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出版者:高等教育齣版社

作者:同濟大學

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2004-09-01

價格:1000.0

裝幀:

isbn號碼:9781111111816

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理學
• 大學物理
• 物理
• 教案
• 電子教案
• 第四版
• 教材
• 學習
• 理工科
• 高等教育

《量子糾纏的奧秘：探索微觀世界的奇妙聯係》 本書旨在帶領讀者深入探索量子力學中最令人著迷、也最違反直覺的現象之一——量子糾纏。我們將從量子世界的基石齣發，逐步揭示糾纏態的本質，以及它如何顛覆我們對經典物理學的認知。 第一章：量子世界的基石——疊加與測量 在踏入糾纏的神秘領域之前，我們需要紮實地理解量子世界的兩大核心概念：疊加態和測量。本章將迴顧量子力學的基礎原理，例如波粒二象性、海森堡不確定性原理，以及薛定諤方程在描述量子係統演化中的作用。我們將深入探討一個量子比特（qubit）如何能夠同時處於0和1的疊加狀態，以及測量過程如何迫使量子係統塌縮到某個確定的狀態。通過生動的例子和直觀的比喻，幫助讀者建立起對量子疊加態的深刻理解，為後續理解糾纏的復雜性打下堅實基礎。 第二章：糾纏的誕生——粒子間的神秘紐帶 量子糾纏，顧名思義，是指兩個或多個量子粒子之間存在一種特殊的關聯，即使它們相隔遙遠，一個粒子的狀態也會瞬時地影響到其他粒子的狀態。本章將詳細介紹量子糾纏的産生機製。我們將探討如何通過特定的物理過程，例如光子的偏振態耦閤，或電子的自鏇耦閤，來製備糾纏態。我們會引入貝爾不等式的概念，解釋它如何被用來區分經典關聯和量子糾纏，以及實驗上如何一次次地驗證瞭量子糾纏的存在，並排除瞭局域實在論的可能性。我們將分析不同類型的糾纏態，如貝爾態，理解它們獨特的性質和在量子信息處理中的潛在應用。 第三章：超距作用的迷思——愛因斯坦的“鬼魅般的超距作用” 量子糾纏最令人費解的特性之一便是其“超距作用”的錶象。當糾纏態的兩個粒子被分開後，對一個粒子的測量似乎能夠“瞬間”影響到另一個粒子的狀態，無論它們之間的距離有多遠。本章將深入探討這一現象，並迴顧曆史上關於這一問題的著名爭論，特彆是愛因斯坦、波多爾斯基和羅森（EPR）提齣的EPR佯謬，以及他們對量子力學完備性的質疑。我們將解釋玻爾如何迴應EPR佯謬，以及後來的量子力學發展如何證明糾纏是一種真實存在的量子現象，而非僅僅是由於我們對係統瞭解不充分所導緻的“隱變量”問題。我們將澄清“超距作用”並非意味著信息可以超光速傳遞，而是描述瞭量子係統內在的、非局域的關聯。 第四章：量子糾纏的應用——驅動未來科技的引擎 量子糾纏並非隻是一個純粹的理論概念，它更是支撐未來量子技術發展的重要基石。本章將聚焦於量子糾纏在各個領域的廣泛應用。我們將詳細介紹： 量子計算： 糾纏態是實現量子比特之間相互作用的關鍵，也是構建量子算法（如Shor算法和Grover算法）的基礎。我們將討論如何利用糾纏來加速特定問題的計算。 量子通信： 量子密鑰分發（QKD）利用糾纏粒子的性質，可以實現理論上不可破解的安全通信。我們將解釋其工作原理，以及糾纏在量子隱形傳態中的作用，它允許我們將一個粒子的量子狀態傳輸到另一個遙遠的粒子上。 量子傳感與測量： 利用糾纏態的特性，可以實現比經典方法更高的測量精度，例如在精密測量和探測方麵。 量子模擬： 復雜的量子係統難以用經典計算機模擬，但通過構建和操縱糾纏態，我們可以模擬這些係統，從而加深對物理、化學等領域問題的理解。 第五章：量子糾纏的前沿——挑戰與展望 盡管量子糾纏的研究已經取得瞭舉世矚目的成就，但它仍然是一個充滿未知和挑戰的領域。本章將展望量子糾纏的未來發展方嚮。我們將探討如何製備更大規模、更穩定的糾纏態，以及如何剋服量子退相乾對糾纏態的影響。我們將關注量子糾纏在基礎物理研究中的新發現，例如在黑洞信息悖論、量子引力等方麵的潛在聯係。同時，我們也會探討尚未完全理解的量子糾纏的深層本質，以及它可能揭示的關於宇宙更基本規律的綫索。本書的結尾將激發讀者對量子世界的好奇心，並鼓勵他們持續關注和探索這一令人興奮的科學前沿。 本書適閤對量子力學充滿好奇，希望深入瞭解量子糾纏這一核心概念的讀者，包括物理學專業的學生、科研人員，以及對前沿科學感興趣的普通大眾。我們將力求內容深入淺齣，避免過多的數學推導，而是通過清晰的解釋和豐富的實例，帶領讀者領略量子糾纏的無窮魅力。

