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出版者:

作者:Kalat

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:

价格:31.95

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isbn号码:9781428803091

丛书系列:

图书标签:

• 生物心理学
• 心理学
• 神经科学
• 行为神经科学
• 认知神经科学
• 大脑
• 神经系统
• 生理心理学
• 生物学
• 心理生理学

好的，这里为您撰写一份图书简介，主题为《量子力学导论：从波函数到量子场论的探索》，内容完全不涉及“Biological Psychology”或任何与其相关的主题。 --- 量子力学导论：从波函数到量子场论的探索 作者： [此处可留空或填写虚构作者名，例如：陈宇，李明] 出版社： [此处可留空或填写虚构出版社名，例如：前沿科学出版社] 字数： 约1500字 --- 内容提要 《量子力学导论：从波函数到量子场论的探索》是一部全面而深入的教科书，旨在为物理学、数学以及相关工程学科的高年级本科生和研究生提供坚实的量子力学基础。本书的独特之处在于，它不仅严格遵循量子力学的基本公设和数学结构，更以一种清晰、连贯的方式，引导读者穿越从经典的薛定谔方程到现代量子场论的理论前沿。 本书的核心目标是培养读者对量子现象的直觉理解，同时确保其掌握处理复杂量子系统的必要数学工具。我们摒弃了仅停留在历史叙述或定性描述的传统方法，而是从一开始就强调量子力学的基本原理——态矢量、算符、测量公设——如何共同构建起一个自洽的理论框架。 本书共分为六大部分，涵盖了量子力学从基础概念到前沿应用的完整体系。 --- 第一部分：量子力学的基石与数学结构 (Foundations and Mathematical Framework) 本部分着重奠定理论基础。我们从对经典物理学局限性的回顾开始，引出量子化的必要性。随后，我们将深入探讨希尔伯特空间（Hilbert Space）的性质，将其确立为量子态的载体。重点介绍狄拉克符号（Bra-Ket Notation）——这一强大的数学语言——及其在描述态矢量、算符和态叠加原理中的应用。 核心章节详细阐述了自伴算符（Hermitian Operators）与物理可观测量的对应关系，以及本征值问题在确定系统可能测量结果中的关键作用。时间的演化由薛定谔方程（Schrödinger Equation）支配，我们对其在不同表象（位置表象、动量表象）下的具体形式进行了详尽的推导和分析。对不确定性原理（Uncertainty Principle）的讨论，不仅仅停留在代数层面，而是通过分析算符的对易关系，揭示其深刻的物理含义。 第二部分：一维与三维势场中的量子运动 (Quantum Motion in One and Three Dimensions) 在掌握了基础数学工具后，本部分将这些工具应用于具体的、具有物理意义的模型。 对于一维系统，我们详细分析了势垒（Potential Barrier）和势阱（Potential Well）问题，特别是著名的隧穿效应（Tunneling Effect），解释了宏观世界中看似不可能的现象在微观层面的物理机制。对于无限深势阱、有限深势阱以及谐振子（Quantum Harmonic Oscillator）的精确解被系统地推导出来，特别是对谐振子的升降算符（Ladder Operators）方法，展示了代数方法在量子力学求解中的优雅性。 进入三维空间，本书对角动量（Angular Momentum）的理论进行了细致的阐述。对角动量算符的对易关系、本征值及本征函数（球谐函数）的求解是本部分的核心。随后，我们转向对中心势场（Central Potential）问题的处理，这直接导向了氢原子（Hydrogen Atom）的精确解。