量子论的物理原理

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出版者:北京科学出版社
作者:(德)海森堡(Werner Karl Heisenberg)
出品人:
页数:147
译者:王正行
出版时间:1983
价格:0.78
装帧:平装
isbn号码:
丛书系列:
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具体描述

《量子力学的奇异世界:从基础到前沿》 这本书将带您踏上一段令人着迷的旅程,深入探索量子力学这一塑造了我们对微观世界理解的革命性理论。我们将从量子力学的核心概念出发,逐步揭示其与经典物理学截然不同的奇异之处,并展望其在当今科学和技术前沿的广泛应用。 第一部分:量子世界的基石 粒子与波的二象性: 我们将从历史上著名的双缝实验入手,直观地展示电子、光子等微观粒子同时具备粒子和波的奇特属性。您将理解为什么我们无法像描述经典弹珠那样清晰地描绘一个量子粒子的轨迹,以及德布罗意波的概念如何统一了这一看似矛盾的现象。 量子叠加与测量: 德布罗意-玻姆理论、哥本哈根诠释等多种对量子力学的解释将在此展现。我们将深入探讨量子叠加态的意义——一个粒子可以同时处于多种状态,直到进行测量时才“塌缩”到某一确定状态。您将了解测量过程在量子力学中的特殊地位,以及观察者效应可能带来的深刻哲学思考。 不确定性原理: 海森堡不确定性原理是量子力学的又一个核心支柱。本书将清晰地阐述,为什么我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。我们将通过数学推导和形象的比喻,帮助您理解这种内在的限制并非源于测量技术的不足,而是量子世界固有的属性。 量子纠缠: 被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”的量子纠缠,是量子力学最令人费解的现象之一。您将学习到,两个或多个量子粒子可以以一种奇特的方式关联起来,无论它们相距多远,一个粒子的状态变化会瞬间影响到另一个。我们将探讨贝尔不等式以及相关的实验验证,揭示量子纠缠对局域实在论的挑战。 量子态与波函数: 我们将介绍描述量子系统状态的数学工具——波函数。您将理解波函数如何包含了一个粒子所有可能的状态信息,以及薛定谔方程如何描述了这些状态随时间演化的规律。 第二部分:量子现象的深度解析 量子隧穿效应: 经典物理学认为粒子无法穿过高于其能量的势垒。然而,量子力学却预言了量子隧穿现象。本书将通过解释其概率性本质,让您理解为什么粒子有时能够“穿透”看似不可逾越的障碍,并在半导体器件、核聚变等现象中扮演关键角色。 原子结构与能级: 量子力学成功地解释了原子的稳定性和离散的能级结构。您将了解玻尔模型如何为量子力学奠定基础,以及电子在原子轨道中的分布和跃迁是如何产生特征光谱的。 自旋: 除了轨道角动量,量子粒子还拥有一个内在的属性——自旋。我们将解释自旋的量子性质,它不代表真实的旋转,而是描述粒子的一种内禀角动量,并且具有量子化的特性。 第三部分:量子力学的前沿应用与未来展望 量子计算: 量子计算机利用量子叠加和纠缠的特性,理论上能够解决经典计算机难以企及的复杂问题。本书将介绍量子比特(qubit)的概念,以及量子算法(如Shor算法和Grover算法)的原理和潜在应用,例如在药物研发、材料科学和密码学领域的突破。 量子通信与量子密码学: 量子密钥分发(QKD)利用量子力学的原理,能够实现理论上不可破解的安全通信。您将了解量子隐形传态是如何将量子信息从一个地方传输到另一个地方,以及这些技术如何为未来的信息安全奠定基础。 量子测量与精密传感: 量子力学在精密测量领域也展现出巨大的潜力,例如在引力波探测、高精度时钟和磁场测量等方面。我们将探讨量子传感器如何利用量子态的敏感性来探测极其微弱的信号。 凝聚态物理中的量子现象: 超导、超流、分数量子霍尔效应等奇妙的宏观量子现象,都是量子力学在多体系统中的集中体现。本书将简要介绍这些现象及其背后的量子机制。 量子场论的初步认识: 对于更深入的理解,我们将触及量子场论这一更高级的理论框架,它将量子力学与狭义相对论相结合,描述了基本粒子的相互作用。 《量子力学的奇异世界:从基础到前沿》旨在为读者提供一个全面而深入的量子力学知识体系。无论您是科学爱好者,还是希望在相关领域深造的学生,本书都将为您打开一扇通往微观世界奥秘的大门,激发您对科学探索的无限热情。我们将力求以清晰易懂的语言,配合丰富的插图和恰当的数学工具,让复杂的量子概念变得生动而具象。

