自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:巨林仓

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2007-8

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787508354163

丛书系列:

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《量子纠缠与信息传输的奥秘》 内容简介 本书深入探讨了量子力学领域中最引人入胜的现象之一——量子纠缠，并系统阐述了其在信息传输、量子计算和精密测量等前沿技术中的潜在应用与面临的挑战。我们摒弃了晦涩难懂的纯数学推导，转而采用清晰的物理图像和详实的实验案例，力求为广大物理学爱好者、电子信息工程领域的专业人士以及对未来科技充满好奇的读者搭建一座理解量子世界的坚实桥梁。 全书共分为六大部分，层层递进，结构严谨。 第一部分：纠缠现象的量子起源 本部分首先回顾了经典物理学在描述微观世界时的局限性，引入了普朗克常数和波函数等基本概念。核心内容集中于量子叠加态的本质，通过著名的“薛定谔的猫”思想实验，生动地揭示了测量行为对量子系统状态的决定性影响。随后，我们详细介绍了爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）提出的佯谬，这一历史性争论直接催生了对“非定域实在论”的深刻思考。在此基础上，我们引入了贝尔不等式，将其作为区分经典物理和量子力学的关键判据。通过对一系列关键实验（如阿斯佩克特实验）的深入分析，本书确立了量子纠缠并非仅仅是一种数学上的巧合，而是宇宙深层结构所固有的物理实在。我们将重点探讨“同调性”（Coherence）与“退相干”（Decoherence）这两个决定纠缠态寿命和稳定性的核心要素。 第二部分：纠缠态的数学描述与表征 为便于读者理解，本部分采用相对直观的数学工具来描述纠缠。我们从量子比特（Qubit）的基本态（如 $|0 angle$ 和 $|1 angle$）出发，着重讲解了泡利矩阵在描述量子操作中的作用。随后，我们聚焦于最基础的贝尔态（Bell States）——这四种最大纠缠态。详细解析了它们的构造、测量结果的强关联性，以及它们在两量子比特系统中的完备性。为了量化纠缠的程度，本书系统介绍了多种纠缠度量指标，包括纠缠熵、冯·诺依依曼熵以及纠缠见证（Entanglement Witness）等。我们清晰地解释了为什么仅凭局部测量无法完全揭示系统整体的纠缠特性，从而为后续的信息传输应用奠定理论基础。 第三部分：纠缠在量子通信中的应用：量子隐形传态 量子隐形传态（Quantum Teleportation）是纠缠最引人注目的应用之一。本章细致地分解了整个过程的物理机制，强调了该技术并非传输物质本身，而是传输量子信息（量子态）。我们将流程分解为三个核心步骤：准备共享纠缠对、进行联合测量（贝尔基测量）以及经典信息的反馈修正。我们详细分析了在每一步中，哪些信息是通过纠缠的“瞬时关联”完成的，以及哪些信息必须通过经典信道（受光速限制）传输。此外，本书还探讨了“超光速通信”的误区，并从信息论的角度论证了量子隐形传态如何严格遵守狭义相对论的因果律。 第四部分：量子密钥分发与安全性保障 安全性是现代信息科学的核心关切。本部分将重点介绍基于纠缠的量子密钥分发（QKD）协议，特别是BB84协议的纠缠扩展形式。我们将阐述如何利用纠缠的特性来构建一个理论上绝对安全的加密通道。核心在于，任何对纠缠光子的窃听行为（即测量）都会不可避免地破坏系统的量子态，从而在发送方和接收方之间留下可被检测的错误率特征。本书详细分析了量子纠错码（Quantum Error Correcting Codes）在抵抗噪声和窃听方面的作用，并对比了其与经典加密算法（如RSA）在安全性基础上的根本区别——后者依赖于数学难题的计算复杂性，而前者依赖于物理定律的不可违背性。 第五部分：从纠缠到量子计算 量子纠缠是构建通用量子计算机的必要资源。本章将纠缠的概念提升到计算能力的层面。我们首先介绍了量子逻辑门（如 CNOT 门）如何操作并生成复杂的纠缠态，这是实现并行计算的基础。随后，本书深入探讨了纠缠在著名的 Shor 算法和 Grover 算法中的核心作用，解释了这些算法如何利用叠加态和纠缠态的指数级优势来解决经典计算机难以处理的问题（如大数分解和数据库搜索）。我们还讨论了容错量子计算（Fault-Tolerant Quantum Computation）中对大规模纠缠态进行精确调控的技术挑战。 第六部分：前沿探索与未来展望 本书的最后一部分将目光投向当前研究的最前沿。我们讨论了“量子隐形网络”（Quantum Internet）的概念，即通过一系列纠缠交换（Entanglement Swapping）和纠缠纯化（Entanglement Purification）技术构建远距离、高保真度的量子链路。此外，我们还探讨了利用纠缠来增强测量精度（如量子增强型精密测量，Quantum Enhanced Metrology）的应用，这在引力波探测和高精度导航等领域具有巨大潜力。最后，本书总结了当前实验技术（如超导电路、离子阱、光子系统）在维持和操控多体纠缠方面的主要瓶颈，并对未来十年内实现稳定、可扩展的量子技术进行了审慎的展望。 本书旨在激发读者对自然界基本规律的探索热情，并为有志于投身量子信息科学研究的下一代科学家提供坚实的概念基础和清晰的研究方向指引。阅读本书，您将不再只是一个旁观者，而是能够理解并参与构建下一代信息技术的关键角色。

