯坦的反論——EPR悖論
「觀察到粒子」的消息瞬間傳播有些奇怪？
瞬間的遠距離作用真的存在嗎？
月亮是因為被看見才存在的嗎？
矛盾的事物互補的世界

第五章 分支的世界——探求解釋問題
薛定諤的貓
薛定諤的巨大不滿
思考實驗「薛定諤的貓」
「半生半死」是什麼意思？
觀察行為能夠決定貓的生死？
微觀和宏觀不可分開思考
有解開悖論的方法嗎？
多世界詮釋
波的收縮無法用薛定諤公式推導？
如果認為波不會收縮會怎樣？
研究生艾佛雷特的「平行宇宙理論」
在另一個世界與自己相遇？
電子位於不同位置的復數的世界
用多世界詮釋思考「薛定諤的貓」
用多世界詮釋思考「電子的雙狹縫實驗」
貓不會發生干涉？
世界真的發生分支了嗎？
解釋問題沒有定論

第六章 面向終極理論——量子論開創的世界
明確解釋各種現象的量子論
電子的量子數和泡利原理
電子軌道的真面目
量子論是物理和化學的結合
不遵循泡利理論的玻色粒子
催生出半導體元件的量子論
通過能量壁壘的量子隧穿
和電子性質相反的「反電子」的發現
量子論的發展和將來
「場量子論」的誕生
真空中粒子和反粒子永不停止地生成和消亡
基本粒子物理學的誕生和發展
朝永博士和量子電磁學
量子宇宙論的發展
量子論和相對論的融合嘗試
量子計算機能否實現？
終極的保障——量子密碼
21世紀的革命性理論今天在哪里？