对氢原子能级的讨论，不仅再现了玻尔模型的结果，更重要的是，展示了量子力学如何从基本原理精确预测原子光谱。 第三部分：自旋、全同粒子与微扰论 (Spin, Identical Particles, and Perturbation Theory) 系统的演化通常无法精确求解，因此本部分介绍了处理近似问题的核心技术：微扰论（Perturbation Theory）。 时非依赖微扰论（Time-Independent Perturbation Theory） 被应用于解析性地处理微小的外部场对能级和波函数的修正，如斯特恩-盖拉赫实验（Stern-Gerlach Experiment）中引入的电场或磁场效应。同时，本书将自旋（Spin）引入量子力学，作为一种内禀的角动量，并详细讨论泡利不相容原理（Pauli Exclusion Principle）及其在原子结构中的决定性作用。 全同粒子的统计性质是理解多粒子系统的关键。本部分清晰地区分了玻色子（Bosons）和费米子（Fermions），引入了对称化和反对称化的波函数概念，为理解化学键合和材料的宏观性质奠定了理论基础。 第四部分：时变微扰与辐射过程 (Time-Dependent Perturbation and Radiation Processes) 当系统的哈密顿量随时间变化时，我们需要时变微扰论（Time-Dependent Perturbation Theory）。本部分重点讨论了跃迁概率的计算，包括费米黄金法则（Fermi's Golden Rule），这是理解原子从高能级向低能级辐射或吸收光子的过程的基础。本书详细分析了自发辐射、受激辐射和吸收过程，这些内容是激光物理学和量子光学的基础。 第五部分：散射理论与相对论的初步接触 (Scattering Theory and Preliminary Relativistic Quantum Mechanics) 散射实验是检验和探测微观粒子相互作用的主要手段。本部分系统地介绍了散射理论。我们从费曼图的雏形（在非相对论范围内）出发，引入散射截面（Cross Section）的概念，并重点推导了波恩近似（Born Approximation）及其适用范围。相位差方法（Partial Wave Analysis）用于处理低能散射问题，特别是势阱散射的细节。 此外，本书对纳入狭义相对论的要求进行了初步探讨，导出了克莱因-戈登方程（Klein-Gordon Equation）和狄拉克方程（Dirac Equation）。对狄拉克方程的分析，不仅自然地引入了负能态的概念，也预示了反物质的存在。 第六部分：走向量子场论的桥梁 (The Bridge to Quantum Field Theory) 最后一部分，本书着眼于将单粒子量子力学推广到多粒子系统和场论的宏伟蓝图。 我们探讨了二次量子化（Second Quantization）的概念，即使用产生算符（Creation Operators）和湮灭算符（Annihilation Operators）来描述粒子数的涨落，这成为量子场论的自然语言。我们讨论了穿梭于量子电动力学（QED）的早期概念，如量子化的电磁场，并简要介绍了相对论量子场论的基本假设，为读者进入更高级的理论物理学习铺平道路。 --- 读者定位与特色 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与教学的清晰度。每一章都包含大量的例题和习题，旨在巩固读者的计算能力和概念理解。本书的特色在于： 1. 数学完备性： 深入使用线性代数、算符微积分和微分方程技术。 2. 概念连贯性： 强调从薛定谔方程到量子场论的逻辑演进路径。 3. 应用导向： 讨论了从原子光谱、激光原理到粒子物理初步的多个应用领域。 《量子力学导论》 不仅是一本教科书，更是一次对现代物理学最深刻理论的系统性探索。掌握本书内容，读者将具备分析和解决前沿物理问题的坚实基础。