作者简介

目录信息

读后感

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虽然广义相对论预言了,宇宙来自于过去一个高曲率的时期,但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样,广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题,为何宇宙如此这般。然而,如果广义相对论和量子论相合并,就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的...

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虽然广义相对论预言了,宇宙来自于过去一个高曲率的时期,但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样,广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题,为何宇宙如此这般。然而,如果广义相对论和量子论相合并,就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的...

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虽然广义相对论预言了,宇宙来自于过去一个高曲率的时期,但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样,广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题,为何宇宙如此这般。然而,如果广义相对论和量子论相合并,就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的...

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虽然广义相对论预言了,宇宙来自于过去一个高曲率的时期,但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样,广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题,为何宇宙如此这般。然而,如果广义相对论和量子论相合并,就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的...

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虽然广义相对论预言了,宇宙来自于过去一个高曲率的时期,但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样,广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题,为何宇宙如此这般。然而,如果广义相对论和量子论相合并,就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的...

用户评价

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《量子论的物理原理》在叙事逻辑的构建上,也给我留下了深刻的印象。作者并非简单地按照时间顺序或者概念的复杂程度来组织内容,而是找到了一种更具启发性的线索。他常常会先抛出一个看似令人费解的实验现象或者理论难题,然后层层剥茧,追溯其根源,最终引出量子力学中的核心原理来解决这些问题。这种“问题导向”的叙事方式,让我在阅读过程中始终保持着好奇心和探索欲。例如,在解释量子隧穿效应时,他并没有直接给出公式,而是从经典物理学无法解释的α衰变现象入手,然后通过类比宏观世界中“翻越山丘”和“穿过山丘”的能量差异,来形象地描绘量子粒子如何能够“穿透”经典意义上的能量壁垒。这种娓娓道来的风格,让我感觉自己不是在被动地接受知识,而是在与作者一起进行一场智力上的侦探游戏,去发现那些隐藏在自然规律背后的奥秘。

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这本书的另一个突出优点是它所蕴含的科学精神。作者在书中不仅仅是传授知识,更是传递一种探索未知、勇于质疑的态度。他对于那些尚未解决的量子力学难题,比如量子引力问题,并没有回避,而是坦诚地指出它们的挑战性,并介绍了当前科学家们正在探索的各种方向。这种开放的态度,让我觉得科学的进步是一个不断试错、不断迭代的过程,而不是一个简单的线性发展。书中对于那些伟大的物理学家们在面临巨大挑战时的思考过程,也有着非常生动的描述。比如,爱因斯坦对量子力学的不确定性原则的质疑,以及他对“定域实在”的坚持,都展现了一位伟大的思想家在面对新的科学范式时的深刻思考和坚持。这种对科学史的深入挖掘,让我更加敬佩那些为我们揭示宇宙奥秘的先贤们。

