Die 12 besten Bücher für Quantenphysik, die Sie erkunden möchten

Sind Sie neugierig auf das Raumzeitkontinuum oder die Realitäten von Zeitreisen? Dann schauen Sie sich die 12 besten Bücher zur Quantenphysik für jeden Schüler an.

Quantenphysik ist das Studium der Materie auf ihrer grundlegendsten Ebene. Es wird manchmal auch Teilchenphysik genannt. Die Quantenmechanik ist ein noch detaillierterer Zweig dieses Wissenschaftsgebiets. Es konzentriert sich auf die mathematischen Gleichungen, die die Bewegung und Wechselwirkungen von Teilchen auf subatomarer Ebene regeln.

Dieser Wissenschaftszweig kann für manche Schüler schwierig sein, weil er sich mit Dingen befasst, die wir nicht leicht sehen können. Ein Großteil des Verständnisses dieses Wissenschaftszweigs stammt aus der Arbeit von Wissenschaftlern wie Einstein in den frühen 1900er Jahren. Sie verwendeten mathematische Gleichungen und Theorien, um ein Bild des Universums zu erstellen. Obwohl dies alles theoretisch war, war es erschreckend genau, und daher verwenden wir heute noch einen Großteil ihrer Arbeit, um das bekannte Universum zu studieren.

Wenn die Teleskoptechnologie gut genug ist, um Dinge auf dieser molekularen Ebene zu sehen, hat sich ein Großteil der Arbeit von Wissenschaftlern wie Einstein als wahr erwiesen. Möglicherweise finden Sie einige ähnliche Theorien, auf die in unserem Artikel verwiesen wird. Was ist harte Science-Fiction?

Aber welche Auswirkungen hat die Quantenphysik auf den Alltagsmenschen, und lohnt es sich, darüber zu lesen? Die Quantenwissenschaft hat sich in unsere moderne Kultur und Umgangssprache eingewoben. Es fällt Ihnen schwer, einen Science-Fiction-Film zu finden, der nicht über Quantenverschränkung oder Quantenteleportation spricht. Sogar manche Mystik hat ihre Wurzeln in der Teilchenphysik. Obwohl vieles davon Fiktion ist, hat es seine Wurzeln in der wissenschaftlichen Welt.

Diese kulturelle Verbindung und die faszinierende Geschichte der Menschen hinter der Quantenphysik machen sie zu einem lesenswerten Thema. Ob Sie ein Professor sind, der einige Fähigkeiten auffrischen muss, oder ein gutes Buch ist ein guter Ausgangspunkt. Hier ist eine Liste der 12 besten Bücher über Quantenphysik für den Wissenschaftler in Ihrem Leben.

Hier sind die besten Bücher zur Quantenphysik für Anfänger

1. Quantenmechanik: Das theoretische Minimum von Leonard Susskind und Art Friedman

In Quantum Mechanics: The Theoretical Minimum hat sich Leonard Susskind mit Art Friedman zusammengetan, um die Theorie und Mathematik in der Welt der Quantenmechanik zu diskutieren. Die beiden Autoren veröffentlichten diese Arbeit im Jahr 2014. Dieses Buch ist eine Einführung in die Welt der Quantentheorie und nimmt die seltsame Natur des Themas voll auf.

Es ist eine Fortsetzung von Susskinds erstem Buch The Theoretical Minimum und läuft parallel zu dem von Susskind unterrichteten Weiterbildungskurs der Stanford University. Dieses Buch ist als zugänglich bekannt, zumindest für diejenigen, die etwas von der Quantenphysik verstehen, was es bei Anfängern auf diesem Gebiet beliebt macht.

„Die Einheiten, die wir verwenden, spiegeln unsere eigene Größe wider. Der Ursprung des Messgeräts scheint darin zu liegen, dass es zum Messen von Seilen oder Stoffen verwendet wurde: Es geht um den Abstand von der Nase einer Person zu ihren ausgestreckten Fingern. Eine Sekunde ist ungefähr so ​​lang wie ein Herzschlag. Und ein Kilogramm ist ein schönes Gewicht, das man mit sich herumtragen kann. Wir verwenden diese Einheiten, weil sie bequem sind, aber die Grundlagenphysik kümmert sich nicht so sehr um uns.“

Leonard Susskind, Quantenmechanik: Das theoretische Minimum

2. Quantenphysik für Anfänger: Von der Wellentheorie zum Quantencomputing von Carl J. Pratt

Quantenphysik ist ein Thema, das sich nicht gut für echte Anfänger eignet, aber dieses Buch kommt dem so nahe wie möglich. Quantum Physics for Beginners: From Wave Theory to Quantum Computing führt den Leser in die Grundzüge der Studie ein, verwendet dafür aber ziemlich viel Mathematik. Daher würden einige echte Anfänger sagen, dass es nicht zugänglich ist.

