12 лучших книг по квантовой физике, которые вы захотите изучить

Вас интересует пространственно-временной континуум или реалии путешествий во времени? Тогда ознакомьтесь с 12 лучшими книгами по квантовой физике для каждого студента.

Квантовая физика — это изучение материи на ее самом базовом уровне. Ее также иногда называют физикой элементарных частиц. Квантовая механика — еще более подробная ветвь этой научной области. Основное внимание уделяется математическим уравнениям, которые управляют движением и взаимодействием частиц на субатомном уровне.

Эта отрасль науки может быть трудной для некоторых студентов, потому что она имеет дело с вещами, которые мы не можем легко увидеть. Большая часть понимания этой отрасли науки пришла из работы таких ученых, как Эйнштейн, в начале 1900-х годов. Они использовали математические уравнения и теории, чтобы создать картину Вселенной. Несмотря на то, что все это было теоретическим, оно было поразительно точным, и поэтому сегодня мы все еще используем большую часть их работы для изучения известной Вселенной.

Когда телескопические технологии станут достаточно совершенными, чтобы видеть вещи на молекулярном уровне, большая часть работы таких ученых, как Эйнштейн, окажется верной. Вы можете найти некоторые похожие теории, упомянутые в нашей статье; что такое жесткая научная фантастика?

Но как квантовая физика влияет на обычных людей и стоит ли об этом читать? Квантовая наука прочно вошла в нашу современную культуру и язык. Вам будет трудно найти научно-фантастический фильм, в котором не говорится о квантовой запутанности или квантовой телепортации. Даже некоторый мистицизм уходит своими корнями в физику элементарных частиц. Хотя многое из этого является вымыслом, оно имеет свои корни в научном мире.

Эта культурная связь и увлекательная история людей, стоящих за квантовой физикой, делают эту тему достойной прочтения. Независимо от того, являетесь ли вы профессором, которому нужно освежить некоторые навыки, или хорошей книгой, это отличное место для начала. Вот список из 12 лучших книг по квантовой физике для ученого в вашей жизни.

Вот лучшие книги по квантовой физике для начинающих

1. Квантовая механика: теоретический минимум Леонарда Сасскинда и Арта Фридмана.

В книге «Квантовая механика: теоретический минимум» Леонард Сасскинд в партнерстве с Артом Фридманом обсудил теорию и математику в мире квантовой механики. Два автора опубликовали эту работу в 2014 году. Эта книга представляет собой введение в мир квантовой теории и полностью охватывает странный характер темы.

Это продолжение первой книги Сасскинда « Теоретический минимум », а также параллельно курсу непрерывного образования Стэнфордского университета, который преподает Сасскинд. Эта книга известна как доступная, по крайней мере, для тех, кто немного разбирается в квантовой физике, что делает ее популярной среди новичков в этой области.

«Единицы, которые мы используем, отражают наш собственный размер. Происхождение метра, по-видимому, связано с тем, что он использовался для измерения веревки или ткани: речь идет о расстоянии от носа человека до его или ее вытянутых пальцев. Секунда примерно равна биению сердца. Килограмм — это хороший вес, который можно носить с собой. Мы используем эти единицы измерения, потому что они удобны, но фундаментальная физика не слишком заботится о нас».

Леонард Сасскинд, Квантовая механика: теоретический минимум

2. Квантовая физика для начинающих: от волновой теории к квантовым вычислениям, Карл Дж. Пратт.

Квантовая физика — это тема, которая не очень подходит для настоящих новичков, но эта книга максимально приближена к ней. Книга «Квантовая физика для начинающих: от волновой теории к квантовым вычислениям» знакомит читателя с основными элементами исследования, но для этого используется довольно много математики. Таким образом, некоторые настоящие новички сказали бы, что это недоступно.

Для тех, у кого есть некоторые знания, кажется, что в нем достаточно математики в сочетании с менее интенсивными предметами, что делает его отличным выбором для новичков, которые немного разбираются в теме. Если у вас есть какой-то опыт в физике, но не в квантовой физике, это одна из лучших книг для дальнейшего понимания этой области. Это одна из новых книг в этом списке лучших книг по квантовой физике, поскольку она была опубликована в 2021 году.

«Слабое ядерное взаимодействие — это механизм взаимодействия между субатомными частицами, ответственный за радиоактивный распад атомов».

Карл Дж. Пратт, Квантовая физика для начинающих: от волновой теории к квантовым вычислениям

3. Как научить собаку квантовой физике, Чад Орзел

Несомненно, лучшие книги по квантовой физике могут быть насыщены теоремами и математическими формулами. «Как научить собаку квантовой физике» — интересный взгляд на эту тему. В этой книге Чад использует созданную им говорящую собаку Эмми, чтобы объяснить ключевые теории квантовой физики и открыть для себя ее интересную историю. Он затрагивает многие основные принципы в этой области, в том числе принцип неопределенности Гейзенберга и теорию корпускулярно-волнового дуализма, но таким образом, чтобы его могли понять новички. Он опубликовал эту книгу в 2009 году.

