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出版者:

作者:吴赣昌 编

出品人:

页数:330

译者:

出版时间:2009-5

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787300097442

丛书系列:微积分（经管类·第三版）

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《量子纠缠：连接宇宙的神秘纽带》 内容梗概 《量子纠缠：连接宇宙的神秘纽带》并非一本描绘函数、极限、导数或积分的教科书，而是深入探索微观粒子世界中最令人着迷、也最具哲学意义的现象——量子纠缠。本书将带领读者穿越物理学的边界，揭开物质最基本构成单位之间那超越时空限制的奇妙联系。从爱因斯坦的“幽灵般的超距作用”的困惑，到贝尔不等式的实验验证，再到量子通信、量子计算和量子隐形传态等前沿技术的涌现，本书将以清晰的语言和生动的比喻，阐释量子纠缠的核心概念、实验证据及其对我们理解现实本质的深刻影响。 详细章节解析 第一章：微观世界的奇点——量子论的诞生 本章将从宏观经典物理学的辉煌时代开始，逐步引入那些经典理论无法解释的现象，例如黑体辐射、光电效应和原子光谱。我们将回顾普朗克引入“量子”概念的革命性举动，以及玻尔原子模型的建立。这一章旨在为读者构建一个基础框架，理解为何我们需要一个全新的理论来描述微观粒子，并为量子纠缠的出场埋下伏笔。我们会探讨波粒二象性，即粒子同时具有波动和粒子的双重性质，以及概率波的概念，这些都是理解量子纠缠的基础。 第二章：鬼魅的连接——爱因斯坦与量子纠缠的初遇 本章将聚焦于量子力学发展史上一个关键的辩论。我们将介绍爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）在1935年提出的思想实验，他们通过“EPR佯谬”试图证明量子力学的不完备性。EPR的思想实验揭示了量子纠缠的独特属性：当两个或多个粒子处于纠缠态时，无论它们相距多远，测量其中一个粒子的状态会瞬间影响到其他粒子的状态。我们将详细解析EPR论文的核心论点，以及爱因斯坦为何对此现象感到不安，将其称为“幽灵般的超距作用”，因为它似乎违背了狭义相对论中信息传播速度不能超过光速的原则。 第三章：走出佯谬——贝尔不等式的时代 爱因斯坦的质疑并非终结，而是开启了更深层次的探索。本章将深入介绍约翰·贝尔在1964年提出的贝尔不等式。贝尔不等式为量子纠缠提供了一个可检验的实验框架。我们将详细解释贝尔不等式的数学形式，以及它如何区分定域实在论（即物理属性是预先确定的，且相互作用只能通过局域传递）和量子力学的预测。本章将重点介绍一系列由阿斯佩克特、霍尔托等科学家进行的突破性实验，这些实验一次又一次地违反了贝尔不等式，有力地证实了量子纠缠的非定域性，并为量子力学的正确性提供了强有力的支持。 