Für diejenigen mit etwas Wissen scheint es genau die richtige Menge an Mathematik in Kombination mit weniger intensiven Fächern zu haben, was es zu einer großartigen Wahl für Anfänger macht, die sich ein wenig mit dem Thema auskennen. Wenn Sie etwas Hintergrundwissen in Physik, aber nicht in Quantenphysik haben, ist dies eines der besten Bücher, um dieses Gebiet weiter zu verstehen. Dies ist eines der neueren Bücher auf dieser Liste der besten Bücher zur Quantenphysik, da es 2021 veröffentlicht wurde.

„Die schwache Kernkraft ist der Mechanismus der Wechselwirkung zwischen subatomaren Teilchen, der für den radioaktiven Zerfall von Atomen verantwortlich ist.“

Carl J. Pratt, Quantenphysik für Anfänger: Von der Wellentheorie zum Quantencomputing

3. Wie man seinem Hund Quantenphysik beibringt von Chad Orzel

Zweifellos können die besten Bücher über Quantenphysik voller Theoreme und mathematischer Formeln sein. How to Teach Quantum Physics to Your Dog ist eine interessante Herangehensweise an das Thema. In diesem Buch verwendet Chad Emmy, einen sprechenden Hund, den er geschaffen hat, um die Schlüsseltheorien der Quantenphysik zu erklären und ihre interessante Geschichte zu entdecken. Es berührt viele der Grundprinzipien auf diesem Gebiet, einschließlich der Heisenbergschen Unschärferelation und der Teilchen-Wellen-Dualitätstheorie, aber auf eine Weise, die Anfänger verstehen können. Dieses Buch veröffentlichte er 2009.

„Wenn mitten in einer Küche Hundeleckerli aus dem Nichts auftauchten, würde ein Mensch ausflippen, aber ein Hund würde es locker nehmen. Tatsächlich wäre für die meisten Hunde die spontane Generierung von Leckereien eine Rechtfertigung – sie erwarten immer, dass Leckereien jeden Moment ohne ersichtlichen Grund erscheinen.“

Chad Orzel, Wie man seinem Hund Quantenphysik beibringt

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4. Einführung in die Quantenmechanik von David J. Griffiths

Die Einführung in die Quantenmechanik wird oft als Lehrbuch im Quantenphysikunterricht verwendet und ist ein beliebtes Wissenschaftsbuch, das sich hervorragend für Anfänger eignet. David J. Griffiths schreibt so, dass man keine Kenntnisse der klassischen Physik braucht, um seine Texte zu verstehen.

Er erklärt die Mathematik, bevor er erwartet, dass der Leser sie kennt. Das heißt, er zeigt dem Leser, wie man die Arbeit „macht“, und untersucht dann, was diese Arbeit „bedeutet“. Diese Erklärungen erleichtern das Verständnis der Prinzipien, die in diesem beliebten Lehrbuch gelehrt werden. Interessanterweise ignoriert es den historischen Kontext völlig. Dieses Buch wurde erstmals 1994 veröffentlicht.

„Aber Physik ist wie Zimmerei: Die Verwendung des richtigen Werkzeugs macht die Arbeit einfacher, nicht schwieriger, und das Unterrichten von Quantenmechanik ohne die entsprechende mathematische Ausrüstung ist, als würde man den Schüler auffordern, mit einem Schraubenzieher ein Fundament auszuheben.“

David J. Griffiths, Einführung in die Quantenmechanik

Preisgekrönte Autoren der Quantenphysik

5. QED: Die seltsame Theorie von Licht und Materie von Richard P. Feynman

Der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Physiker Richard P. Feynman ist bekannt für seine Vorlesungen, die das anspruchsvolle Thema der Quantenphysik für Laien verständlicher gemacht haben. Die Physikvorlesungen von Feynman werden oft zu Büchern zusammengefasst, und QED: The Strange Theory of Light and Matter ist eines davon.

Dieses Buch behandelt die Elektrodynamik oder das Studium von Licht, Röntgen- und Gammastrahlen. Er nimmt die Formeln von Dirac und erweitert sie, wodurch er das Verständnis der Natur von Teilchen und der Funktionsweise von Wellen verändert. Dieses Buch wurde erstmals 1985 veröffentlicht und blieb ein wichtiges Werk für das moderne Verständnis von Licht und dem elektromagnetischen Spektrum. Er webt auch etwas Humor in sein Werk, was es zu einem beliebten Physikbuch macht.

