12 cele mai bune cărți pentru fizica cuantică pe care veți dori să le explorați

Ești curios despre continuum-ul spațiu-timp sau despre realitățile călătoriei în timp? Apoi consultați cele mai bune 12 cărți de fizică cuantică pentru fiecare student.

Fizica cuantică este studiul materiei la cel mai elementar nivel. Este uneori numită și fizica particulelor. Mecanica cuantică este o ramură și mai detaliată a acestui domeniu științific. Se concentrează pe ecuațiile matematice care guvernează mișcarea și interacțiunile particulelor la nivel subatomic.

Această ramură a științei poate fi dificilă pentru unii studenți, deoarece se ocupă de lucruri pe care nu le putem vedea cu ușurință. O mare parte din înțelegerea acestei ramuri a științei a venit din munca unor oameni de știință precum Einstein la începutul anilor 1900. Au folosit ecuații și teorii matematice pentru a crea o imagine a universului. Chiar dacă totul era teoretic, era șocant de precis și, prin urmare, astăzi, încă folosim o mare parte din munca lor pentru a studia universul cunoscut.

Când tehnologia telescopică devine suficient de bună pentru a vedea lucrurile la acest nivel molecular, mare parte din munca unor oameni de știință precum Einstein s-a dovedit adevărată. S-ar putea să găsiți câteva teorii similare la care se face referire în articolul nostru; ce este hard science fiction?

Dar care este impactul fizicii cuantice asupra oamenilor obișnuiți și despre care merită citit? Știința cuantică și-a țesut drum în cultura și limba vernaculară modernă. Ți-ar fi greu să găsești un film SF care să nu vorbească despre încâlcirea cuantică sau teleportarea cuantică. Chiar și un anumit misticism își are rădăcinile în fizica particulelor. Deși o mare parte din aceasta este ficțiune, își are rădăcinile în lumea științifică.

Această conexiune culturală și istoria fascinantă a oamenilor din spatele fizicii cuantice fac din aceasta un subiect despre care merită citit. Indiferent dacă ești un profesor care trebuie să perfecționeze anumite abilități sau o carte bună, este un loc minunat de început. Iată o listă cu cele mai bune 12 cărți despre fizica cuantică de care să se bucure oamenii de știință din viața ta.

Iată cele mai bune cărți pentru fizica cuantică pentru începători

1. Mecanica cuantică: minimul teoretic de Leonard Susskind și Art Friedman

În Quantum Mechanics: Theoretical Minimum, Leonard Susskind a colaborat cu Art Friedman pentru a discuta despre teoria și matematica în lumea mecanicii cuantice. Cei doi autori au publicat această lucrare în 2014. Această carte este o introducere în lumea teoriei cuantice și îmbrățișează pe deplin natura ciudată a subiectului.

Este o continuare a primei cărți a lui Susskind, The Theoretical Minimum , și este, de asemenea, o paralelă cu cursul de educație continuă de la Universitatea Stanford pe care Susskind îl predă. Această carte este cunoscută ca fiind accesibilă, cel puțin pentru cei care înțeleg ceva fizică cuantică, ceea ce o face populară printre începătorii în domeniu.

„Unitățile pe care le folosim reflectă propria noastră dimensiune. Originea contorului pare să fie că a fost folosit pentru a măsura frânghia sau pânza: este vorba despre distanța de la nasul unei persoane la degetele întinse. O secundă este cam atât de lungă cât o bătaie a inimii. Și un kilogram este o greutate bună de purtat. Folosim aceste unități pentru că sunt convenabile, dar fizicii fundamentale nu-i pasă atât de mult de noi.”

Leonard Susskind, Mecanica cuantică: minimul teoretic

2. Fizica cuantică pentru începători: de la teoria undelor la calculul cuantic de Carl J. Pratt

Fizica cuantică este un subiect care nu se pretează bine pentru adevărații începători, dar această carte se apropie cât mai mult posibil. Fizica cuantică pentru începători: de la teoria undelor la calculul cuantic prezintă cititorului chiriașii de bază ai studiului, dar folosește destul de multă matematică pentru a face acest lucru. Astfel, unii adevărați începători ar spune că nu este accesibil.

