معرفی و دانلود کتاب دومین انقلاب کوانتومی: از درهم تنیدگی تا محاسبات کوانتومی و دیگر فوق-تکنولوژی‌ها

معرفی کتاب دومین انقلاب کوانتومی: از درهم تنیدگی تا محاسبات کوانتومی و دیگر فوق-تکنولوژی‌ها

لارس یائگر در کتاب دومین انقلاب کوانتومی، به آخرین تحولات، پیشرفت‌ها و دستاوردهای تکنولوژی‌های کوانتومی می‌پردازد و از این موضوع سخن می‌گوید که پیشرفت‌هایی از این دست چطور دنیای امروز انسان را شکل داده‌اند. یائگر با تأکید بر اینکه پیشرفت‌های کوانتوم ما در آستانه‌ی یک انقلاب تکنولوژیک بزرگ قرار داده، این علم و نظریه‌های اساسی‌اش را مورد بررسی قرار می‌دهد و می‌کوشد آن را از منظر فلسفی، معنوی و زیبایی‌شناختی نیز تحلیل نماید.

درباره‌ی کتاب دومین انقلاب کوانتومی

در ابتدای قرن بیستم، رخ دادن چند اتفاق متوالی در زمینه‌ی علم، دانشمندان را به این نتیجه رساند که فیزیک کلاسیک قادر نیست بسیاری از پدیده‌ها را توضیح دهد؛ ماکس پلانک در توضیح انرژی تابشی اجسام سیاه دچار مشکل شد، آلبرت انیشتین به این نتیجه رسید که نور هم ذره و هم موج است و ارنست رادرفورد ساختار هسته‌ی اتم‌ها را کشف کرد. این‌چنین بود که شاخه‌ی مدرن‌تری در فیزیک شکل گرفت که اصطلاحاً کوانتوم نامیده می‌شود. این شاخه که به دنیای ذرات ریز و اتمی اختصاص دارد، اساساً شامل چند اختلاف بنیادین با فیزیک کلاسیک است و برخی از اصول چند صدساله‌ی آن را زیر سؤال می‌بَرَد. از جمله این‌که در دنیای کوانتومی موجودات برهم‌نهی دارند؛ یعنی می‌توانند هم‌زمان در حالات مختلفی قرار بگیرند. ذرات کوانتومی حتی اگر از هم دور باشند بازهم می‌توانند باهم مرتبط شوند (اصطلاحاً درهم‌تنیده‌اند)، رفتارشان تصادفی و احتمالی است و اینکه اصل عینیت در موردشان صدق نمی‌کند. به این معنا که ذرات عملاً هیچ ویژگی مستقل و عینی‌ای ندارند. این کشفیات شگفت‌انگیز، درهای جدیدی را به روی دانشمندان گشود و عملاً زندگی انسان را وارد مرحله‌ی دیگری کرد. بسیاری از اختراعات، فناوری‌ها و اکتشافات علمی مرهون همین شاخه از فیزیک است؛ از جمله گوشی همراه، ماهواره، لیزر، فناوری‌های هسته‌ای، پزشکی مدرن یا حتی اکتشافات فضایی.

در سال‌های اخیر و با پیشرفت فناوری و افزایش دانش بشری، کوانتوم سرعت رشد بیشتری پیدا کرده و نقش مهم‌تری را در دنیای علم بر عهده گرفته است. لارس یائگر (Lars Jaeger) در کتاب دومین انقلاب کوانتومی (The Second Quantum Revolution) کوشیده به عصر جدید کوانتوم نگاه دیگری بیندازد و آخرین دستاوردها و پیشرفت‌های آن را مرور کند. یائگر تأکید دارد کشفیات کوانتومی قرن بیست‌ویکم، همچون انقلاب بزرگی خواهند بود و تمام دنیا را متحول خواهند کرد.

اولین استفاده از تکنولوژی کوانتومی در ساخت بمب اتم بود که قدرت بی‌حدوحصر این پدیده را نشان می‌داد. پس‌ازآن به‌مرور پای کوانتوم به علوم دیگری مثل شیمی و زیست‌شناسی هم کشیده شد و به تحول این حوزه‌ها منجر شد. در دهه‌ی 1980، ایده‌ی رادیکالی مطرح شد که می‌توان آن را سنگ بنای نسل دوم کوانتوم نامید: کامپیوترهای کوانتومی. این کامپیوترها که ساختاری متفاوت از سیستم‌های عادی داشتند می‌توانستند محاسباتی بسیار پیچیده و بزرگ را ظرف مدت کوتاهی انجام دهند. این ایده سال‌ها بعد و در قرن بیست‌ویکم عملی شد و خود زمینه‌ساز ایده‌ی بزرگ‌تری گشت که امروز با آن مواجهیم: هوش مصنوعی! حالا سرمایه‌گذاری زیادی بر روی علم کوانتوم شده و بسیاری از شرکت‌های بزرگ و حتی دولت‌ها، میلیاردها دلار بر روی توسعه و تکامل آن سرمایه‌گذاری کرده‌اند. سرعت این جنبش به حدی رسیده که در سال 2016، بیش از 3000 دانشمند بیانیه‌ی مشترکی امضا کردند و توافق نمودند در مورد فناوری‌های کوانتومی با یکدیگر همکاری و هماهنگی داشته باشند. این رویدادها نشان می‌دهد که ما در آستانه‌ی یک تحول کوانتومی بزرگی قرار داریم.

