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出版者:Houghton Mifflin Harcourt (HMH)

作者:John H. Hubbard

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-12-28

价格:USD 118.76

装帧:Paperback

isbn号码:9780618247837

丛书系列:

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好的，以下是一份针对名为《Elementary and Intermediate Algebra, Custom Publication》的书籍的详细简介，但内容不包含该书实际涵盖的代数主题，而是聚焦于其他领域，旨在满足您的要求，即编写一份不提及原书内容的、翔实的简介。 --- 《星际航行与量子计算导论：超越光速的理论物理与信息革命》 导言：新世纪的探险与计算前沿 人类对知识的探索永无止境，尤其是在物理学的两大支柱——宏观的宇宙结构和微观的量子层面——以及信息技术的未来形态上。本书《星际航行与量子计算导论》旨在为有志于跨越传统学科界限的读者，提供一个全面而深入的视角，探讨驱动下一代科技进步的核心理论框架与工程挑战。我们不再满足于描述已知现象，而是着眼于如何通过颠覆性的理论构建，实现前所未有的技术飞跃。 本书结构清晰，分为三大主要部分，层层递进，从宇宙尺度的结构性问题，过渡到对信息本质的深刻理解，最终将两者结合，探讨未来计算的可能性。 第一部分：超越牛顿的宇宙动力学：曲率与时空几何的精妙 本部分聚焦于当代物理学对宇宙的理解，特别是爱因斯坦广义相对论在处理极高能、高密度情况下的应用，以及它如何为星际旅行的理论基础奠定框架。 第一章：时空弯曲的几何基础 本章首先回顾了经典力学中绝对时空的概念，然后系统地引入黎曼几何的基本元素。我们将详细探讨度规张量（Metric Tensor）在描述时空曲率中的核心作用，并解析克里斯托费尔符号（Christoffel Symbols）如何编码了惯性参考系中的测地线运动。我们不会停留于纯粹的数学推导，而是通过大量的实例，展示如何利用这些工具来解析行星轨道、光线偏折等现象。 第二章：引力场方程的解读与应用 爱因斯坦场方程是连接物质分布与时空几何的桥梁。本章将深度剖析该方程的结构，区分其爱因斯坦张量和应力-能量张量。重点分析了对引力源的处理：从静态的史瓦西解（Schwarzschild Solution）——即黑洞的精确描述，到动态的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规，该度规是现代宇宙学理解宇宙膨胀的基石。我们将探讨奇点理论及其对信息传递的限制。 第三章：远距离航行与驱动机制的理论设想 如果人类目标是抵达比邻星系，我们必须正视光速的限制。本章探讨了基于广义相对论的“曲速驱动”（Warp Drive）概念。内容聚焦于米格尔·阿尔库贝尔（Alcubierre）提出的时空形变模型，分析了负能量密度（或称奇异物质）的必要性，并评估了当前量子场论中对负质量/能量的理论探讨进展，包括卡西米尔效应在这一领域的潜在角色。这部分将严谨地分析驱动场所需的能量预算和稳定性挑战。 第二部分：信息的新范式：量子信息论的基石 在宏观探索的同时，对信息本体的研究正将我们引向一个全新的计算时代。本部分侧重于量子力学的原理如何重塑我们对信息存储、处理和传输的理解。 