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这本书的章节组织逻辑简直是教科书级别的范例，作者在内容的编排上展现了极其深厚的教学功底。我注意到，理论的引入并非一蹴而就，而是采用了循序渐进的方式。比如，在介绍系统的时域响应时，是从最简单的二阶系统开始剖析，通过不断增加复杂度，逐步引入了更复杂的动态模型。每一个新的概念提出后，紧接着就有一系列精心挑选的例题来巩固理解，这些例题的难度梯度设计得非常科学，先易后难，确保读者能够稳扎稳打地吸收知识。更值得称赞的是，作者在概念的抽象和实际工程应用的联系方面做得极为出色。他没有让读者仅仅停留在数学推导的泥潭中，而是不断穿插“这在实际的伺服电机控制中意味着什么”或者“这个参数的物理意义是什么”这样的引导性思考，使得原本枯燥的数学工具焕发出了生命的活力。这种结构安排，极大地降低了初学者面对庞大理论体系时的畏惧感，让人感觉每一步攀登都有坚实的脚踏点。

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阅读体验方面，这本书的排版风格给我留下了极其深刻的印象，它成功地在“信息密度”和“视觉舒适度”之间找到了一个奇妙的平衡点。字体选择上，我能明显感觉到作者团队在照顾读者的用眼健康，正文采用了一种略带衬线的字体，使得长篇阅读时的眼睛疲劳度明显降低。公式部分的处理尤其精妙，复杂的拉普拉斯变换表达式、矩阵运算，都被单独居中、加粗处理，保证了其在页面上的突出性和可读性，而且行间距的设置也恰到好处，使得公式与公式之间、公式与文字之间的过渡非常自然，不会产生拥挤感。更棒的是，图表的质量简直是顶级的。那些根轨迹图、波特图，线条清晰锐利，色彩对比度适中，即便是打印成黑白复印件，其关键信息点也依然一目了然。相比我以前看过的某些扫描版教材，这本书在视觉上传达的信息量和准确度，绝对是高出一个档次，让我能更专注于理论本身，而不是努力去分辨那些模糊不清的线条。

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这本书的语言风格，我必须用“克制而精确”来形容。它没有采用那种过度热情洋溢的口吻，更没有使用任何浮夸的辞藻来粉饰理论的难度。作者的叙述方式极其沉稳、客观，每一个术语的引入都带着一种严谨的学术态度。例如，在定义系统的稳定性时，作者的措辞几乎无可挑剔，直击核心，不多一句话来做无谓的修饰。这种风格对于深入理解底层原理非常有益，因为它迫使读者自己去体会理论的深度，而不是被作者预先包装好的“感悟”所引导。它更像是一位经验丰富的老教授在进行最纯粹的知识传授，不带任何情绪色彩，却字字珠玑，充满了力量。对于已经有一些基础，希望探究更深层次数学背景的进阶学习者来说，这种不加粉饰的严谨性，是寻找知识原貌的最佳途径。它挑战你的理解能力，而不是迎合你的舒适区。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深沉的蓝色调，配上烫金的字体，瞬间就捕捉住了我的目光。拿到手里掂了掂，分量十足，内页纸张的质感也相当不错，油墨印刷清晰，阅读体验首先就得到了极大的提升。我特地在图书馆的强光下翻阅了几页，发现即便是小字号的公式和图表，也处理得非常细腻，没有出现墨水洇开或者模糊不清的情况。这感觉就像是翻阅一本精装的历史典籍，虽然内容本身可能涉及尖端科技，但出版方在细节上的用心，绝对能让读者感受到他们对知识的尊重。书脊的胶装也十分牢固，我已经反复翻阅了好几次，感觉可以经受住长时间的使用，不像有些教材用一学期就开始散页。对于一个重视书籍实体感的读者来说，这本《自动控制原理》在物理层面上，已经为后续的学习打下了坚实的物质基础。而且，侧边裁切得非常整齐，拿在手里翻动时，那种干净利落的手感，确实让人心情愉悦，这对于需要长时间面对晦涩理论的学习者来说，是不可多得的加分项。

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我个人认为，这本书的配套资源和辅助材料的完善程度，是衡量一本优秀教材的另一个关键指标。尽管我主要关注的是书本本身，但翻阅目录时，我注意到每一章的末尾都设置了“自测题”和“拓展思考”两个部分，这无疑是极大的增值服务。自测题的设置覆盖了本章所有核心知识点，确保了知识点的全面掌握；而“拓展思考”部分则更具启发性，它引导读者去思考该理论在非标准模型，或者在更前沿领域（比如非线性系统或者最优控制的初步概念）的应用边界，这对于培养学生的系统性思维至关重要。此外，书中多次出现的符号注释，都经过了高度统一的规范化处理，这在需要频繁进行变量替换和数学变换的章节中，极大地减少了出错的几率。这种对学习流程的细致预判和优化，体现了作者和出版团队对读者学习痛点的深刻洞察力，使得学习过程更加顺畅和高效。

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