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我特别欣赏作者在处理争议性话题时所展现出的那种严谨和平衡的姿态。在很多涉及“自由意志”或“先天与后天”影响的讨论区域，这本书没有采取简单粗暴的二元对立，而是非常细致地梳理了不同学派的观点，并清晰地指出了每种理论支持的实验证据和其固有的局限性。例如，在探讨某种精神障碍的成因时，它会同时展示遗传学研究的强关联性，以及环境压力因素的激活模型，绝不急于下定论，而是鼓励读者自己去权衡和思考。这种“求真务实”的态度，远比那些急于给出标准答案的教材要高明得多。它教会我的不仅仅是知识本身，更重要的是一种科学思维的框架——即任何复杂的生物学现象，都可能是多重因素交织作用的结果，我们应该以开放和批判的视角去审视每一个“定论”。这种对复杂性的尊重，让这本书的价值超越了单纯的信息传递。

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这本书的案例分析部分，绝对是其闪光点之一，它真正做到了“理论联系实际”。我记得有一章专门讲解了某种特定区域损伤后导致的选择性失语症，作者没有仅仅停留在描述症状，而是深入挖掘了进行相关研究的早期神经科学家们的实验设计思路，甚至模拟了他们是如何一步步排除干扰因素，最终锁定特定脑区功能的思维过程。读到这些“侦探故事”般的描述，我仿佛置身于当年的实验室，亲历了科学发现的艰辛与喜悦。这种以“故事”串联起“原理”的手法，极大地激发了我对实验科学的好奇心。比起那些只罗列结果的教科书，这种带你进入“发现场”的叙述方式，不仅更容易记忆，更重要的是，它赋予了那些冰冷的理论以人性和历史的温度，让我真切地感受到，每一个科学定律的诞生，都凝聚了无数次失败和坚持。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上那些仿佛抽象艺术般的脑部结构图示，立刻抓住了我的目光。我原本以为这会是一本枯燥的学术著作，但拿到手上沉甸甸的质感和精美的纸张，让我对它多了一份期待。内页的排版布局也处理得非常人性化，图表和文字的穿插恰到好处，即便是涉及到复杂的神经递质通路，也能通过清晰的示意图得到很好的辅助理解。尤其是那些彩色的神经元图像，细节丰富到令人惊叹，让人忍不住想仔细辨认每一个树突和轴突的走向。可以说，从物理接触的第一秒起，这本书就在用它的外在美学向你宣告：“我不仅有内涵，我的‘外衣’也值得你驻足欣赏。” 这种对细节的追求，无疑提升了阅读体验，让我在漫长的学习过程中，总能从中找到一些视觉上的慰藉，不至于被密密麻麻的理论淹没。它更像是一件精工制作的工艺品，而非单纯的教材，这种高级感，是很多同类书籍所不具备的。

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这本书在叙事上的节奏感把握得极其精准，仿佛一位经验老到的导游，带着你逐步深入一片广阔而陌生的领域。开篇并未直接抛出那些令人望而生畏的专业术语，而是巧妙地从人类行为的日常观察切入，比如“为什么我们会对甜食产生强烈的渴望？”或者“记忆是如何在我们睡觉时巩固的？” 这种贴近生活的提问方式，瞬间拉近了与读者的距离，让人感觉这不是高高在上的学术说教，而是对自身存在最本真的探索。随着章节的推进，作者循序渐进地引入了分子生物学和电生理学的概念，每一步都像是搭积木一样稳固，前一个知识点为后一个知识点打下坚实的基础，丝毫没有那种生硬的跳跃感。即便是涉及到一些需要大量背景知识才能理解的部分，作者也总能用一些形象的比喻或简短的历史回顾作为“润滑剂”，使得整个学习过程流畅得如同观看一部精心剪辑的纪录片，让人心甘情愿地跟着作者的节奏，一步步揭开大脑的神秘面纱。

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从内容的广度来看，这本书的覆盖面令人印象深刻，它成功地在宏观和微观层面之间架设了一座坚实的桥梁。你既能读到关于情绪调节系统——比如杏仁核与前额叶皮层复杂交互网络的高级概述，也能深入到细胞层面上探讨受体亚型的差异化功能，甚至涉及到一些前沿的基因编辑技术在神经科学中的应用潜力。这种无缝切换的能力，让我在阅读时感到非常过瘾，仿佛在不同倍数的显微镜之间自由切换，既能把握整体的生态图景，又不放过细微的物种特征。对于一个希望建立全面认知体系的学习者来说，这种全景式的视角至关重要。它避免了将神经科学碎片化的风险，确保读者能够始终将微观的分子机制置于整体行为和认知的大背景下进行理解，使得知识点不再是孤立的符号，而是相互关联的有机整体。

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