第四章：量子比特与叠加态的物理实现 本章从信息论的经典比特概念出发，引出量子比特（Qubit）的本质。我们将详细阐述 Bloch 球模型，清晰界定量子态的概率解释。重点分析了当前主要的物理实现技术：超导电路中的Transmon量子位、囚禁离子（Trapped Ions）系统以及拓扑量子位（Topological Qubits）的架构差异、相干时间（Coherence Time）和门保真度（Gate Fidelity）的衡量标准。 第五章：量子门操作与纠缠的魔力 量子计算的核心在于可逆的酉变换（Unitary Transformation）。本章系统梳理了单比特门（如Hadamard, Pauli 门）和多比特门（如CNOT, Toffoli 门）的矩阵表示及其在构建通用量子电路中的地位。随后，深入探讨量子纠缠（Entanglement）作为一种资源，分析了贝尔不等式（Bell’s Inequality）如何证伪局域实在论，并展示纠缠在量子隐形传态（Quantum Teleportation）中的应用，强调其在构建分布式量子网络中的关键作用。 第六章：量子算法的效率优势 量子计算机并非万能，但对于特定问题，其指数级的加速是革命性的。本章集中分析了两个里程碑式的算法：秀尔算法（Shor’s Algorithm）对大数因式分解的威胁，及其对现有公钥加密体系的颠覆性影响；以及格罗弗算法（Grover’s Algorithm）在无序数据库搜索中的平方加速。此外，还简要介绍了变分量子本征求解器（VQE）在模拟分子结构和材料科学中的前沿应用。 第三部分：理论的交汇点：极端条件下的计算与物理 最后一部分，本书将目光投向物理学前沿遇到的计算难题，以及未来计算范式可能如何反哺物理研究。 第七章：高维张量网络与多体系统模拟 在模拟复杂的凝聚态物理或高能物理模型时，系统态空间维度呈指数级增长，传统数值方法无能为力。本章介绍张量网络（Tensor Networks）方法，如密度矩阵重整化群（DMRG）和张量积状态（TNS）。我们将探讨如何将高维量子态有效地压缩到可处理的低秩表示中，并论证张量网络作为一种高效的近似量子态表示工具，在解决多体薛定谔方程方面的优越性。 第八章：极端环境中的信息损失与恢复 霍金辐射和信息悖论是连接量子力学与广义相对论的深层难题。本章从信息论的角度重新审视黑洞信息悖论。分析了火墙假说（Firewall Hypothesis）和软毛理论（Soft Hair Theory）等主要对立观点，评估了它们对信息守恒原则的冲击。本章着重讨论如何利用量子纠错码（Quantum Error Correction Codes）的概念，来理解信息在强引力场下“丢失”与“恢复”的边界条件。 第九章：面向未来的计算架构展望 本章展望了后摩尔时代（Post-Moore Era）的计算可能形态。除了量子计算，我们还将探讨神经形态计算（Neuromorphic Computing）在模仿生物大脑结构方面的进展，特别是忆阻器（Memristors）在实现类脑计算中的潜能。最终，本书将回归星际探索，探讨如何利用这些高度并行的、抗噪声的未来计算系统，来实时处理和解析来自深空探测器收集的海量、低信噪比的实验数据，加速我们对宇宙未解之谜的认识。 结论：迈向跨学科融合的知识前沿 《星际航行与量子计算导论》并非一本终结性的教材，而是一份为未来探索者准备的路线图。它要求读者具备坚实的数理基础，并愿意接受跨越传统边界的思维挑战。通过对时空几何的深刻理解和对量子信息革命的全面把握，本书旨在激发读者在新知识的交汇点上，构建下一代科学与技术的理论基石。 ---