„Was ich Ihnen erzählen werde, ist das, was wir unseren Physikstudenten im dritten oder vierten Jahr der Graduiertenschule beibringen … Meine Aufgabe ist es, Sie davon zu überzeugen, sich nicht abzuwenden, weil Sie es nicht verstehen. Sehen Sie, meine Physikstudenten verstehen es nicht … Das liegt daran, dass ich es nicht verstehe. Niemand tut."

Richard P. Feynman, QED: Die seltsame Theorie von Licht und Materie

6. Relativitätstheorie: Die spezielle und allgemeine Theorie von Albert Einstein

Sie können nicht an Physik denken, ohne an Einstein zu denken, dessen berühmte Theorien zu seiner Zeit die Welt der Wissenschaft revolutionierten. Er war einer der berühmtesten Wissenschaftler der klassischen Physik, und seine Relativitätstheorie ist einer seiner berühmtesten wissenschaftlichen Beiträge.

Er veröffentlichte Relativity im Jahr 1916, und das Buch versuchte, die Allgemeine Relativitätstheorie in etwas herunterzubrechen, das der durchschnittliche Leser verstehen konnte, ohne die mathematischen Prinzipien der Quantenwelt wirklich zu verstehen. Es war die grundlegende Prämisse dieses Buches, die Einstein zu einem bekannten Namen in der Wissenschaftswelt machte, aber es war die Zugänglichkeit des Buches, die ihn in der breiten Öffentlichkeit bekannt machte.

„Wenn Sie noch nie etwas falsch gemacht haben, liegt das wahrscheinlich daran, dass Sie noch nie etwas Neues ausprobiert haben.“

Albert Einstein, Relativitätstheorie

7. Etwas tief Verborgenes: Quantenwelten und die Entstehung der Raumzeit von Sean Carroll

Der theoretische Physiker Sean Carroll ist bekannt für sein wissenschaftliches Schreiben, und Something Deely Hidden: Quantum Worlds and the Emergence of Spacetime ist eines seiner besten Werke. Er nutzt das Buch, um Einsteins Relativitätstheorie mit der modernen Quantenmechanik in Einklang zu bringen.

Die Lektüre dieses Buches gibt einem ein neues Verständnis des Universums und des Platzes des Menschen darin. Carroll vermutet, dass jede Sekunde eine Kopie jeder Person auf verschiedenen Pfaden entlang des Raumzeitkontinuums erstellt wird. Als dieses Buch 2019 veröffentlicht wurde, wurde es sofort zu einem Bestseller der New York Times und war das beliebteste Wissenschaftsbuch des Jahres 2019, basierend auf Daten von Science News.

„Das Rätsel im Herzen der Quantenrealität lässt sich in einem einzigen Motto zusammenfassen: Was wir sehen, wenn wir die Welt betrachten, scheint sich grundlegend von dem zu unterscheiden, was ist.“

Sean Carroll, Etwas Tief Verborgenes: Quantenwelten und die Entstehung der Raumzeit

8. Die Prinzipien der Quantenmechanik von Paul AM Dirac

The Principles of Quantum Mechanics gilt als Standardwerk auf diesem Gebiet und wurde erstmals 1958 veröffentlicht. In dem Buch skizziert Dirac einige seiner spekulativen Theorien über das Quantenreich, einschließlich seiner Theorie, dass Positronen existierten, was durch Beobachtung einiger weniger bewiesen werden würde Jahre nach der Veröffentlichung des Buches. Diracs Arbeit war so grundlegend für diesen Wissenschaftszweig, dass sie ihm im jungen Alter von 31 Jahren den Nobelpreis einbrachte. Dieses Buch ist auch Jahrzehnte nach seiner Veröffentlichung für das Verständnis des Gebiets von entscheidender Bedeutung.

„Die klassische Mechanik wurde seit Newton kontinuierlich weiterentwickelt und auf eine immer breitere Palette dynamischer Systeme angewendet, einschließlich des elektromagnetischen Feldes in Wechselwirkung mit Materie.“

Paul AM Dirac, Die Prinzipien der Quantenmechanik

Moderne Physik

9. Was ist real? Die unvollendete Suche nach der Bedeutung der Quantenphysik von Adam Becker

In Was ist real? The Unfinished Quest for the Meaning of Quantum Physics , argumentiert Adam Becker, dass die Interpretation der Quantenmechanik auf der Grundlage von Niels Bohrs Kopenhagener Interpretation möglicherweise falsch ist. Er verfolgt die Geschichte der großen Denker, die auch Bohr in Frage stellten, und stellt die Theorie auf, dass wir möglicherweise nicht die richtige Antwort auf die uralte Frage „Was ist real?“ haben. Dies ist ein großartiges Buch, um einen tieferen Blick auf die Quantenphysik und mögliche zusätzliche Interpretationen der modernen Wissenschaft zu werfen. Becker hat diese 2018 veröffentlicht.

