Neurobiology pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Matthews, Gary G.

出品人:

頁數:592

译者:

出版時間:2000-12

價格:0.00 元

裝幀:

isbn號碼:9780632044962

叢書系列:

圖書標籤:

• 神經生物學
• 神經科學
• 大腦
• 神經係統
• 認知神經科學
• 行為神經科學
• 分子神經生物學
• 細胞神經生物學
• 神經解剖學
• 神經生理學

好的，這是一份關於《量子計算與未來信息科學》的圖書簡介。 --- 量子計算與未來信息科學 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，探討量子計算這一前沿科技領域的基礎理論、核心算法、工程實現以及它對未來信息科學和社會結構可能産生的深遠影響。我們不再局限於經典信息處理的範式，而是將目光投嚮微觀世界的奇特規律——疊加態與量子糾纏——如何被駕馭，以解決傳統計算機望塵莫及的復雜問題。 本書結構清晰，邏輯嚴謹，力求在保持學術深度的同時，也兼顧對跨學科讀者的友好性。它不僅是理論物理和計算機科學專業人士的必備參考，也是對未來技術變革充滿好奇的工程師、數學傢和政策製定者的理想入門讀物。 --- 第一部分：量子力學基礎與信息論的重塑 本部分是理解整個量子計算體係的基石。我們首先迴顧經典物理學在處理分子、材料等微觀係統時的局限性，引齣量子力學的必要性。 第一章：量子世界的基石 本章詳細闡述瞭支撐量子信息科學的四大支柱：波粒二象性、量子疊加原理、量子測量理論，以及時間演化（薛定諤方程）。我們著重探討瞭如何從狄拉剋符號（Bra-Ket Notation）齣發，建立一套描述量子態的數學框架。重點討論瞭狀態空間（Hilbert Space）的幾何意義，以及如何通過酉變換來描述量子係統的演化。 第二章：量子比特（Qubit）：信息的新載體 超越經典的比特（0或1），本章深入剖析瞭量子比特——Qubit的特性。我們將展示布洛赫球（Bloch Sphere）如何直觀地錶示單量子比特的狀態，並詳細介紹如何構建和描述多體量子係統，特彆是量子糾纏（Entanglement）。我們將深入探討EPR悖論及其在量子信息中的應用，強調糾纏態作為一種獨特的物理資源，而非簡單的相關性。 第三章：量子信息論的度量 信息論是理解信息處理能力的核心。本章將經典信息論中的香農熵概念推廣到量子領域，引入馮·諾依依曼熵（Von Neumann Entropy）來度量量子態的純淨度或混閤度。此外，我們還將討論量子信息論的關鍵度量，如互信息、量子隱私（Quantum Secrecy）和量子信道容量（Channel Capacity），為後續的量子通信和計算奠定理論基礎。 --- 第二部分：量子計算的核心算法與模型 此部分是本書的技術核心，聚焦於如何設計和實現能夠利用量子特性的計算模型。 第四章：通用量子門集與電路模型 量子計算的“硬件”由量子門構成。本章係統梳理瞭基本的單比特門（如Pauli門、Hadamard門）和多比特門（如CNOT門、Toffoli門）。我們將證明通用門集的存在性，即隻需有限的幾種門操作即可近似實現任何酉變換。隨後，我們將引入量子綫路圖（Quantum Circuit Diagram）的繪製規範，並探討量子電路的深度、寬度和量子邏輯的復雜度分析。 第五章：裏程碑式的量子算法 本章詳細剖析瞭奠定量子計算領域地位的幾個關鍵算法： 1. Shor算法：深入解析其基於量子傅裏葉變換（QFT）的原理，如何高效地解決大數因子分解問題，並討論其對現代公鑰密碼係統的顛覆性影響。 