لارس یائگر با علم به همین موضوع، در کتاب دومین انقلاب کوانتومی می‌کوشد با زبانی ساده و عمومی دنیای کوانتومی را توضیح دهد و در مورد نظریه‌های مهمی که در آن مطرح‌ شده صحبت کند؛ مثل نظریه‌ی میدان‌های کوانتومی یا تئوری ریسمان. یکی از مهم‌ترین قسمت‌های کتاب جایی است که یائگر، که در دانشگاه فلسفه خوانده، تلاش می‌کند از منظری غیرعلمی، فلسفی، معنوی و حتی هنری کوانتوم را تشریح کند. در اینجا مباحثی همچون ارتباط کوانتوم و ایمان، زیبایی و بودیسم مطرح می‌گردد. او بخش پنجم کتابش را به ایده‌ی درهم‌تنیدگی کوانتومی اختصاص داده است که جزو پیچیده‌ترین مفاهیم آن محسوب می‌شود و نظریه‌پردازان مهمی در مورد آن بحث کرده‌اند. در نهایت، بخش آخر این کتاب به آینده‌ی این پدیده اختصاص دارد و نویسنده‌ سعی می‌کند در مورد تأثیرات آتی آن پیشگویی کند.

کتاب دومین انقلاب کوانتومی را نشر مازیار با ترجمه‌ی فواد قاسمی و سوران زوراسنا منتشر کرده است.

کتاب دومین انقلاب کوانتومی برای چه کسانی مناسب است؟

اگر به مبحث کوانتوم علاقه دارید و می‌خواهید از آخرین فناوری‌های آن مطلع شوید، مطالعه‌ی این کتاب به شما پیشنهاد می‌شود.

در بخشی از کتاب دومین انقلاب کوانتومی: از درهم تنیدگی تا محاسبات کوانتومی و دیگر فوق-تکنولوژی‌ها می‌خوانیم

یکی از دانشجویان نیوزیلندی تامسون، ارنست رادرفورد، در آزمایشی به یاد ماندنی (که امروزه برای همه‌ی دانش‌آموزان دبیرستانی شناخته شده است) نشان داد که مدل تامسون کاملاً اشتباه بوده است. رادرفورد قطعه‌ای نازک از ورقه‌ی طلا را توسط تابش آلفا رادیواکتیو بمباران کرد و صفحات عکاسی را در اطراف ورق طلا قرار داد تا میزان انحراف تابش آلفا توسط اتم‌های ورق طلا را اندازه‌گیری کند. همان‌طور که انتظار می‌رفت، فقط صفحه‌ی عکاسی درست در پشت ورق طلا تابش زیادی را ثبت می‌کرد - ذرات آلفا تقریباً بدون مانع از درون اتم‌های طلا عبور می‌کردند و تنها چند ذره آلفا توسط این ورق منحرف می‌شدند. با این حال، با بررسی دقیق‌تر، رادرفورد متوجه چیز عجیب و غریبی شد. بخشی از تابش با زوایای 90 درجه و بیشتر و گاهی اوقات 180 درجه منحرف شده بود. توزیع زاویه‌های انحراف نشانه‌ی مستقیمی از توزیع جرم در اتم را نشان می‌داد و نتیجه مشخص بود: اتم نمی‌تواند یک کره همگن باشد. توزیع جرم در اتم باید بسیار غیریکنواخت باشد.

در مدل رادرفورد، اتم به عنوان نسخه کوچکی از منظومه شمسی به نظر می‌رسد: در اطراف هسته‌ای با ذرات دارای بار مثبت، که نسبت به کل اتم بسیار کوچک است، الکترون‌ها مانند سیارات با فاصله‌ی نسبتاً زیادی در حال چرخش هستند.