„Wissenschaft, richtig gemacht, arbeitet hart daran, absolut keine Autorität außer Erfahrung und empirischen Daten zu respektieren. Es gelingt nie ganz, aber es kommt näher und hat eine bessere Erfolgsbilanz als jede andere Methode, die wir Affen gefunden haben, um etwas über die Welt um uns herum zu lernen.“

Adam Becker, Was ist real? Die unvollendete Suche nach der Bedeutung der Quantenphysik

10. Der Quantenmoment: Wie Planck, Bohr, Einstein und Heisenberg uns beibrachten, die Unsicherheit zu lieben von Robert P. Crease und Alfred Scharff Goldhaber

Die Quantenphysik scheint modern zu sein, aber sie entstand in den frühen 1900er Jahren. In The Quantum Moment bringen Robert P. Crease und Alfred Scarff Goldhaber die Erfahrungen eines Physikers und eines Philosophen in ihre Diskussion über Themen der Quantenphysik ein. Sie betrachten Schrödingers Katze, die Idee von Multiversen und Quantenverschränkung, die Theorie der Quantensprünge und wie diese wissenschaftlichen Theorien die moderne Gesellschaft mit Hilfe von Wissenschaft und Logik beeinflussen. Das Buch verbindet meisterhaft klassische Mechanik und Physik mit modernen kulturellen Ideen, die an diese wissenschaftlichen Theorien gebunden sind. Dieses Buch ist 2014 erschienen.

„Anfangs gingen wir davon aus, dass die kulturelle Wirkung des Quantums weitgehend belanglos sei und dass wir hauptsächlich Begriffe und Bilder finden würden, die von Scharlatanen verwendet werden, um die Leichtgläubigen zu beeindrucken, und von Künstlern mit einer Prise wissenschaftlicher Bildung, die sich die kulturelle Autorität der Wissenschaft aneignen.“

Robert P. Crease, Der Quantenmoment

11. Das Teilchen am Ende des Universums: Wie uns die Jagd nach dem Higgs-Boson an den Rand des Universums führt von Sean Carroll

The Particle at the End of the Universe erforscht den Large Hadron Collider des CERN und wie er zur Entdeckung des Higgs-Bosons führte, auch bekannt als „The God Particle“. Diese Entdeckung im Jahr 2012 war eine der besten in der Geschichte. Dieses Buch erzählt die Geschichte der Entdeckung mit weniger High-Tech-Quanteninformationen und mehr klaren Informationen darüber, was die Menschen taten, als sie diese Entdeckung machten. Dieses Buch wurde 2012 veröffentlicht, nicht lange nach der bahnbrechenden Entdeckung.

„Wir sind Teil des Universums, das eine bemerkenswerte Fähigkeit entwickelt hat: Wir können uns ein Bild von der Welt machen. Wir sind Materie, die sich selbst betrachtet.“

Sean Carroll, Das Teilchen am Ende des Universums

12. Tanz der Photonen: Von Einstein zur Quantenteleportation von Anton Zeilinger

Einstein war ein brillanter Wissenschaftler, aber er hielt fest an der Idee, dass die Physik mit der Realität verbunden sein muss. Dance of the Photons: From Einstein to Quantum Teleportation ist das Werk von Anton Zeilinger, der für sich selbst herausfand, dass Quantenverschränkung tatsächlich vorkommt. Durch diese Lektionen entstand schließlich der Quantencomputer. Das Buch baut auf der Arbeit von Wissenschaftlern wie Einstein und Schrödinger auf, zeigt aber eine unwirkliche Seite der Welt der Physik. Dieses Buch kam 2010 auf den Markt.

„Wir haben jahrhundertelang versucht, tiefer und tiefer nach Ursachen und Erklärungen zu suchen, und plötzlich, wenn wir in die Tiefe gehen, zum Verhalten einzelner Teilchen oder einzelner Quanten, stellen wir fest, dass diese Suche nach einer Ursache ein Ende hat . Es gibt keine Ursache. Diese grundsätzliche Unbestimmtheit des Universums ist in meinen Augen noch nicht wirklich in unser Weltbild integriert.“

Anton Zeilinger, Tanz der Photonen: Von Einstein zur Quantenteleportation

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