量子世界
量子物理學描述的是，宇宙在非常微小尺度下的運行方式。這個尺度遠小於倍率最大的顯微鏡所能看到的世界，掌管了原子和次原子粒子的行為及交互作用。次原子粒子是構成物質的最小積木。電子就是一種次原子粒子，由英國物理學家湯姆森（ J. J. Thomson）於1897年發現，這是科學家首次確認次原子粒子的存在。然而，這些微小粒子有時會表現出類似波動的行為，這是量子世界專屬的奇特現象，直到1924年才由法國物理學家德布羅意（Louis Victor De Broglie）提出。

小到幾乎看不見
最大的原子直徑大約只有半個奈米（10 億分之 1 公尺），比頭髮直徑的10 萬分之1 還小。原子的體積由外圍稀疏的「電子雲」所界定，中心是密度極大的原子核。典型的原子核直徑只有幾個飛米（1000 兆分之 1 公尺），通常在這個尺度或更小尺度下，奇怪的量子行為才會顯現出來。具有物理意義的最短距離是普朗克長度。

波或粒子
在量子尺度上，會出現一些奇怪的現象，讓粒子和波（p.16-7）之間的分界變得模糊。我們可以透過實驗設計，檢測到如同粒子一般個別獨立的能量包裹，如光子（電磁輻射的量子），但同時又可顯示出波動的行為。光子或許是一顆一顆的抵達雙狹縫另一側的偵測器，然而最終形成的圖樣，只能以每個光子依波的干涉來決定落腳位置，方能解釋。

箱子裡的悖論
波函數崩陷之前的神祕過程，啟發了著名的假想實驗：「薛丁格的貓」。在這個假想實驗中，有隻貓被關在箱子裡，隨時可能因為核衰變釋放出來的有毒物質死亡。根據量子力學的一種詮釋（p.52-3），在觀察者打開箱子之前，死與活的疊加態會一直存在。薛丁格設計了這個假想實驗，用來強調貓在被觀察之前，同時既是「死貓」也是「活貓」的荒謬性。

量子世界
量子物理學描述的是，宇宙在非常微小尺度下的運行方式。這個尺度遠小於倍率最大的顯微鏡所能看到的世界，掌管了原子和次原子粒子的行為及交互作用。次原子粒子是構成物質的最小積木。電子就是一種次原子粒子，由英國物理學家湯姆森（ J. J. Thomson）於1897年發現，這是科學家首次確認次原子粒子的存在。然而，這些微小粒子有時會表現出類似波動的行為，這是量子世界專屬的奇特現象，直到1924年才由法國物理學家德布羅意（Louis Victor De Broglie）提出。

小到幾乎看不見
最大的原子直徑大約只有半個奈米（10 億分之 1 公尺），...

量子世界
小到幾乎看不見／次原子尺度
三個小物件／原子結構
粒子動物園／次原子粒子
光是什麼？／電磁輻射
量子常數／普朗克常數
空間中的漣漪／波
波或粒子／波粒二象性
緊黏在一起／強核力
衰變的力量／弱核力
異性相吸／電磁力
使萬物聚在一起／重力

量子出現前的難題
理想的物體／黑體輻射
紫外災變／瑞立－京士定律
能量包裹／能量的量子化
能量狀態／原子能態
機率雲／電子軌域
光子能量／光電效應

波函數
描述量子狀態／波函數
同時出現在兩個地方／疊加
波函數的平方／波恩定則
波形轉換／傅立葉轉換
無法全部都知道／海森堡不確定性原理
能夠預測變化／薛丁格方程式
無法確切測量／測量的問題
瞬間崩陷／波函數崩陷
箱子裡的悖論／薛丁格的貓

量子物理的詮釋
了解量子物理／哥本哈根詮釋
一切皆可能且確實發生／多世界詮釋
無限重複／宇宙學詮釋
看不見的影響／隱變數詮釋
量子握手／交易詮釋
自發崩陷／客觀崩陷假說
適者生存／量子達爾文主義
觀察者的信念／量子貝氏論
穿越迷宮／一致歷史詮釋
不同的觀點／關係詮釋

量子現象
自旋／內在角動量
吸引力的範疇／磁矩
巨大的鴻溝／費米子和玻色子
一山不容二虎／包立不相容原理
有何障壁可言？／量子穿隧效應
距離不是問題／量子纏結
量子遙傳／量子態的轉移
不穩定的環境／去相干
固體內部／固態物理學
另類的狀態／玻色－愛因斯坦凝聚
無摩擦流動／超流性
永恆的電流／超導性
奇特的量子原子／冷原子物理學
不尋常的軌道／芮得柏原子

量子科技
向原子發射光子／受激發射
高度集中的光／雷射
精準計時／原子鐘
固態／固體的能帶理論
矽晶片／電晶體
光的釋放／發光二極體
捕捉光子／電荷耦合元件
磁浮／超導電磁鐵
穿隧電子對／約瑟夫森接面
超導量子干涉儀／超導量子干涉儀
看到身體裡／磁振造影
沒有光也能看見／電子顯微鏡
原子探針／原子力顯微術

量子資訊
不僅僅是0與1／量子位元
超高速／量子運算
量子編碼／量子密碼學
模擬器／量子模擬

核物理
尋找穩定／放射性
原子裂變／核分裂
原子核結合／核融合

粒子物理
追尋難捉摸的粒子／粒子偵測器
快速的撞擊／粒子加速器
比原子更小／夸克
不受強作用力影響／輕子
解釋量子世界／標準模型
力的傳遞者／規範玻色子
為何粒子具有質量？／希格斯玻色子
與物質相反／反物質
不是那麼標準／標準模型之外
遍布宇宙的場／量子場論
物理學的瑰寶／量子電動力學
三色夸克／量子色動力學

量子重力
作用力的統一／萬有理論
量子泡沫／普朗克長度與時間
微小的振動弦／弦論
捲在一起／Ｍ理論
空間的結構／迴圈量子重力

量子生物學
光子與葉片／光合作用
一切都在DNA／突變的量子理論
穿隧下的化學反應／酶與量子物理
磁感知能力／量子導航
我們的嗅覺／量子鼻
量子意識？／量子心智

索引

量子世界
小到幾乎看不見／次原子尺度
三個小物件／原子結構
粒子動物園／次原子粒子
光是什麼？／電磁輻射
量子常數／普朗克常數
空間中的漣漪／波
波或粒子／波粒二象性
緊黏在一起／強核力
衰變的力量／弱核力
異性相吸／電磁力
使萬物聚在一起／重力

量子出現前的難題
理想的物體／黑體輻射
紫外災變／瑞立－京士定律
能量包裹／能量的量子化
能量狀態／原子能態
機率雲／電子軌域
光子能量／光電效應

波函數
描述量子狀態／波函數
同時出現在兩個地方／疊加
波函數的平方／波恩定則
波形轉換／傅立葉轉換
無法全部都知道／海森堡不...