2. Grover搜索算法：闡述振幅放大（Amplitude Amplification）技術，展示其在無結構數據庫搜索中平方級的加速優勢，並討論其在優化問題中的泛化應用。 3. 量子模擬算法：重點介紹如何利用量子計算機模擬復雜的哈密頓量，這是實現新材料設計和藥物發現的關鍵。 第六章：變分量子算法（VQA） 麵對當前NISQ（含噪聲的中等規模量子）時代的硬件限製，本章專門介紹混閤量子-經典算法，尤其是變分量子本徵求解器（VQE）和量子近似優化算法（QAOA）。我們將分析這些算法的迭代結構、損失函數的優化策略，以及它們在化學計算和組閤優化問題中的實際部署潛力。 --- 第三部分：量子硬件的工程挑戰與前沿實現 理論的飛躍必須依賴於可靠的物理載體。本部分轉嚮工程實踐和硬件的前沿研究。 第七章：主要量子計算架構 本章對當前主流的量子硬件平颱進行瞭詳盡的比較和分析，重點關注其可擴展性、相乾時間、門保真度和互聯性： 超導電路（Transmon Qubits）：探討其基於微波控製的原理，以及榖歌、IBM等機構的最新進展。 離子阱（Trapped Ions）：分析其高保真度的優勢，以及如何通過激光實現高精度操控。 光量子計算（Photonic Systems）：討論基於壓縮態光束和綫性光學元件的玻色子采樣（Boson Sampling）模型，及其在特定問題上的“量子霸權”展示。 拓撲量子計算：作為抵抗環境噪聲的潛在終極方案，本章介紹瞭非阿貝爾任意子的理論基礎和微軟等機構的研發路徑。 第八章：噪聲、錯誤與容錯 量子係統極易受到環境退相乾的影響。本章深入探討瞭退相乾的物理機製，並詳細介紹瞭量子糾錯碼（Quantum Error Correction, QEC）的核心思想。我們將剖析錶麵碼（Surface Code）的原理，解釋如何通過編碼將邏輯量子比特的保護建立在多個物理量子比特之上，從而實現容錯量子計算（Fault-Tolerant Quantum Computation, FTQC）的宏偉目標。 --- 第四部分：量子計算的生態係統與社會影響 本部分將視野拓展到更廣闊的應用和社會經濟層麵。 第九章：量子通信與網絡 量子計算的實現伴隨著對量子網絡的需求。本章聚焦於量子密鑰分發（QKD）技術，特彆是BB84協議的實現細節，以及如何利用量子中繼器（Quantum Repeater）剋服光縴損耗，構建遠距離安全的量子互聯網。此外，還將討論量子隱形傳態（Quantum Teleportation）在信息傳輸中的核心作用。 第十章：應用領域的前瞻與挑戰 本章探討量子計算在不同行業的具體應用藍圖： 材料科學與化學模擬：從計算催化劑到設計高溫超導體。 金融建模：利用量子振幅估計（QAE）加速期權定價和風險分析。 人工智能的融閤：介紹量子機器學習（QML）的基本框架，包括量子神經網絡和特徵空間映射。 結語：通往後摩爾時代的路徑 最後，本書將總結量子計算從理論設想到工程實現的艱辛曆程。我們將審視當前的“量子優勢”與“量子霸權”的定義，討論人纔培養、技術標準製定以及國際競爭的現狀。本書旨在激發讀者對這一變革性技術領域的持續關注和深入研究，共同塑造一個由量子驅動的未來信息世界。 --- 目標讀者： 高年級本科生、研究生、從事信息科學、物理學、數學和工程學研究的人員，以及對前沿科技産業有濃厚興趣的技術決策者。 全書特色： 理論深度與工程實踐並重，算法解析詳盡，並對最新的硬件架構和糾錯方案進行瞭及時更新。閱讀本書，您將掌握理解未來十年信息技術革命的必要知識體係。

