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NO.15 |
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別被費曼的話而困惑,高中生看得懂量子物理!
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文/Ada
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費曼說:“沒人懂得量子物理(nobody understands quantum physics)”。
這句話大幅貶抑了物理學家以及物理學科。所以想學量子物理,沒有理由再耽擱了。你若願意學習,我們已試著找出一條盡可能平坦的路途:藉著一些不太難的數學,直接進入其精華。我們新推出的新書「六堂量子資訊課」這本書不能讓你成為量子物理的專家,但能讓你一瞥自然中難以捉摸卻又如此迷人的那一面。
確定這本書中所提及的內容,跟你大學所學的量子物理,幾乎沒什麼關係。你甚至會發現內容整個翻了一番,不像是你所期待的編排方式。太Easy了!記得,特別在最後一章,試著將這將本書之與傳統之量子物理,兩者內容作一連結。
若有任何問題、批評、建議指教,請立刻與我們聯絡。挑戰仍持續著,這本書是面對挑戰踏出的第一步,而非最終的完結。
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楊信男 蕭如珀◎編譯
定價280
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物理奇才奇事:智慧巨光照亮自然奧秘
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看史上最富盛名的牛頓,他自認為是一個小孩,在真理大海邊嬉戲,偶而會撿到一顆較大的石頭,與更美麗的貝殼;再看舉世推崇的愛因斯坦,他極富想像力與創造力,但他時常提醒自己「…這種想法很迷人,但我不知道上帝是不是在開我玩笑,讓我誤入歧途。」 還有更多的物理大師。他們的研究歷程不必然平坦,但他們鍥而不舍,這是偉大的科學家精神。本書在每一個重大物理事件中,探討科學巨人的事跡,希望藉由他們的人生,為我們增添生活的動力與樂趣。書內對愛因斯坦著墨最多,他的精神與智慧照亮了整個宇宙,是近代科學史上貢獻最輝煌的曠世奇才,期待著下一個愛因斯坦。 ..more |
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研究資料如何找?Google It!
童國倫、潘奕萍著
定價:650元 |
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研究你來做,論文寫作交給 EndNote X Word!(附光碟)
童國倫、潘奕萍著
定價:680元 |
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科技英語論文寫作
俞炳丰著、陸瑞強校訂
定價:520元 |
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通訊專業英語
張筱華、石方文編著/陸瑞強校訂
定價:520元 |
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生物醫學的科學哲學
黃達三
定價:380元 |
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劉傳璽 陳進來◎編著
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半導體元件物理與製程-理論與實務
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•新增實務上極為重要,但在坊間書籍幾乎不提及的第13章WAT。 •修訂部份習題與內容,以求涵蓋新世代積體電路製程技術之所需。 •以最直觀的物理現象與電機概念,清楚闡釋深奧的元件物理觀念與繁瑣的數學公式;適合大專以上學校課程、公司內部專業訓練、半導體從業工程師實務上之使用。 本書宗旨主要是提供讀者在積體電路製造工程上的 know-how 與 know-why;並在此基礎上,進一步地介紹最新半導體元件的物理原理與其製程技術。它除了可作為電機電子工程、系統工程、應用物理、與材料工程領域的大學部高年級學生或研究生的教材,也可以作為半導體業界工程師的重要參考。 ..more
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先進微電子3D-IC構裝
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許明哲◎著
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目前TSV仍有許多技術挑戰尚待克服,所以國際間許多著名的學術與研究機構,以及半導體大廠紛紛加入研發以TSV為基礎的3D晶片堆疊技術,包括製程、可靠度分析、自動化設計、系統設計等,可知TSV製程已成為晶片立體堆疊技術之主流。本書將整合最新TSV相關知識,介紹先進微電子3D-IC構裝技術,讓讀者能夠快速掌握TSV技術之發展方向。 ..more
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近代科學的許多觀念,都已放入世界各國的學校課程,讓現今幾個世代的高中學生,對科學有概略的掌握。在一些有趣的領域,如原子的結構,細胞的複雜程度,以及宇宙的膨脹等等,也有更深入的學習。
然而,作為一門可將實驗預測如此精準,影響程度如此廣大的學科,量子物理的概念都被忽略了。自二十世紀的早期開始,從最基本的基礎科學原理,到最尖端的科技,都受到量子物理的影響。而當科普書籍及雜誌,提到物理研究發展時,常常會提到相關的量子物理。既然如此,學校課程卻仍小心的不提到量子物理。為什麼?