اما مدل رادرفورد با مشکلی جدی روبرو شد: طبق فیزیک کلاسیک، چنین اتم‌هایی نمی‌توانند پایدار باشند. قیاس بین اتم و منظومه‌ی شمسی محدودیت‌های خود را داشت. در سیارات، نیروی گریز از مرکز حرکت چرخشی و گرانش یکدیگر را متعادل می‌کنند. با این حال، الکترون‌های دارای بار منفی باید در حین حرکت دایره‌ای خود تابشی گسیل کنند، زیرا هر مدار دایره‌ای شامل یک شتاب است و بارهای شتاب‌دار از خود امواج الکترومغناطیسی گسیل می‌کنند. فیزیکدانان از تابش سنکروترون صحبت می‌کنند.

فهرست مطالب کتاب

شرح نویسنده بر ترجمه‌ی فارسی
سرآغاز: خرگوش سفید
بخش اول: کوانتوم 2.0- دومین انقلاب تکنولوژی ناشی از جهان کوانتومی
1. قدرت بزرگ: چگونه نظریه‌ی جهان کوچک جهان ما را تغییر داد
2. اتاق‌های زیادی در پایین وجود دارد: نسل جدیدی از تکنولوژی کوانتومی
3. فناوری در کوچک‌ترین مقیاس: قابلیت‌های فناوری نانو
4. سرعتی باورنکردنی: از کامپیوتر دیجیتال به کامپیوتر کوانتومی
بخش دوم: دنیای کوانتوم‌-‌عجایب در مقیاس خیلی کوچک
5. اتم‌های متناقض: مسائل فلسفی مربوط به کوچک‌ترین واحدهای سازنده‌ی طبیعت
6. طبیعت باعث جهش می‌شود: جهش‌های کوانتومی و خلق ذرات از هیچ
7. انتخاب سوم: موج و ذره به صورت همزمان
8. نه این و نه آن: برهم‌نهی‌-‌اشیاء چگونه می‌توانند همزمان در اینجا و آنجا باشند
9. فقدان هویت: مفهوم واقعیت جدید از دیدگاه مکانیک کوانتومی و پیامدهای آن
بخش سوم: از نظریه‌ی میدان‌های کوانتومی به نظریه‌ی همه‌چیز-‌حل بنیادی همه‌چیز
10. انرژی‌های منفی و اسپین الکترون: نظریه‌ی کوانتومی جدید محصول ترکیب با نظریه‌ی نسبیت
11. نظریه‌ی میدان‌های کوانتومی: همه چیز حل می‌شود
12. بی‌نهایت منهای بی‌نهایت به متناهی ختم می‌شود: دانشمندان چگونه یاد گرفتند که با مقادیر بی‌نهایت بزرگ در دنیای بی‌نهایت کوچک کار کنند
13. ذرات بیشتر و بیشتر: از باغ وحش ذرات تا مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادین
14. اینشتین سازگار نیست: مسئله‌ی اساسی فیزیک امروزی
بخش چهارم: گذری به چارچوب‌های فلسفی، زیبایی‌شناختی و معنوی تفکر
15. مسیری به سمت بی‌جوهرگی: شکست 2600 سال تفکر فلسفی
16. درک تازه‌ای از حقیقت: چگونه فیزیک کوانتومی واقعیت مطلق و همراه با آن حقیقت مطلق را از میان برد
17. فعل و انفعالاتی ابدی: همپوشانی عجیب بین فیزیک کوانتومی و بودیسم
18. تقارن: زیبایی در خانه‌ی فیزیک
19. آگاهی کوانتومی و تائوی فیزیک: درباره‌ی هولیسم کوانتومی، شفابخشی کوانتومی و دیگر غیرحسیات کوانتومی
20. فیزیک کوانتومی و ایمان: بیانی غیرقابل بیان
بخش پنجم: درهم‌تنیدگی‌-‌رسیدن به معمای ماده
21. سرنوشت‌های گربه: مسئله‌ی اندازه‌گیری در فیزیک کوانتومی
22. دوست ویگنر: فیزیک کوانتومی و آگاهی
23. EPR و متغیرهای پنهان: بحث درباره‌ی کنش شبح‌وار از راه دور
24. نتیجه‌ی تجربی بحث بور-اینشتین: چگونه ذرات درهم‌تنیده راه‌شان را از نظریه به عمل باز می‌کنند
25. عصر درهم‌تنیدگی: از اشباح تا انقلاب جدید کوانتومی
26. گربه‌ی شرودینگر زنده است: بازگشتی به فیزیک کلاسیک
بخش ششم: آینده‌-‌به کجا می‌رویم؟
27. دومین انقلاب کوانتومی: وقتی نانوبوت‌ها و کامپیوترهای کوانتومی جزئی از زندگی روزمره‌ی ما می‌شوند
نمایه