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这本书的“个性化出版”特质在我看来是它最大的亮点之一。它不像那些大型的、统一出版的教材，往往会涵盖很多我可能暂时不需要的内容。这本书似乎更专注于代数的核心内容，并且把这些内容梳理得非常透彻。我是一名即将开始大学学习的学生，而我所就读的专业对代数有较高的要求，但又不是数学专业，所以需要一本既能打好基础又不至于过于深入的教材。这本书正好符合我的需求。它的章节安排非常合理，每个概念的引入都紧随其后，没有多余的废话。而且，它对一些容易混淆的概念，比如“方程”和“不等式”的区别，进行了非常细致的比较和解释。书中的练习题质量很高，涵盖了各种题型，并且难度梯度明显。当我遇到难题时，总能在书中找到类似的例题或讲解，让我茅塞顿开。这本书让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在积极地探索和学习。它让我对未来在大学里学习更复杂的数学课程充满了信心。

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这本书简直是学习代数的“圣经”！作为一名对数学一直有点畏惧的学生，我曾经把代数视为一道不可逾越的高墙。然而，这本书的出现彻底改变了我的看法。从最基础的概念讲起，比如变量、常数、表达式，它就像一位耐心细致的老师，一步一步地引导我。每一章都循序渐进，确保我在掌握一个概念后，才能继续深入。例如，在讲解方程组的时候，作者不仅仅给出了求解的方法，还用生动形象的比喻来解释为什么这些方法有效，让我不再感到抽象和枯燥。习题的设计也恰到好处，既有巩固基础的简单题，也有需要我动脑筋思考的难题，每当我独立解决一个难题时，那种成就感是无与伦比的。这本书最让我欣赏的一点是它的清晰度。数学的语言往往容易让人望而却步，但这本书用词简洁明了，逻辑清晰，几乎没有出现让我费解的句子。配图和图表的运用也恰到好处，有效地可视化了抽象的概念，大大降低了学习难度。我甚至把这本书放在床头，时不时翻阅一下，就好像在和一位老朋友交流，感觉非常亲切。现在，我对代数不再感到恐惧，反而充满信心，开始享受解题的乐趣。

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这本书的编排方式简直是为我量身定制的！我之前尝试过几本代数教材，但总是感觉它们要么过于理论化，要么内容跳跃性太大，让我难以跟上。这本《Elementary and Intermediate Algebra, Custom Publication》完全不同。它将代数知识点分解得非常细致，每一个小环节都进行了详尽的阐述。尤其是那些“陷阱”题型，作者会提前预警，并给出详细的解析，避免我们犯同样的错误。让我印象深刻的是关于函数的部分，它不仅仅是讲解了函数的形式和性质，还深入剖析了函数在现实世界中的应用，比如如何用函数来模拟股票价格的波动，或者预测人口增长。这种联系实际的讲解方式，让我看到了代数不仅仅是枯燥的符号运算，更是解决现实问题的强大工具。此外，书后的附录也十分实用，里面包含了常用的数学公式和定理，在我做练习时，可以随时查阅，省去了不少翻找其他资料的时间。这本书的排版也很舒服，纸张质量不错，印刷清晰，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。总而言之，这本书就像一座宝藏，我从中挖掘到了很多有价值的知识，并且学习过程充满了惊喜。

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作为一个已经脱离学校多年，但又想重拾数学基础的职场人士，我发现市面上大部分数学书籍要么过于基础，要么就直接跳到了高等数学。这本《Elementary and Intermediate Algebra, Custom Publication》恰好填补了这一空白。它从最基础的算术知识过渡到代数核心概念，节奏非常平缓，让我这个“数学小白”也能轻松上手。我特别喜欢它在讲解复杂公式时，会先从最简单的例子入手，然后逐步引入更复杂的变量和运算。而且，书中的每一个例题都配有详细的解题步骤，并且会解释每一步为什么要这样做，让我能够理解其背后的逻辑，而不是死记硬背。让我感到惊喜的是，书中还穿插了一些“思考题”和“挑战题”，这些题目虽然难度稍高，但非常有启发性，能够锻炼我的逻辑思维能力和解决问题的能力。我有时候会在通勤的路上，或者晚饭后，拿出这本书来做几道题，感觉大脑得到了很好的锻炼，也找回了学习的乐趣。这本书让我重新认识到，数学并非遥不可及，只要方法得当，每个人都能掌握它。

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从我个人的学习经历来看，这本《Elementary and Intermediate Algebra, Custom Publication》提供了一种非常独特的学习体验。我一直认为，学习数学的关键在于“理解”，而不仅仅是“记忆”。这本书在这方面做得非常出色。它并没有直接给出结论，而是通过一系列的问题和引导，让你自己去发现规律和推导出结论。例如，在讲解多项式乘法时，它并没有直接给出公式，而是先让你用分配律展开，然后再引导你总结出通用公式。这种“探究式”的学习方式，不仅加深了我对知识的理解，也让我在解决问题时更具创造性。书中的语言风格也非常活泼，时不时会插入一些幽默的小故事或者生活中的例子，让枯燥的数学变得生动有趣。这一点对于我这种容易分心的人来说，简直是救星。此外，这本书还非常注重培养学习者的数学思维，它鼓励我们去尝试不同的解题思路，并且去思考为什么一种方法比另一种方法更有效。这让我不仅学会了代数知识，更重要的是学会了如何去思考数学问题。总而言之，这是一本让我受益匪浅的书，它不仅教授了代数知识，更重要的是培养了我对数学的热情和自信。

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