«Если бы лакомство для собак появилось из пустого пространства посреди кухни, человек бы взбесился, а собака восприняла бы это спокойно. В самом деле, для большинства собак самопроизвольное появление лакомства было бы оправданием — они всегда ожидают, что лакомство появится в любой момент без видимой причины».

Чад Орзел, Как научить собаку квантовой физике

1851687793

4. Введение в квантовую механику Дэвида Дж. Гриффитса.

Популярная научная книга « Введение в квантовую механику », которую часто используют в качестве учебника на уроках квантовой физики, отлично подходит для начинающих. Дэвид Дж. Гриффитс пишет так, что вам не нужно знание классической физики, чтобы понять его письмо.

Он объясняет математику, прежде чем ожидать, что читатель ее знает. Это означает, что он показывает читателю, как «делать» работу, а затем исследует, что эта работа «означает». Эти пояснения облегчают понимание принципов, изложенных в этом популярном учебнике. Интересно, что он полностью игнорирует исторический контекст. Эта книга была впервые опубликована в 1994 году.

«Но физика похожа на столярное дело: использование правильного инструмента облегчает, а не усложняет работу, а преподавание квантовой механики без соответствующего математического оборудования похоже на то, чтобы попросить студента выкопать фундамент с помощью отвертки».

Дэвид Дж. Гриффитс, Введение в квантовую механику

Авторы-лауреаты квантовой физики

5. КЭД: Странная теория света и материи Ричарда П. Фейнмана.

Лауреат Нобелевской премии по физике Ричард П. Фейнман хорошо известен своими лекциями, которые сделали сложную тему квантовой физики более понятной для неученых. Лекции Фейнмана по физике часто объединяют в книги, и КЭД: Странная теория света и материи — одна из них.

Эта книга охватывает электродинамику, или изучение света, рентгеновских и гамма-лучей. Он берет формулы Дирака и расширяет их, изменяя понимание природы частиц и того, как работают волны. Эта книга была впервые опубликована в 1985 году и осталась важной работой в современном понимании света и электромагнитного спектра. Он также вплетает в свою работу немного юмора, что делает ее популярной книгой по физике.

«Я собираюсь рассказать вам о том, чему мы учим наших студентов-физиков на третьем или четвертом курсе аспирантуры… Моя задача убедить вас не отворачиваться, потому что вы этого не понимаете. Видите ли, мои студенты-физики этого не понимают… Это потому, что я этого не понимаю. Никто не делает."

Ричард П. Фейнман, QED: The Strange Theory of Light and Matter

6. Относительность: специальная и общая теория Альберта Эйнштейна.

Вы не можете думать о физике, не думая об Эйнштейне, чьи знаменитые теории в свое время произвели революцию в мире науки. Он был одним из самых известных ученых классической физики, а его теория относительности — один из самых известных его научных вкладов.

Он опубликовал « Относительность » в 1916 году, и в книге была предпринята попытка разбить общую теорию относительности на нечто, что мог бы понять средний читатель, не понимая математических принципов квантового мира. Именно основная идея этой книги сделала имя Эйнштейна нарицательным в научном мире, но именно доступность книги сделала его известным широкой публике.

«Если вы никогда не делали ничего плохого, это, вероятно, потому, что вы никогда не пробовали ничего нового».

Альберт Эйнштейн, теория относительности

7. «Что-то глубоко сокрытое: квантовые миры и возникновение пространства-времени» Шона Кэрролла.

Физик-теоретик Шон Кэрролл известен своими научными работами, и книга «Что-то глубоко скрытое: квантовые миры и возникновение пространства-времени» является одной из его лучших работ. Он использует книгу, чтобы согласовать теорию относительности Эйнштейна с современной квантовой механикой.

Чтение этой книги дает новое понимание Вселенной и места человека в ней. Кэрролл предполагает, что каждую секунду копия каждого человека создается на разных путях пространственно-временного континуума. Когда эта книга была опубликована в 2019 году, она мгновенно стала бестселлером New York Times и стала любимой научной книгой 2019 года на основе данных Science News.

«Загадку, лежащую в основе квантовой реальности, можно выразить одним девизом: то, что мы видим, когда смотрим на мир, кажется принципиально отличным от того, что есть на самом деле».

Шон Кэрролл, Что-то глубоко скрытое: квантовые миры и появление пространства-времени

8. Принципы квантовой механики Пола А. М. Дирака.