Pentru cei cu anumite cunoștințe, pare să aibă cantitatea potrivită de matematică combinată cu subiecte mai puțin intense, ceea ce o face o alegere excelentă pentru începătorii care știu puțin despre subiect. Dacă aveți cunoștințe în fizică, dar nu în fizică cuantică, aceasta este una dintre cele mai bune cărți pentru a înțelege acest domeniu în continuare. Aceasta este una dintre cărțile mai noi de pe această listă cu cele mai bune lecturi de fizică cuantică, așa cum a fost publicată în 2021.

„Forța nucleară slabă este mecanismul de interacțiune dintre particulele subatomice care este responsabilă pentru dezintegrarea radioactivă a atomilor.”

Carl J. Pratt, Fizica cuantică pentru începători: de la teoria undelor la calculul cuantic

3. Cum să înveți câinele tău fizica cuantică de Chad Orzel

Fără îndoială, cele mai bune cărți de fizică cuantică pot fi grele în teoreme și formule matematice. Cum să înveți câinele tău fizica cuantică este o abordare interesantă a subiectului. În această carte, Chad îl folosește pe Emmy, un câine care vorbește pe care l-a creat, pentru a explica teoriile cheie ale fizicii cuantice și pentru a-i descoperi istoria interesantă. Acesta atinge multe dintre principiile de bază din domeniu, inclusiv principiul incertitudinii Heisenberg și teoria dualității particule-undă, dar într-un mod pe care începătorii îl pot înțelege. A publicat această carte în 2009.

„Dacă bunătățile pentru câini ar apărea dintr-un spațiu gol din mijlocul unei bucătării, un om s-ar speria, dar un câine ar fi luat-o cu liniște. Într-adevăr, pentru majoritatea câinilor, generația spontană de bunătăți ar fi o justificare – ei se așteaptă întotdeauna să apară în orice moment, fără un motiv evident.”

Chad Orzel, Cum să înveți câinele tău fizica cuantică

1851687793

4. Introducere în mecanica cuantică de David J. Griffiths

Adesea folosită ca manual în orele de fizică cuantică, Introducere în mecanica cuantică este o carte de știință populară, excelentă pentru începători. David J. Griffiths scrie în așa fel încât să nu ai nevoie de cunoștințe de fizică clasică pentru a-i înțelege scrisul.

El explică matematica înainte de a se aștepta ca cititorul să o cunoască. Aceasta înseamnă că el arată cititorului cum să „face” lucrarea, apoi explorează ce „înseamnă” acea lucrare. Aceste explicații fac mai ușoară înțelegerea principiilor predate în acest manual popular. Interesant este că ignoră complet contextul istoric. Această carte a fost publicată pentru prima dată în 1994.

„Dar fizica este ca tâmplăria: utilizarea instrumentului potrivit face munca mai ușoară, nu mai dificilă, iar predarea mecanicii cuantice fără echipamentul matematic adecvat este ca și cum ai cere elevului să sape o fundație cu o șurubelniță.”

David J. Griffiths, Introducere în mecanica cuantică

Autori premiați de fizică cuantică

5. QED: The Strange Theory of Light and Matter de Richard P. Feynman

Fizicianul Richard P. Feynman, câștigător al Premiului Nobel, este binecunoscut pentru prelegerile sale care au făcut subiectul provocator al fizicii cuantice mai ușor de înțeles pentru cei care nu sunt oameni de știință. Prelegerile Feynman despre fizică sunt adesea compilate în cărți, iar QED: The Strange Theory of Light and Matter este una dintre acestea.

Această carte acoperă electrodinamica sau studiul luminii, razelor X și razelor gamma. El ia formulele lui Dirac și le extinde, schimbând înțelegerea naturii particulelor și a modului în care funcționează undele. Această carte a fost publicată pentru prima dată în 1985 și a rămas o lucrare importantă în înțelegerea modernă a luminii și a spectrului electromagnetic. El împletește, de asemenea, puțin umor în munca sa, ceea ce face parte din ceea ce o face o carte populară de fizică.

