改變世界的17個方程式(Seventeen Equations that Changed the World)＊自然科普類＊暢銷書榜～推薦！

作者：伊恩．史都華
原文作者：Ian Stewart
譯者：李政崇
出版社：商周出版
出版日期：2013/09/07
語言：繁體中文

ISBN：9789862724484
叢書系列：科學新視野
規格：平裝/400頁/17x23cm/普通級/單色印刷/初版
出版地：台灣
本書分類：自然科普>數學>代數

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第 14 章量子奇境

——薛丁格方程式

這個方程式告訴我們什麼？

這個方程式定義物質不只是粒子，還具有波的性質，並且形容波傳遞的方式。

這為什麼很重要？

薛丁格方程式是量子力學的基礎，和廣義相對論構成現今物理世界最有影響力的定律。

這個方程式推論出什麼？

從根本改變微觀世界的物理，在其中每個物體都有一個「波函數」來形容可能狀態的機率雲（probability cloud）。在這樣層級世界，本質上就是不確定的、難以捉摸的。企圖把微觀的量子世界和我們所處的巨觀的古典世界連結在一起，會造成爭論不休的哲學問題。不過至少根據實驗結果，量子定律十分完美，現今的電腦晶片和雷射沒有它將無法運作。

在 1900 年，偉大的物理學家開爾文爵士（Lord Kelvin）說，當時的熱和光的理論，被認為是對於自然現象幾乎完備的描述，「卻被兩朵烏雲遮蔽了」。第一個癥結牽涉到一個問題：地球如何穿過有彈性的固體（例如一堆發光的以太）？第二個是馬克士威波茲曼關於能量劃分的學說。開爾文對於重要問題的嗅覺十分明顯。在第十三章裡，我們已經看到第一個問題的影響，也看到解決的方法，就是相對論。現在，我們將會看到第二個問題如何催生出現代物理學最重要的支柱：量子理論。

量子世界是出了名的奇怪，許多物理學家認為，如果你不能欣賞它的怪異，你就無法欣賞它。很多人都有類似的說法，因為量子世界完全不同於類泰然自若的世界，以致於即使是最簡單的概念，都會推翻我們的認知。舉例來說，一個光可以是粒子也是波的世界。在量子世界中，一隻在盒子裡面的貓，可以「同時」是活著的和死的……直到你打開盒子為止，也就是說，這隻不幸的動物的波函數突然地「塌縮」到某一個狀態（活著或死亡）。在量子平行宇宙（quantum multiverse）中，存在一個我們現存宇宙的副本，在某個宇宙中，希特勒輸了第二次世界大戰，而在另外一個宇宙中，他獲得了勝利。我們只存在某個宇宙中，也就是說，如同量子波函數一般的存在，活在第一個宇宙中。其他的宇宙，對我們來說雖然真實但是無法接觸到，是另外一個世界。

量子力學的確很怪異。至於它是否真的那麼怪，則完全是另外一個問題。

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一切都因為電燈泡而起。這樣的說法十分合理，因為電和磁的領域蓬勃發展，電燈泡是最引人注目的應用之一。馬可士威的貢獻，就是漂亮地統合了電和磁這兩個領域。1894 年，一名叫做馬克斯‧普朗克（Max Planck）的德國物理學家，被一家電子公司雇用，主要的任務就是製造最有效率的電燈泡，最省電又最亮。他知道問題的關鍵是物理學的一個基礎議題，源自另外一個德國物理學家古斯塔夫‧克希荷夫（Gustav Kirchhoff）。那是關於叫作黑體（black body）的理論概念，它能吸收所有外來的電磁輻射。最大的問題在於：這樣的物體如何能＊發射＊出輻射？它總不可能儲存所有幅射；總得有些輻射被釋放出來。尤其是，這發射出來的輻射，其強度如何取決於它本身的頻率以及物體的溫度？