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出版者:科学

作者:魏有峰

出品人:

页数:417

译者:

出版时间:2005-10

价格:34.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030162847

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《量子世界的迷人探索》 你是否曾仰望星空，惊叹宇宙的浩瀚与神秘？是否曾好奇微观世界里，原子、电子、光子是如何运转，构成我们熟悉的一切？《量子世界的迷人探索》将带你踏上一段激动人心的旅程，深入探索量子力学这一颠覆传统物理学认知的迷人领域。 本书并非枯燥的教科书，而是为你精心打造的一本引人入胜的科普读物。我们将从量子力学的起源讲起，追溯到普朗克提出的“量子假说”，爱因斯坦对光电效应的解释，以及玻尔原子模型的光辉。你将了解到，宏观世界的经典物理定律，在微观尺度下为何会失效，以及科学家们如何一步步揭开量子世界的面纱。 进入量子世界，你会遇到许多令人匪夷所思的现象。例如，波粒二象性——为什么一个粒子有时像波一样扩散，有时又像粒子一样聚焦？我们将通过生动形象的比喻和深入浅出的解释，让你理解这个看似矛盾却又真实存在的量子特性。你将看到，光不仅仅是能量的传播，更可以是离散的“光子”；电子也不再是轨道的点，而是概率的云。 接着，我们将深入探讨量子叠加态。想象一下，一个硬币在落下之前，既不是正面也不是反面，而是同时处于正面和反面的叠加状态，直到被观察的那一刻，它才“坍缩”到一个确定的状态。我们将为你揭示，量子叠加态在量子计算、量子通信等前沿科技中的重要作用，让你窥见未来科技发展的无限可能。 量子纠缠，更是量子世界中最令人着迷的现象之一。当两个或多个粒子发生纠缠后，它们的状态会像被无形的丝线连接起来，无论相隔多远，测量其中一个粒子的状态，另一个粒子的状态会瞬间确定。爱因斯坦曾将其戏称为“幽灵般的超距作用”。我们将为你阐释这种奇特联系的本质，以及它如何挑战我们对空间和时间的传统认知。 本书还会介绍不确定性原理，由海森堡提出。它告诉我们，我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。当你越精确地测量一个量，对另一个量的了解就越模糊。我们将探讨这一原理的深刻含义，它并非测量技术的局限，而是量子世界固有的属性。 我们还将为你呈现量子隧穿效应。想象一个球无法越过一座高山，但在量子世界里，粒子却有可能“穿透”能量壁垒，出现在另一侧。这一效应在半导体、核聚变等领域有着至关重要的应用，比如你手中的智能手机，其核心的晶体管就离不开量子隧穿的原理。 《量子世界的迷人探索》将带领你了解量子场论的奇妙世界，它是描述基本粒子及其相互作用的强大框架。你将了解到，我们熟悉的物质，如电子、夸克，以及传递力的粒子，如光子、胶子，都源自于量子场在空间中的激发。 本书还将触及量子计算的革命性潜力。我们将解释为什么量子计算机能够解决经典计算机无法企及的复杂问题，以及它们将如何改变药物研发、材料科学、密码学等多个领域。你将了解到量子比特（qubit）与经典比特的不同，以及量子门操作的奥秘。 除了理论的探索，我们还会穿插介绍一些量子物理学的历史趣闻和关键人物。从莱布尼茨、牛顿的经典理论，到普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔、狄拉克等量子力学巨匠们的智慧火花，你将感受到科学发展的艰辛与辉煌。 《量子世界的迷人探索》适合所有对科学充满好奇、渴望了解世界本质的读者。无论你是否具备物理学背景，本书都将以易于理解的语言、丰富的案例和引人入胜的叙述，为你打开一扇通往奇妙量子世界的大门。准备好颠覆你对现实的认知，一起探索那隐藏在原子之下的，令人惊叹的真实世界吧！

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这本书的语言风格，整体上给人一种高高在上的感觉，仿佛作者在对一个已经达到其水平的学生进行“指导”，而不是在帮助一个正在攀登的学习者。语气略显生硬和教条化，缺乏一种鼓励探索、容忍错误的积极氛围。在一些概念的定义和解释中，大量使用了晦涩难懂的学术术语，却没有提供足够的类比或日常生活的参照物来进行过渡。比如，解释惯性系和非惯性系的区别时，书中仅仅罗列了数学上的坐标变换条件，却很少提及科里奥利力、离心力这些“虚拟力”在实际生活中的体现，导致读者很难将这些概念与自身的运动经验联系起来。学习是一个主动构建知识体系的过程，需要引导和激励。这本书的文字像是冰冷的法令，缺乏那种引导读者主动思考、激发求知欲的“温度”。因此，读完之后，我感到的是知识点的“接收”，而非“内化”，这对于需要长期积累和内省的大学物理学习来说，是一个致命的缺陷。