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這套“物理學(第4版)”的教材，我是在準備一個重要的進階考試時接觸到的。坦白說，初翻的時候，我被它龐大而嚴謹的體係稍微震懾住瞭。它不像某些入門讀物那樣，用大量花哨的圖錶和過於簡化的比喻來“討好”讀者。相反，它直截瞭當地切入瞭物理學的核心——那些支撐起整個宏偉建築的數學框架和基本原理。作者的敘事邏輯是極其清晰的，仿佛在帶領你進行一場精心規劃的探險。每一章的過渡都自然而然，從一個概念的建立到下一個理論的推導，中間的銜接點處理得無懈可擊。尤其是它對經典力學和電磁學部分的處理，不僅僅是公式的堆砌，而是深入探討瞭這些理論背後的哲學思考，讓我明白瞭為什麼伽利略和麥剋斯韋會以那樣的方式構建他們的理論。對於那些渴望真正理解物理學“為什麼是這樣”而不是僅僅記住“是什麼”的讀者來說，這本書無疑是一座寶庫。它的習題設計也極具層次感，從基礎概念的鞏固到復雜係統的建模分析，步步深入，逼迫你調動起所有學到的知識來解決問題。讀完它，我感覺自己對物理世界的認知高度得到瞭質的飛躍，那種駕馭復雜模型的成就感是無與倫比的。

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我購買這本“物理學(第4版)”純粹是齣於興趣使然，作為一個非物理專業的學生，我希望能在業餘時間充實一下自己的知識結構。坦白講，這本書的閱讀體驗，說句實在話，有點像是在攀登一座高聳入雲的山峰，風景固然壯麗，但過程中的喘息和汗水是無法避免的。它的行文風格非常“學術”，每一個定義都精準到令人發指，每一個論證都力求滴水不漏。我發現自己經常需要停下來，查閱微積分和綫性代數的知識點來跟上它的節奏。特彆是涉及到量子力學初探的那幾章，抽象性簡直是指數級增長，讓人感覺似乎離開瞭特定的思維模型就寸步難行。但正因為這種“不妥協”的態度，一旦你剋服瞭初期的閱讀障礙，那種豁然開朗的感覺是非常迷人的。它沒有過多地使用類比，而是更多地依賴於邏輯推理的嚴密性。對於我這種“半路齣傢”的學習者來說，它更像是一本高級參考手冊，需要配閤其他更通俗的講解材料纔能達到最佳學習效果，但其作為知識基石的價值是無可替代的。

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我是在大學二年級被教授指定使用這本“物理學(第4版)”作為主教材的。說實話，這本書的難度非常高，以至於我們班很多同學都把它當作一本“字典”來用，而不是從頭讀到尾的“小說”。它的核心優勢在於其無可匹敵的深度和覆蓋範圍。從牛頓定律的公理化推導到薛定諤方程的初步解析，幾乎涵蓋瞭本科階段所有核心物理分支。然而，正是這種廣度帶來瞭一些挑戰：在某些領域，比如光學或振動與波，它的介紹顯得相對精煉，仿佛是為已經有初步瞭解的讀者準備的快速迴顧，而非詳盡的教學。對於第一次接觸這些概念的學生來說，可能需要花費額外的時間去理解那些高度濃縮的段落。但從考試的角度來看，這本書的價值無可替代，因為它囊括瞭所有重要的理論邊界和推導路徑，教師齣的所有難題，其根源都能在這本書中找到最權威的解釋。它要求你全身心地投入，容不得半點敷衍的態度。

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初次接觸這本《物理學(第4版)》，最讓我印象深刻的是它對“聯係性”的強調。很多物理教材各自為戰，力學講完瞭就力學，電磁學講完瞭就電磁學，缺乏一種貫穿始終的哲學綫索。但這本書厲害之處在於，它不斷地提醒讀者，這些看似獨立的領域是如何通過更深層次的原理聯係在一起的。作者巧妙地在不同章節之間埋下瞭“伏筆”和“呼應”，比如在介紹能量守恒時，會迴溯到之前的力學積分，又會展望到熱力學中的統計意義。這種全局性的視角極大地幫助我打破瞭知識的壁壘，理解物理學作為一個統一的科學體係是如何運作的。閱讀體驗上，它不像那種枯燥的教科書，它更像是一位經驗豐富的老教授在對你進行一對一的深度輔導，雖然偶爾會因為話題的深入而略顯冗長，但其提供的思想深度絕對值得你投入時間去品味。它培養的不僅僅是解題的能力，更是物理學傢審視世界的思維方式。

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要評價這套“物理學(第4版)”，我必須強調它的“時代感”和“嚴謹性”。作為一個經常需要追蹤學科前沿的研究人員，我發現很多舊版教材在處理相對論效應或現代材料學中的電磁現象時顯得力不從心。而這第四版顯然進行瞭大量的修訂和更新，它在保持經典物理學堅實基礎的同時，巧妙地引入瞭當代物理學的一些新視角和新發現，盡管這些新內容並未深入到前沿研究的深度，但其引導性非常強。它成功地在“基礎教育”和“前沿視野”之間搭建瞭一座堅固的橋梁。例如，在熱力學和統計物理的章節中，對信息論在熵計算中的應用進行瞭非常及時的補充，這對於理解信息物理的交集至關重要。此外，書籍的插圖設計和排版也明顯優化瞭，那些復雜的示意圖清晰明瞭，沒有瞭早期版本中那種擁擠和過時的感覺。整體而言，它不是一本能讓你“輕鬆入門”的書，但它絕對是一本能讓你“穩步攀升”的書，是專業人士案頭必備的工具書之一。

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