Foundations of Modern EPR pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Eaton, Sandra S.

出品人:

页数:818

译者:

出版时间:

价格:$ 159.33

装帧:

isbn号码:9789810232955

丛书系列:

图书标签:

• EPR
• 量子力学
• 量子信息
• 量子计算
• 纠缠
• 相对论
• 物理学
• 基础理论
• 现代物理
• 量子基础

现代量子力学：从基础到前沿的深度探索 本书全面深入地剖析了现代量子力学的核心原理、数学框架及其在物理学各个分支中的广泛应用。 旨在为物理学、化学、材料科学以及相关工程领域的学生、研究人员和专业人士提供一个严谨而又直观的知识体系，帮助读者掌握理解微观世界行为的关键工具。 本书的结构设计旨在引导读者逐步深入，从量子力学的基本公设出发，构建起完整的理论大厦。内容涵盖了从一维势阱、量子谐振子等基础模型，到更复杂的角动量理论、微扰论、散射理论等核心分析工具，并延伸至现代物理学的前沿课题。 第一部分：量子力学的基本公设与数学基础 本部分奠定了坚实的数学和概念基础。我们首先介绍了量子力学所必需的线性代数工具，重点阐述了希尔伯特空间（Hilbert Space）的概念，作为量子态的载体。随后，详细讨论了狄拉克符号（Bra-ket Notation）在描述态矢量和算符之间的关系中的强大作用。 核心内容集中在量子力学的五大基本公设： 1. 态的描述： 详细阐述了量子态如何由态矢量 $vertpsi angle$ 在希尔伯特空间中表示，以及态矢量归一化的物理意义。 2. 可观测量： 阐明了每一个可观测量都对应于一个厄米（Hermitian）算符，及其本征值与本征态的物理解释，特别是测量结果的概率分布。 3. 演化方程： 引入了薛定谔方程（Schrödinger Equation），区分了定态（时间无关）和含时（时间依赖）的情况。重点讨论了哈密顿量在时间演化中的核心作用。 4. 测量公设： 对波函数坍缩（Wave Function Collapse）的机制进行了深入的讨论，并引入了概率幅（Probability Amplitudes）的概念。 5. 全同粒子原理： 探讨了费米子和玻色子的统计特性，包括泡利不相容原理以及对称与反对称波函数的重要性，为理解多粒子系统打下基础。 第二部分：一维和三维势场中的基本应用 在掌握了基本框架后，本书转向具体的、具有重要物理意义的模型求解。 一维系统： 自由粒子与势垒/势阱： 详细分析了无限深和有限深势阱的定态解，重点探讨了零点能（Zero-Point Energy）的物理起源。对势垒穿透（Tunneling Effect）的计算和其在扫描隧道显微镜（STM）中的应用进行了详尽的论述。 量子谐振子： 采用升降算符（Ladder Operators）方法，不仅推导出了能量本征值 $E_n = hbaromega(n+1/2)$，还详细展示了这种代数方法相对于级数解法的优越性。 三维系统与角动量理论： 中心势场问题： 讨论了三维薛定谔方程的分离变量法，特别是在球坐标系下的求解。 轨道角动量： 详尽地推导了角动量算符 $hat{L}^2$ 和 $hat{L}_z$ 的对易关系，并确定了其共同本征函数——球面谐波函数（Spherical Harmonics，$Y_{l}^{m}( heta, phi)$）。