第四章：纠缠的语言——数学与概念的解析 对于非物理学专业的读者，本章将尝试用最直观、最易懂的方式解析量子纠缠的数学描述和核心概念。我们将避免冗长的数学推导，而是侧重于理解态叠加、波函数坍缩等关键概念。我们将引入希尔伯特空间的概念，并用形象的比喻来解释量子态的表示。我们将重点阐述“纠缠态”的数学形式，例如贝尔态，并解释为何纠缠态的性质无法用各自独立的量子态来描述。本章将通过一些简单的例子，如双电子纠缠，来帮助读者理解纠缠态的特性。 第五章：超越想象的实验——量子纠缠的应用前景 量子纠缠并非纯粹的理论概念，它正逐步转化为改变世界的颠覆性技术。本章将聚焦于量子纠缠在实际应用中的巨大潜力。我们将详细介绍： 量子通信与量子密码学： 讲解如何利用纠缠粒子实现绝对安全的密钥分发（如量子密钥分发QKD），以及其在抵御未来量子计算机攻击方面的意义。我们将探讨量子纠缠在构建安全通信网络中的作用。 量子计算： 解释量子计算机如何利用纠缠和叠加原理进行超大规模的并行计算，以及它在药物发现、材料科学、金融建模等领域的颠覆性影响。我们将介绍量子比特（qubit）的概念，以及纠缠态如何成为量子计算的强大资源。 量子隐形传态（Quantum Teleportation）： 澄清这并非科幻小说中的物质传送，而是指利用量子纠缠将一个未知量子态“传输”到另一个遥远粒子上的过程。我们将解析量子隐形传态的基本原理和实验进展，以及其在量子网络中的重要地位。 量子测量与精密传感： 探讨如何利用纠缠态提高测量精度，例如在引力波探测、磁场测量等方面。 第六章：哲学与现实——量子纠缠的深层含义 量子纠缠不仅是物理学的奇迹，也引发了深刻的哲学思考。本章将探讨量子纠缠对我们理解现实本质、因果关系、实在性以及意识等问题的挑战。我们将回顾不同量子力学诠释（如哥本哈根诠释、多世界诠释等）如何看待纠缠现象，并讨论它可能如何影响我们对“现实”的认知。本章将鼓励读者思考：宇宙的本质是相互联系的吗？我们的观察行为是否真正创造了现实？ 第七章：未竟的探索——量子纠缠的未来展望 本章将展望量子纠缠研究的未来方向。我们将讨论当前面临的挑战，例如如何产生和维持更大规模、更长寿命的纠缠态，如何实现多体纠缠，以及如何将这些技术转化为成熟的工程应用。我们将介绍一些前沿的研究领域，如拓扑量子计算、人工量子系统中的纠缠等。本章旨在激发读者对量子世界的好奇心，并认识到这项研究的持续活力和无限可能。 本书特点 《量子纠缠：连接宇宙的神秘纽带》致力于将晦涩的量子物理概念转化为 accessible 且引人入胜的叙事。本书不包含任何微积分公式或推导，而是通过丰富的类比、历史故事和实验进展，让读者直观地理解量子纠缠的奇妙之处。作者力求语言生动、逻辑清晰，避免使用过于专业的术语，即使是没有物理学背景的读者也能轻松阅读，并从中获得深刻的洞察。本书不仅是一次科学知识的科普，更是一场思维的拓展，它将带领读者重新审视我们所处的宇宙，以及其中存在的、超越直觉的深层联系。