„Ceea ce o să vă spun este despre ce predăm studenții noștri de fizică în anul al treilea sau al patrulea de licență… Este sarcina mea să vă conving să nu vă întoarceți pentru că nu înțelegeți. Vezi că studenții mei la fizică nu înțeleg... Asta pentru că eu nu înțeleg. Nimeni nu face."

Richard P. Feynman, QED: The Strange Theory of Light and Matter

6. Relativitatea: Teoria specială și generală de Albert Einstein

Nu te poți gândi la fizică fără să te gândești la Einstein, ale cărui celebre teorii au revoluționat lumea științei în vremea lui. A fost unul dintre cei mai faimoși oameni de știință ai fizicii clasice, iar teoria sa a relativității este una dintre cele mai faimoase contribuții științifice ale sale.

A publicat Relativitatea în 1916, iar cartea a încercat să descompună Teoria Generală a Relativității în ceva ce cititorul obișnuit ar putea înțelege fără a înțelege cu adevărat principiile matematice ale lumii cuantice. Premisa de bază a acestei cărți a făcut din Einstein un nume cunoscut în lumea științei, dar accesibilitatea cărții a fost cea care l-a făcut bine cunoscut publicului larg.

„Dacă nu ai făcut niciodată nimic rău, probabil că nu ai încercat niciodată nimic nou.”

Albert Einstein, Relativitatea

7. Ceva profund ascuns: Lumile cuantice și apariția spațiului timpului de Sean Carroll

Fizicianul teoretician Sean Carroll este renumit pentru scrisul său științific, iar Something Deely Hidden: Quantum Worlds and The Emergence of Spacetime este una dintre cele mai bune lucrări ale sale. El folosește cartea pentru a reconcilia teoria relativității a lui Einstein cu mecanica cuantică modernă.

Citirea acestei cărți oferă o nouă înțelegere a universului și a locului omului în el. Carroll teoretizează că în fiecare secundă, o copie a fiecărei persoane este realizată pe căi diferite de-a lungul continuumului spațiu-timp. Când această carte a fost publicată în 2019, a devenit instantaneu un bestseller al New York Times și a fost cartea de știință preferată a anului 2019, pe baza datelor din Science News.

„Enigma din inima realității cuantice poate fi rezumată într-un singur motto: ceea ce vedem când privim lumea pare a fi fundamental diferit de ceea ce este.”

Sean Carroll, Something Deely Hidden: Quantum Worlds and The Emergence of Spacetime

8. Principiile mecanicii cuantice de Paul AM Dirac

Considerată lucrarea standard în domeniu, Principiile mecanicii cuantice a fost publicată pentru prima dată în 1958. În carte, Dirac subliniază unele dintre teoriile sale speculative despre tărâmul cuantic, inclusiv teoria sa conform căreia pozitronii au existat, care ar fi dovedită prin observarea câtorva. ani după ce a publicat cartea. Munca lui Dirac a fost atât de fundamentală pentru această ramură a științei încât i-a adus Premiul Nobel la vârsta de 31 de ani. Această carte rămâne vitală pentru înțelegerea domeniului, chiar și la zeci de ani de la publicare.

„Mecanica clasică a fost dezvoltată continuu de pe vremea lui Newton și aplicată unei game din ce în ce mai extinse de sisteme dinamice, inclusiv câmpului electromagnetic în interacțiune cu materia.”

Paul AM Dirac, Principiile mecanicii cuantice

Fizica modernă

9. Ce este real? Căutarea neterminată a sensului fizicii cuantice de Adam Becker

În Ce este real? Căutarea neterminată a sensului fizicii cuantice , Adam Becker susține că interpretarea mecanicii cuantice bazată pe Interpretarea de la Copenhaga a lui Niels Bohr poate fi incorectă. El urmărește istoria marilor gânditori care l-au pus sub semnul întrebării pe Bohr și teoretizează că este posibil să nu avem de fapt răspunsul corect la vechea întrebare „ce este real?” Aceasta este o carte grozavă pentru a arunca o privire mai profundă asupra fizicii cuantice și a potențialelor interpretări suplimentare ale științei moderne. Becker a publicat asta în 2018.

