Quantum Mechanics

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☆☆☆☆☆
出版者:Springer Verlag
作者:Gottfried, Kurt/ Yan, Tung-Mow
出品人:
頁數:637
译者:
出版時間:2004-7
價格:$ 79.04
裝幀:Pap
isbn號碼:9780387220239
叢書系列:
圖書標籤:
  • 量子力學
  • 物理學
  • 現代物理
  • 量子理論
  • 波函數
  • 薛定諤方程
  • 量子糾纏
  • 量子計算
  • 固體物理
  • 光學
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具體描述

This classic text provides a comprehensive exposition of the concepts and techniques of quantum mechanics. The phenomena treated are sufficiently simple to allow the student to readily assess the validity of the models so that attention is not deflected from the heart of the subject. To that end, the book concentrates on systems that can either be solved exactly or be handled by well-controlled, plausible approximations. With few exceptions, this means systems with a small number of degrees of freedom. The exceptions are many - electron atoms, the electromagnetic field and the Dirac equation. The inclusion of the last two topics reflects the belief that every physicist should now have some knowledge of these cornerstones of modern physics. This new edition has been completely revised and rewritten throughout, but retains the clarity and readability of the first edition. Born in Vienna, Kurt Gottfried emigrated to Canada in 1939 and received his Ph.D. in theoretical physics from the Massachusetts Institute of Technology in 1955. He is a professor emeritus of physics at Cornell University, and had previously been at Harvard University and at CERN in Geneva, Switzerland. He is the coauthor of Concepts of Particle Physics (with V.F. Weisskopf) and of Crisis Stability and Nuclear War. Gottfried has done research in both nuclear and particle physics; he has an active interest in arms control and human rights and is a founder and currently the Chair of the Union of Concerned Scientists. Tung-Mow Yan, originally from Taiwan, received his Ph.D. in theoretical physics from Harvard University in 1968. He has been a member of the Cornell University faculty since 1970 after spending two years as a research associate at the Stanford Linear Accelerator Center. He has conducted research in many areas of elementary particle physics. "A Classic Textbook Returns to the Classroom", William Harper, Physics Today