«Принципы квантовой механики », считающиеся стандартной работой в этой области, впервые были опубликованы в 1958 году. В книге Дирак излагает некоторые из своих спекулятивных теорий о квантовой сфере, в том числе свою теорию существования позитронов, которая будет доказана наблюдением через несколько лет после публикации книги. Работа Дирака была настолько фундаментальной для этой отрасли науки, что она принесла ему Нобелевскую премию в возрасте 31 года. Эта книга остается жизненно важной для понимания области даже спустя десятилетия после ее публикации.

«Классическая механика непрерывно развивалась со времен Ньютона и применялась ко все более широкому кругу динамических систем, включая электромагнитное поле при взаимодействии с материей».

Поль А. М. Дирак, Принципы квантовой механики

Современная физика

9. Что реально? Незаконченные поиски смысла квантовой физики Адама Беккера

В Что реально? Незаконченные поиски смысла квантовой физики Адам Беккер утверждает , что интерпретация квантовой механики, основанная на Копенгагенской интерпретации Нильса Бора, может быть неверной. Он следит за историей великих мыслителей, которые также задавали вопросы Бору, и теоретизирует, что на самом деле у нас может не быть правильного ответа на извечный вопрос «что реально?» Это отличная книга для более глубокого изучения квантовой физики и возможных дополнительных интерпретаций современной науки. Беккер опубликовал это в 2018 году.

«Наука, если все сделано правильно, усердно работает, не уважая абсолютно никаких авторитетов, кроме опыта и эмпирических данных. Он никогда не бывает полностью успешным, но он подходит ближе и имеет лучший послужной список, чем любой другой метод, который мы, обезьяны, нашли для изучения мира вокруг нас».

Адам Беккер, Что реально? Незаконченные поиски смысла квантовой физики

10. Квантовый момент: как Планк, Бор, Эйнштейн и Гейзенберг научили нас любить неопределенность, Роберт П. Криз и Альфред Шарф Гольдхабер.

Квантовая физика кажется современной, но она возникла в начале 1900-х годов. В книге «Квантовый момент» Роберт П. Криз и Альфред Скарфф Гольдхабер привносят опыт физика и философа в обсуждение тем квантовой физики. Они смотрят на кота Шредингера, идею мультивселенных и квантовой запутанности, теорию квантовых скачков и то, как эти научные теории влияют на современное общество, используя науку и логику. Книга мастерски объединяет классическую механику и физику с современными культурными идеями, связанными с этими научными теориями. Эта книга была опубликована в 2014 году.

«Изначально мы предполагали, что культурное влияние кванта в значительной степени несущественно, и что мы будем в основном находить термины и образы, используемые шарлатанами, чтобы произвести впечатление на доверчивых, и художников с примесью научной грамотности, которые присвоили себе культурный авторитет науки».

Роберт П. Криз, Квантовый момент

11. Частица на краю Вселенной: как охота за бозоном Хиггса ведет нас к краю Вселенной, Шон Кэрролл.

«Частица на краю Вселенной» исследует Большой адронный коллайдер ЦЕРН и то, как он привел к открытию бозона Хиггса, также известного как «Частица Бога». Это открытие 2012 года стало одним из лучших в истории. В этой книге рассказывается история открытия с меньшим количеством высокотехнологичной квантовой информации и более четкой информацией о том, что люди делали, когда делали это открытие. Эта книга была опубликована в 2012 году, вскоре после знаменательного открытия.

«Мы — часть Вселенной, которая развила замечательную способность: мы можем удерживать в уме образ мира. Мы — материя, созерцающая себя».

Шон Кэрролл, Частица на краю Вселенной

12. Танец фотонов: от Эйнштейна до квантовой телепортации, Антон Цайлингер.

Эйнштейн был блестящим ученым, но он твердо придерживался идеи, что физика должна быть связана с реальностью. «Танец фотонов: от Эйнштейна до квантовой телепортации » — работа Антона Цайлингера, который обнаружил, что квантовая запутанность действительно имеет место. Благодаря этим урокам в конечном итоге появился квантовый компьютер. Книга основана на работах таких ученых, как Эйнштейн и Шредингер, но показывает нереальную сторону мира физики. Эта книга вышла на рынок в 2010 году.

«Мы веками пытались заглянуть все глубже и глубже в поиск причин и объяснений, и вдруг, когда мы идем в самую глубину, в поведение отдельных частиц отдельных квантов, мы обнаруживаем, что этот поиск причины подходит к концу . Нет причины. На мой взгляд, эта фундаментальная неопределенность вселенной еще не интегрирована в наше мировоззрение».

Антон Цайлингер, Танец фотонов: от Эйнштейна до квантовой телепортации

Ищете больше по этой теме? Посмотрите наши очерки о науке!