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終於找到一本能夠真正觸及神經科學核心的書瞭！這本書的標題《Neurobiology》雖然直白，但內容卻遠超我的想象。它並非那種泛泛而談、隻介紹基礎概念的教材，而是深入到神經元網絡工作的精妙之處。我尤其被書中對突觸可塑性的詳盡描述所吸引，作者不僅解釋瞭長時程增強（LTP）和長時程抑製（LTD）的分子機製，還生動地描繪瞭它們在學習和記憶形成中的關鍵作用。書中穿插的案例研究，比如對海馬體功能障礙導緻失憶的分析，更是將理論知識與現實臨床情況緊密結閤，讓我對疾病的發生有瞭更深刻的理解。而且，作者在討論感覺處理時，沒有止步於基本的信號傳導，而是進一步探討瞭大腦如何整閤來自不同感官的信息，構建齣我們對世界的感知。例如，書中對視覺皮層中特徵檢測的解釋，以及聽覺係統如何解析復雜的聲音模式，都充滿瞭洞察力，讓我對“看”和“聽”這兩個簡單的動作背後隱藏的復雜計算過程感到驚嘆。這本書的敘事方式也非常引人入勝，仿佛一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越錯綜復雜的神經科學迷宮。

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閱讀《Neurobiology》的過程，就像一場精彩絕倫的思維探險。這本書最大的亮點之一，在於它對神經可塑性在不同尺度上的全麵解讀。從分子層麵，作者細緻地描繪瞭離子通道的開關、神經遞質的釋放與結閤，到細胞層麵，對不同類型神經元的興奮性與抑製性的動態平衡進行瞭深刻的剖析。但它並沒有停在這裏，而是更進一步，探討瞭神經網絡層麵的集體動力學。書中關於“群體編碼”的討論，讓我明白瞭信息是如何在大量的神經元協同活動中被錶徵和處理的。例如，在運動控製的章節中，作者用清晰的圖示和生動的語言，解釋瞭大腦如何協調數百萬個運動神經元的活動，以實現精細而流暢的肢體動作。此外，書中對情感處理的分析也讓我耳目一新。它不僅涉及瞭杏仁核在恐懼反應中的作用，還探討瞭前額葉皮層在情緒調節和決策中的復雜角色，讓我對人類情感的生物學基礎有瞭全新的認識。這本書的內容嚴謹而又不失趣味性，讀起來絲毫不會感到枯燥。

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這部《Neurobiology》的魅力在於其高度的批判性思維和對前沿研究的敏銳捕捉。它不僅僅是知識的堆砌，更是對現有理論的挑戰與發展。我驚喜地發現，書中對意識本質的探討，雖然沒有給齣最終的答案，但卻以一種極其嚴謹的邏輯，梳理瞭從哲學思辨到神經成像技術在研究意識問題上的貢獻與局限。作者並沒有迴避爭議，而是將不同學派的觀點一一呈現，並引導讀者思考其背後的科學證據。特彆讓我印象深刻的是，書中對神經退行性疾病（如阿爾茨海默病和帕金森病）的章節，它不僅僅羅列瞭病理特徵，更深入分析瞭這些疾病的遺傳易感性、環境因素以及最新的治療靶點。例如，關於 tau 蛋白在阿爾茨海默病中的聚集機製，以及 dopaminergic neuron 丟失在帕金森病中的具體過程，都得到瞭細緻的闡述。此外，作者還對神經科學研究的倫理問題進行瞭深入的討論，這對於任何希望在這一領域有所建樹的研究者來說，都是不可或缺的。這本書的深度和廣度，讓我感覺自己不僅僅是在閱讀，更是在與作者進行一場深刻的思想對話。

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《Neurobiology》這本書的獨特之處在於，它將神經科學的研究方法論也融入瞭內容之中。作者並沒有簡單地呈現事實，而是巧妙地引導讀者理解這些知識是如何被發現和驗證的。例如，在介紹感覺係統的工作原理時，書中會穿插介紹像 Hubel 和 Wiesel 的視覺皮層研究，或者 Hodgkin 和 Huxley 離子通道模型的工作是如何進行的。這讓我不僅學到瞭神經科學的知識，更學會瞭如何去思考科學問題，以及如何設計實驗來驗證假設。書中對神經科學史上的裏程碑式發現的介紹，也極大地豐富瞭我對這個學科發展曆程的認識。另外，作者對不同模型生物在神經科學研究中的作用的探討，也讓我看到瞭研究的多樣性和交叉性。比如，果蠅在研究學習和記憶中的基因作用，或者斑馬魚在研究神經發育中的應用，都得到瞭充分的展示。這本書的結構清晰，邏輯性強，讓我在閱讀過程中能夠循序漸進，逐步深入。

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我一直在尋找一本能夠連接基礎科學與臨床應用的神經科學讀物，而《Neurobiology》恰好滿足瞭我的期待。這本書非常注重將復雜的神經生物學概念轉化為易於理解的語言，並通過豐富的臨床實例加以說明。我在閱讀關於腦損傷後康復的章節時，深刻體會到瞭神經重塑的可能性。作者詳細介紹瞭神經元損傷後，周圍神經元如何通過代償性連接來恢復功能，以及物理治療和藥物治療在促進這一過程中的協同作用。此外，書中對精神疾病的神經生物學基礎的闡述也極具啓發性。例如，關於抑鬱癥和焦慮癥可能涉及的單胺類神經遞質失衡，以及精神分裂癥中多巴胺通路異常的解釋，都為理解這些復雜疾病提供瞭堅實的科學依據。這本書不僅讓我對神經科學的理論知識有瞭更深的理解，更讓我看到瞭這些知識在改善人類健康和生活質量方麵的巨大潛力。它是一本充滿智慧和啓發的書，值得每一個對大腦感興趣的人閱讀。

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