清晰地解释了角动量量子化（$l$ 和 $m$ 的量子数）的物理图像。 氢原子： 这是本书的重点之一。通过求解径向薛定谔方程，系统地导出了氢原子精确的能级结构 $E_n$ 和本征函数，这些函数由主量子数 $n$、角量子数 $l$ 和磁量子数 $m$ 完全确定。详细解释了量子数如何决定电子的轨道形状和空间取向。 第三部分：近似方法与微扰理论 在许多实际问题中，精确求解薛定谔方程是不可能的。因此，精确的近似方法至关重要。 时间不相关的微扰论（Time-Independent Perturbation Theory）： 非简并情况： 系统地推导了能量和波函数的任意阶修正公式。通过简谐振子受到线性位移微扰的例子，展示了如何计算一阶能量修正。 简并情况： 重点讨论了当未微扰哈密顿量存在能级简并时，必须首先利用微扰项构建一个在简并子空间内有效的矩阵，然后进行对角化处理，避免了波函数的一阶修正为零的问题。 变分原理（Variational Principle）： 阐述了如何利用变分法来估算基态能量的上限，并介绍了试探波函数（Trial Wave Function）的选择策略，这对分子物理和固体物理中的复杂系统至关重要。 半经典近似（WKB Approximation）： 探讨了在短波长极限下，如何用经典力学的知识来近似求解薛定谔方程，并确定了著名的WKB量子化条件，即连接公式的应用。 第四部分：多粒子系统与散射理论 本书进一步扩展到处理多个粒子相互作用的复杂场景以及粒子间的相互作用过程。 全同粒子系统： 深入讨论了由 $N$ 个费米子或玻色子组成的系统的波函数对称性要求。详细分析了氦原子（He-atom）的电子结构，解释了正交和间氧（Ortho/Para）态的形成，以及交换作用（Exchange Interaction）对能级的独特影响。 相对论性量子力学初步： 简要回顾了狭义相对论与量子力学的结合尝试，重点引入了描述自旋1/2粒子的重要方程——狄拉克方程（Dirac Equation）的结构，并讨论了其成功预测正电子（Antiparticles）的意义。 散射理论（Scattering Theory）： 形式化： 使用波恩近似（Born Approximation）来计算散射截面（Cross Section）。 相位移方法（Phase Shift Analysis）： 阐述了如何通过分析散射波函数与自由粒子波函数的相位差来确定散射势的特性，并探讨了共振散射（Resonant Scattering）的物理现象。 第五部分：进阶主题与现代视野 本部分展望了量子力学的更深层次应用与哲学讨论。 自旋与全同粒子统计： 详细阐述了电子固有的内禀角动量——自旋（Spin），并通过泡利不相容原理与电子构型分析的紧密联系。 量子信息与纠缠基础： 引入了量子比特（Qubit）的概念，并从数学上精确定义了量子纠缠（Entanglement）态，例如贝尔态（Bell States）。讨论了EPR佯谬（EPR Paradox）的提出背景及其对定域实在论（Local Realism）的挑战，为理解现代量子计算奠定了概念基础。 本书的特点在于，它不仅提供了严格的数学推导，还通过大量的物理图像和实例（如原子光谱、隧道效应、核衰变中的量子效应）来增强读者的直观理解。每一章末都配有精心设计的习题，旨在巩固理论知识并培养解决实际问题的能力。

