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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:Donald Neamen

出品人:

页数:768

译者:

出版时间:2002-08-22

价格:USD 135.63

装帧:Hardcover

isbn号码:9780072321074

丛书系列:

图书标签:

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《量子纠缠的诗篇：跨越时空的耳语》 引言 我们生活在一个充满奇迹的世界，其中一些最令人着迷的现象，存在于最微小的尺度上。本书将带领读者踏上一段探索之旅，深入了解量子世界那令人惊叹的奥秘，特别是“量子纠缠”这一引人入胜的现象。它如同宇宙中最深邃的耳语，连接着遥远的粒子，超越了经典物理学的时空界限。这本书并非枯燥的学术论述，而是一次诗意的沉浸，一次对宇宙基本法则的深情凝视，旨在揭示量子纠缠如何挑战我们对现实的认知，以及它可能为未来带来的无限可能。 第一章：拨开量子迷雾的序幕 在本章，我们将放下惯常的经验直觉，迈入一个由概率和不确定性主导的全新维度。量子力学，这个在20世纪初颠覆了我们对物质和能量理解的革命性理论，将是我们的起点。我们将从经典物理学的辉煌成就讲起，然后引出那些无法用经典框架解释的实验现象，例如黑体辐射和光电效应，从而揭示引入能量量子化的必要性。我们将初步接触到波粒二象性这一核心概念，理解微观粒子既可以表现出波的特性，也可以表现出粒子的特性，这本身就是对我们宏观世界经验的巨大挑战。 我们将简要回顾普朗克、爱因斯坦、玻尔等先驱的贡献，他们如同破晓的星辰，点亮了量子世界的方向。我们会看到，量子力学不是突然出现的，而是在试图解决实验难题的过程中，逐步形成的。同时，我们也会初步触及哥本哈根诠释，尽管它曾引发巨大的争议，但它为理解量子现象提供了一个重要的视角。本章的目标是为读者建立一个对量子力学基本概念的初步认知，为后续深入探讨量子纠缠打下坚实的基础。我们将强调，量子世界并非由确定的轨道和精确的测量构成，而是充满了概率的波动和观察者的影响。 第二章：纠缠的诞生：超越时空的联系 量子纠缠，这个爱因斯坦曾称之为“幽灵般的超距作用”的现象，是本书的核心。在本章，我们将深入探索纠缠的本质，理解它是如何形成的，以及它意味着什么。我们将从一对粒子（例如光子或电子）如何被制备在一种特殊的量子态开始，使得它们的状态不再独立，而是紧密地关联在一起。无论它们相距多远，对其中一个粒子的测量会瞬间影响另一个粒子的状态，这种关联似乎是瞬时的，并且不受距离的限制。 我们将用形象的比喻来解释纠缠的概念，例如一对被分发的特殊硬币，无论它们被带到多远的地方，只要你看到其中一枚正面朝上，另一枚一定也是正面朝上（或者背面朝上，取决于它们被“纠缠”的方式）。但量子纠缠远比这深刻，它不是预先设定好的结果，而是在测量发生的瞬间才确定的关联。我们将讨论贝尔不等式及其违反，这是区分量子力学预测和经典“隐藏变量”理论的关键实验证据，证明了纠缠的非定域性（non-locality）和非实在性（non-realism）。 我们将介绍一些重要的纠缠态，如贝尔态（Bell states），它们是量子信息科学中最基础的构建单元。本章将着重于理解纠缠的“联系”是多么奇特和深刻，它挑战了我们对因果律和局域实在性的传统理解。我们将强调，纠缠并非信息传输的通道，因为无法通过纠缠来超光速传递有意义的信息，但这并不妨碍它成为理解量子世界最核心、也最令人费解的现象之一。 第三章：量子世界的“黑魔法”：测量与坍缩 测量在量子世界中扮演着一个至关重要的角色，而在量子纠缠的语境下，它的作用更加耐人寻味。本章将聚焦于量子测量过程，以及它如何与纠缠态相互作用。我们将详细阐述量子叠加态（superposition state）的概念，即一个量子系统可以同时处于多种可能状态的组合中。