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銘均書摘(讀懂量子力學的第一本書)
看了一本書《讀懂量子力學的第一本書：大科學家講量子的故事，帶你探索最先進的物理科學》，作者李淼，是中山大學天文與空間科學研究院院長。
很有趣的一本書，摘錄片段。
1. 《愛因斯坦、相對論與量子力學》
愛因斯坦跑到瑞士考大學，結果第一年落榜，第二年考上蘇黎世理工學院。
量子力學是二十世紀以來最重要的物理理論大發現，它跟相對論被公認是物理學的兩大支柱，更改寫了我們認知的世界。
牛頓的定理無法套用在量子世界中。
愛因斯坦提出狹義相對論，與量子力學完全沒有矛盾；而廣義相對論，包含了萬有引力。當人們試圖將量子力學用在萬有引力上面，出現無法解決的矛盾。科學家至今還在尋找可以完全解決這個矛盾的理論。
2. 《原子的大小》
原子只有一公尺的一百億分之一。假如地球上所有人都變得和原子一樣小，把他們一個一個疊起來，還不如一個一百公分的同學高。
原子核只有原子的十萬分之一，原子核外面有帶負電的電子。
原子核比原子小十萬倍，所以能量會大十萬倍。
所以核能比化學能大十萬倍，原子彈就是利用核能製造的，跟原子核有關，跟原子本身沒有關係。
把原子核放大一千萬億倍，原子核的直徑就會達到一公尺。
把原子也放大一千萬億倍，原子有一百公里，相當台北到苗栗。
這中間空曠到極其誇張的程度。
電子永遠不會碰到原子核，因為電子是圍繞著原子核的一團霧。兩個原子靠近的時候，電子會互相干擾對方，但不會碰到原子核。
你可以把電子從原子當中拿掉，然後剩下原子核，你沒有辦法把原子核切成若干份。夸克是基本粒子，像電子一樣不可再分。
細胞由大量原子組成，最小細胞也比原子大一萬倍。
3. 《E = mc²》
根據相對論，質量和能量是一回事。
整個宇宙充滿能量，除了能量沒有別的東西，只不過能量的形式不一樣，有的呈現為電子、有的原子、有的光子，以的為暗物質和暗能量。
根據相對論，光速是最快的速度，任何一個有質量的粒子，都無法達到光速，只能盡可能逼近，因為到達光速時，他的能量會是無限大。
4. 《量子力學的應用》
第一個應用是雷射。
黑色小氣球外面有一個白色大汽球，用雷射光照，只有黑色氣球爆掉。
生活常見的光，例如太陽光，包含許多光子，這些光子能量有大有小，但是雷射很特別，它裡面每個光子的能樣都一樣大。
黑氣球的電子能量和實驗用雷射光子能量匹配，所以會吸收雷射而爆掉。
「雷射去斑」和「雷射除毛」的原來和這個實驗一樣。黑色斑塊的電子會吸收雷射最終被破壞掉。
5.
6. 《雷射的原理》
把一個光子打入原子，它可以誘導原子中的電子從高軌道跑到低軌道，同時發出一個跟第一個光子能量完全相同的新光子。過程叫做受激輻射。
一個光子打入原子，跑出兩個一模一樣光子，這兩個光子再打入兩個新原子，就跑出四個完全一樣的光子，就會產生大量光子，而且都攜帶相同的能量。
愛因斯坦在1917年就建立雷射的理論，三十多年後、五零年代初，才被湯 斯發明出來。
湯斯喜歡研究理論，考進加州理工學院物理系，視力不好，醫師說你視力不好看數學公式比較困難，乾脆不要做理論研究，不如做實驗。湯斯聽了醫師的話，發明雷射，得到諾貝爾物理學獎。
7. 《半導體》
《量子力學第二個應用是半導體。
我們把運動的電子想像成汽車，把電子跑過的材料想像成公路。有一種路況很詭異，一般汽車開上去會堵死，但如果外部條件變動例如溫度變高，汽車就又能在路上開，這種特殊的材料就是半導體。
利用半導體可以做二極體還有電晶體。LED就是用發光二極體做出來的。
三極體，也叫電晶體。
8. 摩爾是英特爾公司創辦人之一，也是摩爾定律的提出者。
當價格不變時，每過兩年，半導體晶片上所容納的電晶體數目便會翻倍。
一個晶片的計算能力每過兩年就會翻倍。經過五十年的發展，與最早的積體電路相比，現在晶片的計算能力提升了兩億多倍。
一台iPhone手機，計算能力超過六零年代，美國人登陸月球所用的全部計算資源。
目前最小晶片只有十奈米，也就是一公尺的一億分之一。到2030年，電晶體變得只有一個原子那麼大。
9. 蟲洞是一個假想的東西，也許它並不存在，只是一個物理學家想像的東西，蟲洞只是一種時空型態，而不是任何物質。
10. 所有微觀世界的粒子，包括原子、原子核、電子及光子，全都是量子的，而且它們不滿足牛頓力學的規律，滿足的是「不確定性原理」。也就是無法同時測出物體的位置和動量。
11. 粒子是波這個說法不完全對，應該說粒子還是粒子，只是在我們看它之前，我們不確定它在哪裡。而這個不確定性是由波動的性質得出了，就是說不確定性有高有低，就像波谷和波峰。
12. 《量子傳輸》
理論上來說，量子雖然不能複製，但是可以傳輸，因此很可能有一個機器，你走進去之後會消失，但在另一地的另一台機器，卻可以出現跟你完全一樣的「東西」。
今天人類創造的量子傳輸最遠距離達到340公里，相當從台北到高雄。
你把光子放進量子傳輸機，它可以穿越時空，瞬間出現在340公里外的地方。
目前只能傳輸128000個光子。而一個70公斤的人，有七千億億億個原子。
銀河系非常大，光從一頭跑到另一頭都要十萬年。
如果找七千億億億個一公尺高的同學，躺成一排，可以繞銀河系兩百多萬圈。
13. 《銀河系有多大》
我們的銀河系至少有兩千億顆恆星，其中一半都在發光，這些發光的恆星和我們的太陽很像。
14. 在物理學的世界中，有兩種對事物截然不同的觀點，可以稱之為 「宏觀世界」 及 「微觀世界」 。若要提到「宏觀世界」中的巨人，大概就非牛頓莫屬了，牛頓的理論，奠定了一切力學的基礎，而這些理論，也曾經一度被全世界視為真理。一直到奧地利物理學家波茲曼開始相信原子的存在。而後的物理學，持續往量子的領域深探，一直到愛因斯坦的光電效應理論，又更扎實的嬋述了光子跟電子之間的能量關係。
15. 《黑洞》
如果把人壓縮到比原子核還小一萬億倍，就會形成一個黑洞。
16. 《量子電腦》
圖靈是電腦之父、人工智慧之父。他是同性戀，在當時的英國是有罪的，法官判決他進監獄或是接受強制治療，他為了不要耽誤研究，選擇後者「化學閹割」，也就是注射女性激素，他非常痛苦、最後自殺。
他像白雪公主，咬了一口含有劇毒的蘋果，據說蘋果電腦為了紀念他，把自己的商標設計成一個被咬了一口的蘋果。
沒有量子力學就沒有電腦。
(古典電腦)最核心的工作原理就是最簡單的加法運算，不管多複雜的電腦指令集，都是在做加法。
17. 《人腦神經元》
人餒有860億個神經元。
18. 《其他》
鑽石是由碳構成，鉛筆芯也是，只是構成方式不一樣。
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