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关于热力学和统计物理的部分，这本书的处理方式显得过于保守和陈旧。它似乎还停留在经典热力学的框架内，对量子统计、玻尔兹曼分布等现代物理学的核心内容一带而过，甚至有些概念的引入显得非常生硬。例如，在介绍熵的统计意义时，它只是简单地引用了玻尔兹曼公式 $S=k ln W$，却没有花足够篇幅去解释微观状态数 $W$ 是如何与宏观热力学量关联起来的，这种联系的建立过程是多么具有革命性。这种教科书式的、缺乏创新性的叙述，使得这部分内容读起来极其枯燥乏味。相比于一些侧重于概念渗透和思想启发的新型教材，这本书在引入前沿物理思想方面显得力不从心。对于有志于深入研究物理学的同学来说，这本书提供的视角太有限了，它似乎只满足于让学生“会做题”，而非“理解物理本质”。如果物理学习的乐趣在于发现世界运行的深层规律，那么这本书提供的乐趣就显得微乎其微了。

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拿到这本《大学物理学习指导》后，我满怀期待地翻开了它，希望它能为我枯燥的物理学习带来一丝曙光。然而，现实总是与期望存在差距。这本书的排版实在是令人不敢恭维，字体大小不一，间距混乱，很多公式的推导过程跳跃性太大，让人看得一头雾水。特别是涉及到矢量分析和微积分在力学中的应用部分，作者似乎默认读者已经对这些数学工具了如指掌，对基础概念的铺垫严重不足。举个例子，在解释角动量守恒时，它直接抛出了复杂的微分方程组，却忘记了回顾一下如何用直观的物理图像来理解这些抽象的数学表达。说实话，如果不是我课上老师讲得比较细致，光靠这本书，我可能早就被那些密密麻麻的符号吓跑了。它更像是一本给已经掌握了大部分知识的学生进行快速复习的提纲，而不是一本真正意义上的“学习指导”。对于我们这种刚接触大学物理，基础尚不牢固的菜鸟来说，这本书简直就是一座高山，让人望而却步，缺乏那种循序渐进、耐心引导的温度。我更需要的是那种能把复杂问题简单化、把抽象概念具象化的工具书，很遗憾，这本书在这方面做得远远不够。

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这本书的习题部分，是我最想吐槽的一点。题目选取得相当“奇特”，很多场景设置得非常不贴近我们日常生活中能接触到的物理现象，反而更像是某种学术竞赛的出题思路。虽然说，挑战高难度题目有助于拓宽思路，但对于日常的课堂练习和考试准备来说，这些题目显得有些“脱离群众”。我尝试着做了几道关于电磁感应的难题，结果发现，很多题目仅仅是把公式进行了一番复杂的代数变换，而缺乏对物理原理深层次的理解和应用考察。更令人沮丧的是，对于那些标榜为“精选例题”的解答，讲解过程往往过于简略，关键步骤一笔带过，留给读者的解读空间太大。我常常需要对照好几本参考书，甚至去网上搜索相关的学术论文，才能勉强理解书中某个解题思路的合理性。如果一本“学习指导”连如何正确、清晰地展示解题步骤都做不到，那它的指导意义何在呢？它似乎更侧重于展示“答案”，而非“方法论”。对于需要通过大量练习来巩固知识点的学生来说，这本书的习题设置和解析质量，无疑是一种不小的阻碍。

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在图形和示意图的使用上，这本书的表现也令人大失所望。很多重要的物理过程，比如电场线分布、磁场中带电粒子运动轨迹的描绘，插图都显得粗糙、不清晰，甚至存在物理上的歧义。例如，在描述复杂电场的叠加时，图示的矢量和叠加方向混乱不清，如果不是提前在脑海中构建了清晰的模型，光看图是根本无法理解作者意图的。优秀的学习材料，图文并茂是基本要求，但这本书的“图”更像是为了完成任务而匆忙添加的附属品，缺乏经过精心设计的教学意图。物理学的学习，很大程度上依赖于空间想象能力和对图形的直观理解。如果连最基础的示意图都不能准确、美观地传达信息，那么它作为学习辅助工具的价值就大打折扣了。我希望看到的是那种能让人眼前一亮，瞬间领悟复杂几何关系和受力情况的精美图示，而不是这种模糊不清、需要反复辨认的“草图”。

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