当进行测量时，这个叠加态会“坍缩”（collapse）到其中一个确定的状态。 对于纠缠粒子而言，对其中一个粒子的测量会瞬间导致另一个粒子的状态也发生相应的坍缩，无论它们相距多远。我们将探讨不同的量子测量理论和诠释，例如哥本哈根诠释、多世界诠释（Many-Worlds Interpretation）等，它们对测量过程的解释各不相同，但也都在一定程度上试图解释纠缠的奇特性质。我们将理解，在量子力学中，“观察者”的角色并非仅仅是被动的记录者，而是深刻地影响着被观察的量子系统。 本章还将讨论量子去相干（decoherence）的概念，这是量子系统与环境相互作用，从而失去其量子叠加和纠缠特性的过程。我们将解释为何我们在日常生活中感受不到量子效应，正是因为宏观物体的迅速去相干。同时，我们将看到，如何巧妙地利用纠缠态，并保护它们免受去相干的影响，是实现量子技术的基础。我们将强调，测量在量子纠缠中不是一个简单的“看”的过程，而是与系统相互作用，并对其产生不可逆转影响的动态过程。 第四章：纠缠的“回响”：量子信息与计算的曙光 量子纠缠并非仅仅是理论上的奇观，它更是驱动未来技术革命的关键引擎。本章将探索量子纠缠在量子信息科学和量子计算领域的应用前景。我们将介绍量子比特（qubit）这一基本概念，它与经典比特的根本区别在于可以处于叠加态和纠缠态。纠缠的引入，使得量子计算机在处理某些特定问题时，能够获得远超经典计算机的计算能力。 我们将讨论量子隐形传态（quantum teleportation），这是利用纠缠来传输量子态，而无需物理上传递粒子本身。尽管它不能传输物质，但却是构建量子网络和分布式量子计算的重要基石。我们将深入了解量子密钥分发（quantum key distribution, QKD）是如何利用量子纠缠的特性来保证通信的绝对安全，任何窃听行为都会扰乱纠缠态，从而被通信双方发现。 此外，本章还将介绍量子计算的一些核心算法，如Shor算法（用于因子分解）和Grover算法（用于搜索），它们都依赖于量子叠加和纠缠的特性来获得指数级的加速。我们将描绘一个未来图景：量子计算机将能够解决当前经典计算机束手无策的复杂问题，例如新药研发、材料科学、金融建模、人工智能等领域都将因此受益。量子纠缠，这一看似“幽灵般”的现象，正在化身为改变世界的强大力量，开启一个全新的信息时代。 第五章：宇宙的“秘密语言”：哲学与现实的重塑 量子纠缠的发现，不仅是一次科学的突破，更是一次深刻的哲学挑战。本章将从更广阔的视角，审视量子纠缠对我们理解宇宙和现实的根本性影响。我们将回顾历史上对量子力学诠释的争论，从哥本哈根诠释的概率和观察者作用，到爱因斯坦试图寻找更完备的“隐藏变量”理论，再到如多世界诠释般激进的观点。 我们将探讨量子纠缠如何挑战我们固有的“局域实在性”（local realism）观念，即认为物体的属性是独立存在的，并且影响的传播速度不能超过光速。纠缠的非定域性似乎暗示着一个更深层次的、非局域的宇宙结构。我们将思考，我们所感知的“现实”究竟是什么，是客观独立于观察者存在的，还是在某种程度上由我们的观察行为所塑造？ 本章还将展望量子纠缠在基础物理学研究中的潜在作用，例如在探索量子引力、黑洞信息悖论等前沿问题中的应用。我们将理解，量子纠缠不仅是物理学家研究的对象，它也促使哲学家、认知科学家甚至艺术家重新思考“实在”、“因果”、“连接”等基本概念。它如同一面镜子，映照出宇宙最深邃的奥秘，也映照出我们自身认知边界的局限。通过对量子纠缠的深入理解，我们得以窥见宇宙那超越日常经验的宏大叙事，并对生命、意识和存在的本质产生全新的体悟。 结语 《量子纠缠的诗篇：跨越时空的耳语》是一次对宇宙中最迷人现象的探索。我们从量子力学的基本原理出发，逐步深入到量子纠缠的奇特世界，见证了它如何挑战我们的直觉，又如何孕育着未来的无限可能。这本书旨在以一种富有启发性和引人入胜的方式，带领读者感受量子纠缠的魅力，激发对科学的好奇心，并对我们所处的宇宙产生更深刻的理解。愿这场穿越量子迷雾的旅程，能为您带来前所未有的思想触动和对未知世界永不熄灭的探索热情。