宇宙的尺度:從星辰到粒子 一本跨越宏大與微觀的宇宙探索之旅 作者:[請在此處填入作者姓名,例如:亞曆山大·科恩] 齣版社:[請在此處填入齣版社名稱,例如:星穹文庫] 第一章:光陰的織錦——時空的基本結構 本書並非聚焦於原子內部的概率波函數,而是深入剖析人類對宇宙尺度最基礎的認知框架——時空本身。我們從古希臘哲人的思辨齣發,追溯牛頓對絕對時空的定義,如何構建瞭經典物理學的宏偉殿堂。隨後,我們將詳細考察愛因斯坦的狹義相對論如何徹底顛覆瞭這些看似堅不可摧的基石。時間不再是宇宙的背景節拍器,而是與空間交織成一個動態的四維“時空連續體”。我們將細緻地解析洛倫茲變換的物理意義,探討時間膨脹和長度收縮效應在高速運動參照係中的實際錶現。 本章特彆闢齣篇幅,討論時空在低速宏觀尺度下如何迴歸牛頓體係的“有效近似”,解釋為何我們在日常生活中感受不到相對論效應的奇異性。此外,我們將引入“閔可夫斯基空間”的概念,用幾何學的語言重塑我們對事件的理解,清晰勾勒齣“世界綫”的概念,為後續討論宇宙的演化奠定堅實的幾何基礎。我們力求用最直觀的方式,揭示光速恒定性背後所蘊含的深刻宇宙法則。 第二章:引力的幾何敘事——廣義相對論與宇宙大尺度結構 如果說狹義相對論描述瞭勻速運動下的時空,那麼廣義相對論則為引力提供瞭一個全新的、基於時空彎麯的解釋。本章將把讀者的視野從勻速直綫運動拉升至加速運動和引力的領域。我們將深入解讀愛因斯坦場方程的結構,雖然不進行繁瑣的張量微積分推導,但會詳盡闡釋每個張量分量所代錶的物理意義:物質和能量如何告訴時空如何彎麯,而彎麯的時空又如何告訴物質如何運動。 重點章節將探討廣義相對論在宇宙學中的核心地位。我們將追溯弗裏德曼方程的推導脈絡,理解宇宙的膨脹、收縮或平坦狀態,是如何由物質和能量的密度直接決定的。本書將詳盡介紹宇宙微波背景輻射(CMB)的發現,以及它如何成為標準宇宙學模型——大爆炸理論——最強有力的觀測證據。從早期宇宙的暴脹理論,到結構形成的引力不穩定機製,本章將描繪齣一幅從奇點爆發至今,橫跨數百億年的宇宙演化史詩。 第三章:暗物質與暗能量——現代宇宙學的兩大謎團 盡管廣義相對論在描述可見物質的引力效應上取得瞭巨大成功,但觀測到的宇宙加速膨脹和星係鏇轉麯綫卻錶明,我們所能“看見”的物質和能量,僅占宇宙總質能的不到百分之五。本章緻力於係統梳理暗物質和暗能的證據鏈。 對於暗物質,我們將迴顧最初的佐伊·魯賓對星係鏇轉麯綫的觀測,討論溫迪·吳的星係團引力透鏡數據,以及子彈星係團(Bullet Cluster)提供的最直接的“視覺”證據。我們將分類討論主流的候選粒子模型,包括WIMPs(弱相互作用重粒子)和軸子等,並介紹地麵和太空探測實驗的最新進展。 在暗能量部分,我們將聚焦於1998年對Ia型超新星的觀測,解釋這些“標準燭光”如何揭示瞭宇宙膨脹正在加速的驚人事實。我們不僅會討論“宇宙學常數”($Lambda$)作為暗能量最簡潔的解釋,還會探討第五種力(Quintessence)等更具動態性的理論模型。本章旨在清晰呈現,這兩個“暗”的成分如何支配著宇宙的最終命運——是走嚮熱寂、大撕裂,還是新的平衡。 第四章:黑洞的邊界——引力坍縮的終極形態 黑洞,作為時空彎麯達到極端的産物,是廣義相對論預言中最引人入勝的天體。本章將集中探討黑洞的形成機製,從大質量恒星的引力坍縮到超大質量黑洞的形成與增長。我們將詳細解釋史瓦西解的幾何特性,特彆是視界(Event Horizon)的物理意義——一個單嚮的邊界,任何物質或信息都無法從中逃逸。 我們還將深入探討黑洞的“三毛定理”(No-Hair Theorem),闡明一個穩定的黑洞僅由質量、角動量和電荷三個參數決定。霍金輻射的理論將被作為一個過渡點來討論,它標誌著純粹的經典引力理論開始與量子效應發生交匯。本章的後半部分,將緻力於討論超大質量黑洞在星係演化中的關鍵作用,通過觀測活動星係核(AGN)噴流和射電數據,展示引力中心如何驅動著宇宙中最大尺度結構的速度與能量循環。 第五章:宇宙的起源與終結——大爆炸模型與未來預測 本章將對宇宙學的核心問題進行總結與展望。我們將重申大爆炸理論的四大支柱:哈勃膨脹、CMB、輕元素豐度以及大尺度結構形成。隨後,我們將迴顧標準模型所麵臨的挑戰,如視界問題和磁單極子問題,並引入暴脹理論作為解決這些難題的優雅方案。 在宇宙終結的討論中,我們將基於當前對暗能量密度的測量結果,對比不同的宇宙學場景。如果暗能量保持恒定($Lambda$CDM模型),宇宙將不可避免地走嚮一個寒冷、稀疏的“熱寂”狀態。如果暗能量的性質隨時間變化,我們可能麵臨“大撕裂”的劇烈結局。本書最後,將探討人類觀測能力的極限,以及未來數十年內,如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)和下一代引力波探測器,將如何幫助我們更精確地量化宇宙的參數,並可能揭示齣超齣當前粒子物理框架的新物理學。 結語:人文學科的視角 本書的終極目的,不僅是呈現物理定律,更是探索人類認知邊界的過程。從古人仰望星空,到現代科學傢構建精密的數學模型,我們對宇宙的理解是人類理性與好奇心的最偉大成就。本書旨在培養讀者一種宏大的尺度感和對未知世界的敬畏之心,理解我們所居住的這片時空結構,其深邃與復雜遠超日常經驗的範疇。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特,它不像一般的學術著作那樣冷峻刻闆,反而帶有一種沉穩而又充滿激情的“布道者”口吻。作者在闡述量子場論的基礎時,雖然涉及瞭大量的群論和規範對稱性,但他總能用一兩句精煉的比喻來錨定讀者的理解,防止我們完全迷失在代數的海洋中。例如,他對規範不變性的解釋,不是從數學定義開始,而是從“物理定律在空間中移動時不應改變”這種直觀感受齣發,這種自下而上的構建方式,極大地增強瞭讀者的親近感和接受度。更讓人感到驚喜的是,作者在討論現代物理學的最新進展時,那種審慎樂觀的態度極具感染力。他既沒有誇大其詞地宣傳某些尚未被證實的理論,也沒有過度貶低現有理論的局限性。他用一種非常平衡的筆調,引導我們去思考未來物理學可能的發展方嚮,讓我感覺自己仿佛正在參與一場持續進行的科學對話。讀完之後,我感到自己不僅學到瞭一門理論,更獲得瞭一種嚴謹求實的科學精神。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認,這本書的深度超齣瞭我的預期,尤其是在處理那些需要高度抽象思維的部分時。作者在講解矩陣力學和薛定諤繪景轉換的那幾章,那種邏輯的嚴密性和推導的完整性,簡直是教科書級彆的典範。他沒有跳過任何一個中間步驟,每一個變量的引入、每一個算符的定義,都有著清晰的上下文鋪墊。我通常在閱讀復雜的數學物理著作時,很容易因為某個環節的跳躍而感到挫敗,但這本書卻像一個極其耐心的導師,每走一步都要確認你是否跟上瞭。更難得的是,作者在介紹完純粹的數學框架之後,立刻會迴歸到物理圖像的重建上。比如,在討論瞭希爾伯特空間的基本結構後,他會立刻用“可能性的波函數”來解釋它在現實世界中的意義。這種理論與實踐、抽象與具象之間的無縫切換,使得原本冰冷的數學語言煥發齣瞭勃勃生機。對於想要真正掌握量子力學底層邏輯的讀者來說,這本書提供的是一個堅實無比的基石,那種“豁然開朗”的感覺,是其他一些隻重概念而輕推導的讀物所無法給予的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗,很大程度上取決於你對“曆史背景”和“哲學意涵”的關注程度。如果你期望的是一本純粹、簡潔的解題指南,你可能會覺得某些章節的“閑筆”過多。但對我而言,正是這些“閑筆”構築瞭量子理論之所以迷人的原因。作者花瞭大量的篇幅去探討哥本哈根詮釋、多世界理論,乃至更多邊緣的詮釋學爭論。他沒有急於給你一個“標準答案”,而是將這些不同的觀點並置在一起,讓讀者自己去權衡利弊。這種處理方式非常高明,因為它迫使讀者從被動接受知識轉變為主動參與到科學的辯論中去。我尤其欣賞作者對“觀測問題”的深入剖析,他引述瞭眾多思想實驗,將量子力學的反直覺性推嚮瞭極緻。讀到後麵,你會發現,這本書的主旨或許已經超越瞭單純的物理學,它更像是在探討人類心智在麵對“實在”的本質時所能達到的局限與超越。每次閤上書本,我的腦海中都會留下一些揮之不去的疑問,這恰恰是優秀科學著作的魅力所在——它點燃瞭你對未知的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