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拿到《量子论的物理原理》这本书,简直是怀揣着忐忑与期待。作为一名对物理学有着深厚兴趣但非专业背景的读者,量子论对我来说一直是一个既熟悉又陌生的领域。熟悉是因为它的名字如同幽灵般萦绕在现代科学的各个角落,从半导体到激光,从核能到宇宙学,无处不见其身影;陌生则在于它那颠覆常识的微观世界观,波粒二象性、叠加态、量子纠缠,这些概念本身就如同抽象的诗歌,需要极大的想象力和严谨的逻辑才能捕捉其精髓。这本书的封面设计简约而不失厚重感,仿佛在预示着一场智识的冒险。翻开第一页,作者并没有立刻抛出复杂的数学公式,而是从历史的维度,娓娓道来量子论诞生的时代背景,那些伟大的科学家们如何在实验数据与理论困境中挣扎、探索,最终为我们揭示了那个我们肉眼无法企及却又深刻影响着我们世界的微观真实。这种叙事方式极大地降低了阅读门槛,让我感觉自己不是在被动接受知识,而是在与智者进行一场跨越时空的对话,共同见证一个革命性科学思想的诞生与演进。我特别欣赏书中对那些关键性实验的解读,它们不再是枯燥的图表和数据,而是被赋予了故事性,让我能更直观地理解为何那些看似违背直觉的结论是如此的不可避免。

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这本书的语言风格是我非常看重的一点,尤其是在阅读一本关于深奥物理理论的书籍时。庆幸的是,《量子论的物理原理》在这方面做得相当出色。作者显然是经过深思熟虑,力求在严谨性与可读性之间找到一个完美的平衡点。他没有使用过于晦涩的学术术语,而是巧妙地运用类比和比喻,将那些抽象的概念具象化,仿佛在脑海中构建了一个个可以触摸的微观世界。例如,在解释波粒二象性时,他并没有止步于简单的定义,而是深入剖析了光子在不同实验中的表现,以及科学家们如何一步步理解这种“分裂”的本质。他描述双缝实验时,那种对粒子“既是波又是粒子”的困惑和最终的顿悟,让我仿佛亲身经历了那个历史性的时刻。更重要的是,书中对于量子力学核心概念的讲解,如叠加态和量子纠缠,并没有停留在表面,而是循序渐进地引导读者深入理解其内涵。他并没有回避这些概念的“反直觉”,而是鼓励读者去接受和思考,并阐述了这些看似怪诞的现象是如何在实验中得到验证,以及它们对我们理解宇宙的意义。这种开放而富有启发性的写作态度,极大地激发了我进一步探索的欲望,让我觉得即使是量子论这样的前沿领域,也并非遥不可及。

评分

《量子论的物理原理》的结构设计也相当精巧。作者在组织内容时,似乎遵循了一种“由简入繁,由内而外”的逻辑。他从一些最基本的量子概念开始,例如量子化和普朗克常数,然后逐步深入到更复杂的波函数、算符以及量子态的演化。在完成基础理论的讲解后,他又开始探讨量子力学与统计力学、经典力学的联系与区别,以及它在原子、分子、固体物理等具体领域中的应用。这种层层递进的结构,使得读者在学习过程中能够不断巩固已有的知识,并在此基础上构建新的理解。我尤其喜欢书中对于“测量问题”的探讨,作者并没有给出单一的答案,而是呈现了各种不同的观点和解决思路,让我在思考这些问题时,也能够激发自己的独立思考能力。

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《量子论的物理原理》之所以让我爱不释手,很大程度上是因为它展现了一种令人耳目一新的教学方法。作者并不是简单地罗列公式和定理,而是将它们置于一个更广阔的物理图景中进行阐释。他会先从宏观世界的物理现象出发,引导读者思考,然后逐步引入量子世界的概念来解释这些现象的本质。比如,在谈到原子结构时,他并没有直接跳到玻尔模型,而是先从经典电磁学对原子稳定性的解释失败谈起,为量子力学的出现铺垫了合理的理由。书中对于量子态的描述,并没有停留在数学符号的堆砌,而是通过类比,比如一个硬币在抛掷过程中处于“正面”和“反面”的叠加态,来帮助我们理解这种不确定性的存在。同时,他也很注重将量子力学的概念与现代科技的应用联系起来,例如在介绍量子计算时,他不仅解释了量子比特的叠加和纠缠如何实现强大的并行计算能力,还展望了它在药物研发、材料科学等领域的颠覆性潜力。这种将基础理论与实际应用相结合的讲解方式,极大地增强了这本书的实用性和吸引力,让我觉得学习量子论不再是孤立的知识灌输,而是通往未来科技的重要阶梯。