„Știința, făcută corect, lucrează din greu pentru a nu respecta absolut nicio autoritate, în afară de experiență și date empirice. Nu reușește niciodată în totalitate, dar se apropie și are un istoric mai bun decât orice altă metodă pe care noi maimuțele am găsit-o pentru a învăța despre lumea din jurul nostru.”

Adam Becker, Ce este real? Căutarea neterminată a sensului fizicii cuantice

10. Momentul cuantic: cum ne-au învățat Planck, Bohr, Einstein și Heisenberg să iubim incertitudinea de Robert P. Crease și Alfred Scharff Goldhaber

Fizica cuantică pare modernă, dar a apărut la începutul anilor 1900. În Momentul cuantic, Robert P. Crease și Alfred Scarff Goldhaber aduc experiențele unui fizician și ale unui filozof în discuțiile lor despre subiectele legate de fizica cuantică. Ei se uită la pisica lui Schrodinger, la ideea multiversurilor și a încurcăturii cuantice, la teoria salturilor cuantice și la modul în care acele teorii științifice influențează societatea modernă folosind știința și logica. Cartea îmbină cu măiestrie mecanica și fizica clasică cu ideile culturale moderne legate de aceste teorii științifice. Această carte a fost publicată în 2014.

„Inițial, am presupus că impactul cultural al cuantumului a fost în mare parte lipsit de importanță și că vom găsi în cea mai mare parte termeni și imagini folosite de șarlatani pentru a-i impresiona pe cei creduli și de artiști cu o strop de alfabetizare științifică care și-au însușit autoritatea culturală a științei.”

Robert P. Crease, Momentul cuantic

11. Particula de la sfârșitul universului: cum vânătoarea bosonului Higgs ne conduce la marginea universului de Sean Carroll

Particula de la Sfârșitul Universului explorează Marele Colisionator de Hadroni al CERN și modul în care acesta a condus la descoperirea bosonului Higgs, cunoscut și sub numele de „Particula de Dumnezeu. Această descoperire din 2012 a fost una dintre cele mai bune din istorie. Această carte spune povestea descoperirii cu mai puține informații cuantice de înaltă tehnologie și informații mai clare despre ceea ce făceau oamenii când au făcut această descoperire. Această carte a fost publicată în 2012, la scurt timp după descoperirea de reper.

„Facem parte din univers care a dezvoltat o abilitate remarcabilă: putem păstra o imagine a lumii în mintea noastră. Suntem materia care se contemplă pe sine.”

Sean Carroll, Particula de la sfârșitul universului

12. Dansul fotonilor: de la Einstein la teleportarea cuantică de Anton Zeilinger

Einstein a fost un om de știință strălucit, dar a ținut ferm la ideea că fizica trebuie să fie conectată la realitate. Dansul fotonilor: de la Einstein la teleportarea cuantică este opera lui Anton Zeilinger, care a descoperit singur că încrucișarea cuantică are loc. Prin aceste lecții, computerul cuantic a apărut în cele din urmă. Cartea se bazează pe munca unor oameni de știință precum Einstein și Schrodinger, dar arată o latură ireală a lumii fizicii. Această carte a apărut pe piață în 2010.

„Am încercat timp de secole să căutăm din ce în ce mai profund în găsirea cauzelor și explicațiilor și, dintr-o dată, când mergem în profunzime, la comportamentul particulelor individuale ale cuantelor individuale, aflăm că această căutare a unei cauze se termină. . Nu există nicio cauză. În ochii mei, această nedeterminare fundamentală a universului nu a fost încă integrată în viziunea noastră asupra lumii.”

Anton Zeilinger, Dansul fotonilor: de la Einstein la teleportarea cuantică

Cauți mai multe despre acest subiect? Consultați eseurile noastre despre știință!