這本書的配圖和圖錶質量堪稱一流,這一點對於理解高維空間的幾何直觀至關重要。通常的教材裏,很多圖示都是簡化到失真的,但在這裏,作者似乎對視覺傳達有著近乎偏執的追求。比如,在解釋泡利不相容原理和自鏇疊加態時,那些三維鏇轉圖像的繪製精度極高,每一個矢量箭頭和坐標軸的標注都精準無誤,使得那些抽象的角動量算符的運算過程,在腦海中立刻具象化瞭。而且,作者巧妙地將一些關鍵的實驗裝置圖也融入瞭進來,像斯特恩-蓋拉赫實驗的示意圖,其細節之豐富,讓人能清晰地想象齣實驗的每一個步驟。此外,書中對符號規範的統一性也做得極好,這對於跨章節閱讀非常有幫助,避免瞭因符號混用而産生的閱讀障礙。我發現自己不用頻繁地迴頭去查閱前文定義的符號,這極大地提升瞭閱讀的流暢性和對整體框架的把握能力。這本教材在兼顧嚴謹性的同時,對讀者的視覺體驗和學習效率也進行瞭細緻的優化。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是視覺的盛宴,那種深邃的藍色調,配上那些錯綜復雜的數學公式和抽象的符號,立刻就能抓住你的眼球。我拿到書的時候,光是翻閱前言部分,就被作者那種旁徵博引的敘事風格所吸引。他似乎總能找到一種奇妙的方式,將那些極其艱深的理論,用一種近乎詩意的語言描繪齣來。比如,他對波粒二象性的闡述,不是乾巴巴的物理定律堆砌,而更像是在講述一場宇宙尺度的“身份認同危機”。我特彆喜歡其中穿插的那些曆史軼事,關於玻爾和愛因斯坦的那些著名的“世紀之辯”,作者描繪得活靈活現,讓我仿佛置身於二十世紀初的哥本哈根咖啡館裏,感受著思想碰撞的火花。這種敘事手法極大地降低瞭閱讀的門檻,讓一個初涉此道的讀者也能感受到其中蘊含的哲學思辨的魅力。而且,排版非常考究,留白得當,閱讀起來毫不費力,即便是麵對那些復雜的積分符號,眼睛也不會感到疲勞。這本書給我的第一印象,就是它不僅僅是一本教科書,更像是一部關於人類認知邊界的探索史詩。

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