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总的来说,《量子论的物理原理》是一本真正意义上的“启蒙之作”。它用一种既严谨又充满智慧的方式,为我打开了通往量子世界的大门。作者的语言平实而不失力量,他的讲解清晰而不失深度。我在这本书中获得的不仅仅是关于量子论的知识,更重要的是,它激发了我对科学探索的热情,也让我对我们所生活的这个世界的本质有了更深刻的思考。每当我合上这本书,都会感觉自己的思维被拓展了,对物理学的理解也更进了一层。这本书让我明白了,即使是那些看似抽象和难以理解的科学理论,通过恰当的引导和深刻的洞察,也能够变得触手可及,甚至令人着迷。它是我在科学阅读旅程中,一本值得反复品味和珍藏的书籍。

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这本书最让我印象深刻的一点,在于它对量子力学哲学含义的深入探讨。量子论不仅仅是一套描述微观世界的数学工具,它更触及了我们对现实本质的理解。作者在这方面毫不回避,而是以一种审慎而开放的态度,引导读者思考量子测量问题、哥本哈根解释、多世界诠释等深刻的哲学议题。他并没有强行灌输某种单一的解释,而是悉数呈现了不同学派的观点,并分析了它们各自的优劣之处,以及在实验层面可能存在的验证方式。例如,对于薛定谔的猫的思想实验,书中不仅清晰地解释了实验的设计,更重要的是,它深入剖析了这一实验所暴露出的宏观与微观世界在量子叠加态问题上的断裂,以及它引发的关于“观察者”角色的广泛讨论。这种对量子论背后哲学张力的挖掘,让我觉得这本书不仅仅是一本物理学教材,更是一部关于认识论和存在论的深刻反思。它鼓励我去质疑那些被视为理所当然的“实在”,去思考我们所感知的现实是否仅仅是量子概率的某种展现。

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《量子论的物理原理》在内容上的广度与深度也给我留下了深刻的印象。它并没有止步于量子力学的基本框架,而是进一步探讨了量子论在不同领域的应用和发展。从量子场论的初步介绍,到量子信息科学的最新进展,再到对量子宇宙学的一些畅想,这本书展现了量子论作为一个基础科学如何深刻地影响着我们对整个宇宙的认知。我尤其欣赏书中关于量子纠缠的讨论,它不仅解释了“幽灵般的超距作用”,更深入探讨了这种现象在量子通信和量子计算中的巨大潜力。作者并没有回避量子纠缠的“反直觉”之处,而是鼓励读者去接受它,并思考它对我们理解时空和因果关系可能带来的影响。阅读这本书,我感觉到自己仿佛在攀登一座知识的高峰,每一步的攀登都带来了更开阔的视野,让我对物理学的未来充满了期待。

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让我赞叹不已的是,《量子论的物理原理》在解释复杂概念时所展现出的耐心和细致。作者并没有假设读者具备深厚的物理学背景,而是尽可能地将每一个概念都分解到最基本的元素,然后逐步构建起来。例如,在讲解量子态的叠加和测量时,他反复强调了“概率幅”和“波函数坍缩”的含义,并用不同的例子来阐释其作用。他特别提到,量子态并不是某种“隐藏的”真实状态,而是一种对未来测量结果的概率描述。这种反复的强调和多角度的解释,对于我这样一个初学者来说,是至关重要的。我能感觉到作者在努力消除我可能存在的思维误区,并引导我建立起正确的量子力学直觉。书中对于波函数演化的描述,虽然涉及数学,但作者巧妙地将其与一些更直观的物理过程联系起来,比如想象一个涟漪在水中扩散,以此来类比波函数的传播。这种将数学抽象转化为物理图像的能力,是这本书最宝贵的财富之一。

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Amazing!!

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王正行的《量子力学》提到的经典的量子力学的书籍,所以认真和老实的读下去!非交换代数的提出者。

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Amazing!!

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Amazing!!

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