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说实话，我原本对数学这种“硬核”学科是抱有一丝敬畏甚至畏惧的态度的，但这本书彻底颠覆了我的固有印象。它的叙事方式非常具有画面感，尤其是在讲解积分的黎曼和逼近过程时，作者描绘的那种“无限分割”与“无限求和”的场景，在我脑海中形成了一幅壮阔的动态图景。我仿佛能看到那些细小的矩形块如何紧密地贴合在曲线之下，而当分割的次数趋于无穷大时，那个“缝隙”是如何消失不见的。这种将纯粹的代数运算转化为直观的几何累积，是作者高超的教学艺术的体现。此外，书中对于微积分基本定理的论证部分，逻辑推导极其缜密，每一步都遵循着无可指摘的数学规范，让人在阅读时产生一种无与伦比的安全感——你知道你正在被最可靠的向导带领着穿越一片复杂的思想迷宫。这种确定性和美感交织在一起，使得原本晦涩难懂的定理变得清晰、悦目。对于初学者来说，这本书无疑是一剂强心针，它没有回避难度，却用最清晰的路径将其化解。

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从排版和装帧的角度来看，这本书的设计也体现出一种对知识的尊重。纸张的质感上乘，墨迹清晰，长时间阅读也不会引起过度的视觉疲劳。更重要的是，它不像某些学术著作那样将公式和文字挤压在一起，而是留出了足够的空白区域，这对于读者进行批注和思考至关重要。我习惯在阅读时将自己的疑问、推导过程中的小障碍记录下来，这本书的空间布局恰好满足了这种“互动式”阅读的需求。而且，书中附带的那些精美的插图，往往用最简洁的线条勾勒出了复杂的概念——比如泰勒展开式中的余项的几何意义，或者曲率的直观理解——这些图示极大地弥补了纯文字描述可能存在的局限性。它仿佛在说：“我不仅要告诉你这个公式是什么，还要让你‘看’到它是什么。”这种对细节的关注，让整个阅读体验变得非常流畅和愉悦，即便面对高难度的内容，也不会感到被排斥。

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我是一名工程专业的学生，需要将理论知识迅速转化为解决实际问题的能力。这本书在这一点上做得极为出色。它不仅仅满足于停留在纯数学的象牙塔中，而是大量穿插了应用实例，这些实例的选择非常贴合我们日常会遇到的物理和工程问题。例如，对物体运动轨迹的瞬时变化率的分析，或是计算变力做功的问题，书中都给出了详尽的分析步骤。这些解析不仅仅是公式的套用，更是对问题本质的深刻洞察。作者似乎很懂得如何将现实世界的复杂性提炼成数学模型，然后运用微积分的工具进行精准的刻画和预测。我发现，每当我遇到一个棘手的计算题时，回顾书中的对应章节，总能找到启发性的思路。那不仅仅是答案，更是一种解决问题的思维框架。这本书的价值，在于它成功地架设起了一座连接抽象理论与具体实践的坚固桥梁，让知识不再是孤立的符号，而是解决现实难题的有力武器。

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这本书最让我印象深刻的是它对“变化”这一核心概念的哲学式探讨。微积分的本质，就是对运动、变化、积累的精确描述。作者并非仅仅将微分看作是导数的计算，而是将其提升到了“瞬间趋势”的高度去理解，这使得我对“速度”和“加速度”的理解不再停留于简单的比值计算。书中对“无穷小”的讨论，虽然在现代分析中已有了更严格的定义，但作者对历史发展脉络的梳理和对直觉的尊重，使得读者能够理解数学是如何一步步从模糊走向精确的。这种对学科精神的传承，远比单纯的计算技巧更有价值。它教会我，数学不仅是一套工具，更是一种理解世界运行规律的深刻视角。每当我合上这本书，我都会有一种感觉，好像自己对周遭世界的变化——潮起潮落，光影流转——都拥有了更深刻、更具穿透力的洞察力。它拓宽了我的认知边界，是真正值得反复研读的经典之作。

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这本厚重的著作，初翻时便被其深邃的理论体系所震撼。它不像我之前读过的那些轻飘飘的科普读物，而是实打实地深入到了数学的肌理之中。作者对于极限的阐述，简直可以称得上是教科书级别的严谨与优雅。那些看似枯燥的 $epsilon-delta$ 语言，在他的笔下仿佛获得了生命，每一个符号的挪动都牵引着逻辑的链条，让人不禁赞叹人类思维的精妙。我尤其欣赏他对连续性概念的铺陈，从直观的“不间断”到形式化的定义，过渡得自然而然，仿佛在引导读者攀登一座知识的高峰，每一步都踏得无比坚实。书中的例题设计极富匠心，绝非简单的计算堆砌，而是巧妙地将抽象的理论与具体的几何直觉相结合，使得那些原本冰冷的公式也染上了生动的色彩。读完前几章，我感觉自己的思维模式似乎都被重塑了，看待事物的角度都变得更加细致和深入。那种拨云见日、豁然开朗的喜悦，是任何其他读物都难以给予的。这绝不是一本可以快速浏览的书，它需要时间、耐心，以及一颗愿意被挑战的头脑去细细品味，方能领略其真正的精髓所在。

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高數老師是柴華金

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撒花庆贺><

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