在提及量子物理時,總會碰到一個不小的困擾:沒辦法為量子世界描繪一個圖像。舉例而言,我們總能畫個不很精確的原子模型,以輔佐說明原子理論;DNA的雙螺旋圖案,能揭露出更多的資訊;星辰肉眼可見,星雲圖在網路上隨處可見。進一步而言,遠在從外太空拍下地球的全貌之前,走在看似平坦的路上,人們對於“地球是圓的”,心中仍能浮現影像。太陽看似圍繞我們運動,我們仍能想像地球繞著太陽公轉的樣子,甚至浮現出動畫。
而量子物理的核心概念,卻都沒有圖像可言。例如一個具有量子特性的粒子,(其機率波)可以散佈於空間中的不同區域;其位置與動量無法同時被精確測量(不確定原理)。更難以想像的是“糾纏”(entanglement):多個量子系統間享有共同的性質,卻喪失個別的特性。姑且不論上述量子現象的深蘊,且讓我們聚焦於教育學習上: 人們該如何學習量子物理?
近十年的研究,人們已找出一條可能的解決的途徑。一些實驗捕捉了量子現象中的明確特徵。雖然這些現象仍難以想像,但是實驗構想卻能描繪。而實驗結果也能以數字列表,並加以分析。
藉由這樣直接的方式來探觸量子物理,產生了重大的影響。數十年前,人們與愛因斯坦對於量子理論,只有詭異(weird)可言。究其因,是因為物理學家用了錯誤的數學工具,以及缺乏想像力所造成。也許人們終究能發現更“合理”的方式,來描述量子理論。現今此種夢想仍無法實現:自然本就詭異,只能調整理論,而非更動真實。
所以想學量子物理,沒有理由再耽擱了。你若願意學習,我們已試著找出一條盡可能平坦的路途:藉著一些不太難的數學,直接進入其精華。這本書不能讓你成為量子物理的專家,但能讓你一瞥自然中難以捉摸卻又如此迷人的那一面。
以下謹以本書作者對同儕之言,做為此序之結語。
Chua Lynn Liu Shi Yang 對高中學生與其他初學者想說的話:
的確,量子物理是最難學習與理解的科目之一。我們在本書中試著將其以易於理解的方式呈現。若仍有問題,我們提供以下建議。
首先你面臨到的問題,可能是那些你完全陌生的符號與式子,如表示向量的狄拉克表示法,張量乘積的符號等等。然而別因此而受拖累:只需要花點時間習慣這些符號,這些符號會隨著你的閱讀,而越來越得心應手。
其次,對於高中程度的你,也許對於一些概念,如向量空間、轉換、資訊理論等。針對這些,在每章的最後,我們列了“延伸探討(A Broader View)”的一節。請注意:在這些延伸探討的章節中,有些內容可能難以領略。這種情形下,只要專注於本文即可;這些額外的選讀材料是為有興趣的讀者而準備,對於本書中的主要內容並沒有影響。同樣的,在最後兩章,各有一節“六塊之後(Beyond the Six Pieces)”,也是如此,這純粹是為想深入探討的讀者而準備的。
再者,如果不能每題習題都做,也盡可能花時間做完大部分。你不能不做習題卻能讀懂這本書,解出習題的確能幫助你加強理解。這些習題的難度在可接受的範圍:解出這些習題都很直接,並不需要困難的數學,或是特殊的技巧。
最後,希望你能從本書中得到樂趣,並且本書也能達到它的目的:讓初學者能理解量子物理中的基本概念。希望這本書能引領你進一步的探索量子世界。
偉樂歐(Valerio)給老師的話
對高中生講解量子物理的挑戰,的確是挑戰!很興奮,但可能失敗。寫作此時,我並不主張將量子物理成為教材的一部份:這太繁重了。但是對資優班或是有強烈學習動機的學生。我相信這值得一試。
在教授量子物理上的挑戰,來自於如何讓學生理解一些無法不透過圖像表達的概念。讓我對此多一些著墨。
首先,必須匡正以下的迷思:量子物理難以領會,是因為缺乏數學工具。這個論點完全錯誤,這就好像宣稱你必須精通數學才能體會世界。舉個例來說,再說明在彎曲時空中的運動時,可想像成此物體,在一個放有一個重上許多的球體的塑膠布(plastic sheet)上,圍繞著重球運動。這是個完美的圖像說明,學生無需微分幾何的知識,便可領會其意。只要去問問那些學了一對運算子、希伯特空間和路徑積分的大學生們,問問他們對量子物理了解多少,就知道這類的誤解。學習量子物理只需簡單的數學,其困難與數學並無關聯,而是有更深刻的原因。
其次,也別被費曼的這句話:“沒人懂得量子物理(nobody understands quantum physics)”而困惑。這句話大幅貶抑了物理學家以及物理學科。實際上,有些物理學家已能掌握其量子物理之精髓,其結果是接受如下的事實:因為自然沒有答案,有些問題也不該問。這為前人們所說“自然是詭異的”這句話,做了精確的說明;也是這句話想表達的含意。如今,只要個人願意,就能達到這樣的理解程度。當我們講授量子物理的時候,一定要讓學生自己嘗試找出正確的解釋,我們回答時就用實驗說明他們想法的錯處,而不是搬出海森堡,波耳,或是費曼這些名字。 |
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