评分☆☆☆☆☆

这是一本同时讲物理与器件的书，对于我这样一个物理专业本科生，研究生转行去做器件再合适不过了，不过仔细回想必定是物理知识讲的不够深，器件知识也不够细，但是必要的知识都已经包括在这本书里面，特别是里面的习题设计真是很和我的口味。 总的来说这本书作为物理和器件的过...

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容阅读这本书的体验，那就是“沉浸感”。它成功地搭建了一座从扎实的固体物理基础到复杂集成电路器件的完美桥梁。与其他一些偏重于宏观电路分析的书籍不同，这本书始终坚守在“物理”的根基上。例如，在讨论双极性晶体管（BJT）时，它没有直接跳到Ebers-Moll模型，而是花费大量篇幅去解释少数载流子在基区的扩散和复合过程，这使得后续理解注入效率和电流增益的限制因素时，变得顺理成章。对我个人而言，最大的收获在于对“载流子输运”这一核心概念的理解得到了质的飞跃。作者在处理漂移和扩散这两种机制的相对重要性时，逻辑清晰，举例得当，使得读者能够真正把握不同工作状态下，器件内部的物理主导力量是什么。这是一种由内而外的理解，而非表面的公式套用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度着实让人佩服，尤其是在讨论器件的非理想效应时，作者展现出了极高的专业素养。很多教科书在理想模型建立后便戛然而止，留给读者一堆实际应用中的“黑箱”问题。然而，这本书却细致地剖析了如陷阱态、界面态、以及热载流子注入等关键问题对器件性能的影响。这种对“真实世界”的忠诚，使得这本书不仅仅是一本理论参考，更像是一本资深工程师的实战笔记。我记得在阅读关于短沟道效应的部分时，作者并没有简单地罗列公式，而是结合了有限元分析的思路，形象地展示了电场线如何扭曲，以及阈值电压如何随沟道长度急剧变化。这种结合了理论深度和工程实践的叙述方式，极大地提高了学习的效率和兴趣，让我意识到半导体物理远不止于教科书上的简单方程组，它充满了需要精妙权衡的工程艺术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计，虽然走的是传统的学术风格，但其有效性无可挑剔。清晰的数学推导步骤被精心组织，每一步的物理意义都交代得明明白白，这对于需要反复查阅公式的读者来说是莫大的福音。我发现书中大量的示意图，特别是关于能带弯曲、空间电荷区扩展的插图，绘制得极其精准和直观。它们不是简单的装饰，而是帮助理解复杂物理现象的关键工具。举个例子，书中对隧穿效应的描述，配合了精确的波函数衰减图示，即便在讨论高场下的击穿机制时，那种渐进式的、基于物理模型演化的讲解，也让人感到非常信服。这本书没有试图用花哨的现代软件截图来掩盖理论的不足，而是专注于用最经典的物理图景来构建知识体系的骨架，这才是真正有生命力的学术著作所应有的品质。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书带给我一种“打地基”的充实感。它没有过度关注最新的器件工艺（比如FinFET或GaN的细节），而是将精力集中在半导体物理最本质的规律上，这使得它具有极强的时效性和普适性。读完之后，我感觉自己不再是一个仅仅会用器件模型的“操作员”，而是一个能够追溯到材料本性，理解器件设计限制的“思考者”。它教会我的不仅是“是什么”，更是“为什么是这样”。对于任何严肃对待半导体领域，想要建立深厚理论功底的学生或工程师来说，这本书是不可或缺的基石。它要求读者投入精力，但所获得的回报，是构建起一个坚实可靠的知识框架，这在瞬息万变的半导体行业中，才是最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计乍一看有些朴素，但翻开内页，那种严谨的学术气息便扑面而来，仿佛能触摸到硅晶体最微观的脉络。我记得初次接触这类专业书籍时，常常感到知识点的海洋深不可测，但这本书的叙事方式，却像一位经验丰富的向导，带领我们逐步穿越半导体材料的迷雾。它在介绍基础概念时，对晶格结构、能带理论的阐述极为透彻，即便是对量子力学有轻微疏离感的读者，也能通过它构建起的清晰物理图像，理解载流子的行为模式。我特别欣赏其中对PN结和MOSFET工作原理的讲解，那种从宏观现象深入到微观机制的逻辑推演，不是生硬的公式堆砌，而是充满了物理直觉的引导。读完第一部分，我对半导体器件的“心脏”有了前所未有的清晰认知，不再是死记硬背的电路符号，而是基于物理定律的必然结果。这本书的价值，就在于它能将那些晦涩的理论，转化为可感知的工程现实。

评分☆☆☆☆☆

Neamen老师全书几乎都能保持逻辑在线，真的很欣赏。遗憾的是相见太晚了，要是高考前就见过就不选EE了（不是

评分☆☆☆☆☆

$135…………亚太版价格便宜太多了…………

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工程类书籍中比较优雅的一本了

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Neamen老师全书几乎都能保持逻辑在线，真的很欣赏。遗憾的是相见太晚了，要是高考前就见过就不选EE了（不是

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Neamen老师全书几乎都能保持逻辑在线，真的很欣赏。遗憾的是相见太晚了，要是高考前就见过就不选EE了（不是