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这本书的语言风格与其说是学术性的，不如说是富有哲思的对话。作者似乎深谙“大道至简”的道理，尽管面对的是极度晦涩的专业领域，但其叙述方式却保持着一种近乎诗意的清晰度。那些原本只存在于教科书中的僵硬定义，在作者的笔下焕发出了生命力，仿佛能触摸到其背后的物理实在。特别是当引入一些需要高度抽象思维的数学推导时，作者总是会穿插一些恰到好处的类比和反思，将读者从纯粹的符号世界中解脱出来，重新锚定在对物理现象的直观理解上。这种叙事策略极大地降低了学习的畏难情绪。我可以清晰地感受到作者在字里行间流露出的那种对科学探索本身的激情和敬畏。它不是一本高高在上的参考书，而更像是一位经验丰富的导师，耐心地、循循善诱地引导着我们穿越迷雾。阅读体验是令人振奋的，它激发了我不仅要“知道”这些知识，更要“理解”其深刻内涵的强烈愿望。

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这本书的内容深度和广度简直令人咋舌，它不仅仅是在罗列理论，更像是在构建一个完整的知识体系的蓝图。作者没有满足于停留在基础的阐释层面，而是巧妙地将宏观的理论框架与微观的实验细节编织在一起。我特别欣赏它在处理那些历史沿革和前沿挑战时的那种平衡感——既尊重了奠基性的经典工作，又不回避当前研究领域尚未解决的棘手难题。阅读过程中，我感觉自己不是被动地接收信息，而是积极地参与到一场智力上的探索之旅。每当遇到一个看似难以跨越的知识点，作者总能用一种极其精炼却又富有启发性的语言将其剖析开来，仿佛在我的脑海中架起了一座座逻辑清晰的桥梁。这本书的结构安排极其流畅，章节之间的衔接自然得令人称奇，使得即使跨越多个复杂主题，读者的思维链条也不会轻易中断。它真正做到了“由浅入深，层层递进”，读完后，我对整个学科的脉络有了前所未有的宏观把握，这远超我最初的预期。

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这本书最让我感到惊喜的是它对历史背景和跨学科联系的整合能力。很多专业著作在聚焦特定领域时，容易变得视野狭隘，但这本书却展现出一种开阔的历史观和学术视野。作者花费了相当的篇幅去追溯关键概念是如何在不同的历史时期、由不同的科学流派共同孕育而成的，这让复杂的理论不再是凭空出现的圣杯，而是人类集体智慧演变的结果。此外，书中对于相邻学科的影响和渗透也做了精妙的梳理，揭示了不同科学领域之间是如何相互借鉴和促进的。这种全景式的视角，极大地拓宽了我对该领域在整个科学图景中地位的认知。阅读这样的著作，让人感觉自己不再是一个孤立的知识点学习者，而是在参与一场跨越时空的学术对话。它提供的知识深度和广度，无疑会成为我未来学术思考和创新的坚实基石。

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这本书的排版和装帧设计简直是一场视觉的享受。从封面那低调而富有质感的材质选择，到内页纸张的微黄处理，无不透露出一种对知识的尊重。装订工艺扎实可靠，即便是经常翻阅，书脊也保持着令人放心的平整度。字体选择上，主体的衬线字体清晰易读，而那些复杂的公式和图表，则采用了精细的无衬线字体，确保了在处理大量技术细节时，读者的眼睛不会感到疲劳。特别是那些精美的示意图，线条流畅，色彩搭配考究，使得抽象的物理概念变得直观可感。编辑团队对细节的把控达到了近乎偏执的程度，连页眉页脚的留白比例都恰到好处，营造出一种沉静、专注的阅读氛围。随手翻阅，总能在某个不起眼的角落发现一个小小的脚注或术语解释，这些“隐藏的宝藏”极大地丰富了阅读体验，让专业书籍不再是冷冰冰的知识堆砌，而更像是一本精心雕琢的艺术品。这种对实体书品质的极致追求，使得它在信息爆炸的时代，依然拥有不可替代的收藏价值。

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这本书的实用性和工具性体现在其对前沿研究方法的细致考察上。它不仅仅停留在理论的介绍，更深入到了实际操作层面，这一点对于希望将理论应用于实践的读者来说，价值连城。书中对于各种先进实验技术的描述，详尽得令人赞叹，从仪器的搭建原理到数据处理的流程，都有着近乎“操作手册”般的严谨性。我尤其欣赏它对误差分析和数据解释的批判性讨论。作者没有给出任何“万无一失”的结论，而是坦诚地指出了当前方法论的局限性，并引导读者思考如何规避或改进。这种严谨的、面向问题的处理方式，使得这本书超越了单纯的知识传递，而成为了一个提升研究能力的平台。它教会我的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这样做”以及“做得不够好的地方在哪里”。对于任何想要在相关领域进行深入研究的人来说，这本书提供的技术视野和批判性思维训练，是无价之宝。

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