与爱因斯坦共进早餐

清晨，你的闹钟响了，你起身来到厨房，为自己烤了几片吐司，煮了一杯咖啡。但你很可能不知道，当你闻着空气中弥漫的咖啡香气时，你的这个普通早晨已经和一种极其怪诞的科学发现联系在一起了。在普通人眼中，量子物理学的世界往往深奥得不可救药，让非专业人士望而生畏。经典物理学向我们解释了为什么一个球会滚下山坡，为什么一架飞机能飞上天空，等等；量子物理学告诉我们的则是粒子的波动性、鬼魅般的超距作用、薛定谔的猫、黑洞和时空弯曲。但无论你相信与否，即使最普通的日常活动也深受抽象而奇异的量子物理学的影响。在这本书中，查德·奥泽尔围绕他的一个早晨和一顿早餐，揭示了我们的日常生活中隐藏的怪诞量子物理学现象。从日出、闹钟、烤面包机、食物的香味到数码照片、计算机芯片、互联网、量子密钥，这些我们熟悉的事物都与量子物理学有着根深蒂固的关系。威廉·布莱克从一粒沙子看世界，查德·奥泽尔则从一片吐司中看到了宇宙。这本书在原汁原味地保留科学理念的前提下，让相对论、量子力学等抽象概念变得“接地气儿”。读完这本书后，相信你的普通早晨将会变得不同寻常。

查德·奥泽尔，美国斯克内克塔迪联合大学的天文与物理学系教授，拥有威廉姆斯大学物理学学士学位和马里兰大学帕克分校化学物理学博士学位。他也是一位科普作家，著有《如何让你的狗学会量子物理学》（How to Teach Quantum Physics to Your Dog）等三本科普读物。目前，他和他的妻子、两个孩子及小狗查理一起住在美国纽约州。

引言V
第1章日出：基本相互作用001
引力004
电磁力008
强核力011
弱核力015
故事的其余部分020
第2章加热元件：普朗克的量子假设和黑体辐射公式021
光波与颜色025
热与能量029
紫外灾难032
量子假设038
第3章数码照片：赫兹的偶然发现和爱因斯坦的启发性
观点041
赫兹的实验044
一名专利审查员的启发性观点047
光电技术052
第4章闹钟：足球运动员的原子模型057
计时技术简史059
谱线的秘密062
最不可思议的事：原子内部065
进入量子世界068
原子钟074
第5章互联网：寻找问题的解决方案077
互联网之前的网络080
原子是如何发光的083
爱因斯坦对光的理解086
激光的历史090
“一个寻找问题的解决方案”095
激光之网097
第6章气味：泡利不相容原理与电子的波动性099
气味的作用原理102
元素周期表105
从“旧量子理论”到现代量子力学109
泡利不相容原理与电子壳层113
电子的自旋和内禀角动量115
从轨道到导波再到概率118
现代化学123
第7章固体：海森堡的不确定性原理125
必然存在的不确定性129
零点能量132
不确定性原理134
原子的稳定性138
泡利不相容原理与固形物140
白矮星、中子星与黑洞146
第8章计算机芯片：互联网与薛定谔的猫149
猫悖论152
把化学键视为猫态156
多即不同158
从谱线到能带160
为什么会有带隙？163
绝缘体和导体166
半导体的广泛应用169
第9章磁体：让物理学家乐此不疲的磁性材料177
磁导航180
磁性电子184
磁性原子187
磁性晶体191
磁性数据存储194
第10章烟雾探测器：α粒子和量子隧穿效应197
烟雾探测的经典物理学199
放射性的奥秘201
量子隧穿205
阳光和原子分裂211
第11章量子加密：最后一个杰出的错误215
保密技术的奥秘218
和宇宙玩掷骰子游戏221
量子物理学和贝特里奇头条定律223
从爱因斯坦到贝尔再到阿斯佩227
量子密码术233
一个杰出的错误236
结语239
致谢243