Time in Quantum Mechanics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Muga, J. G. (EDT)/ Sala Mayato, R. (EDT)/ Egusquiza, I. L. (EDT)

出品人:

页数:419

译者:

出版时间:

价格:$ 93.73

装帧:HRD

isbn号码:9783540432944

丛书系列:

图书标签:

量子力学
时间演化
量子测量
开放量子系统
相对论量子力学
量子信息
量子动力学
散射理论
量子统计
非平衡态统计

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具体描述

The treatment of time in quantum mechanics is still an important and challenging open question in the foundation of the theory. This book describes the problems, and the attempts and achievements in defining, formalizing and measuring different time quantities in quantum theory, such as the parametric (clock) time, tunneling times, decay times, dwell times, delay times, arrival times or jump times. This multiauthored book, written as an introductory guide for the non-initiated as well as a useful source of information for the expert, covers many of the open questions. A brief historical overview is to be found in the introduction. It is followed by 12 chapters devoted to conceptual and theoretical investigations as well as experimental issues in quantum-mechanical time measurements. This unique monograph should attract physicists as well as philosophers of science working in the foundations of quantum physics.

《时间在量子力学中》内容简介（不包含原书内容）书名：时间在量子力学中导语：本书旨在为物理学爱好者、研究生及专业研究人员提供一个全新的视角来审视量子力学框架下“时间”这一基本概念的复杂性和深刻内涵。我们并非简单地重复标准教科书中的时态演化描述，而是深入剖析时间在量子测量、信息传递、非定域性（non-locality）以及宇宙学背景下所扮演的关键角色。本书将引导读者穿越狭义相对论与量子力学在时间处理上的核心冲突点，探索理论物理前沿领域中关于时间本质的最新进展与猜想。第一部分：量子力学的时间基石与挑战本部分聚焦于标准量子力学（QM）中时间的传统表述及其内在的哲学与物理困境。我们将从薛定谔方程入手，详细解析时间作为外部参数（$t$）的引入方式，并将其与量子态的演化（Unitary Evolution）联系起来。时间作为参数而非算符：深入探讨为何在标准量子力学中，时间通常被视为一个经典的、外部的时钟，而非像位置或动量那样的可观测量的量子算符。这将引导我们讨论“时间算符”的困难，包括其对基本公理体系的冲击，例如与能量算符不满足对易关系的问题。测量与时间的非连续性：详细分析波函数坍缩（Wave Function Collapse）这一过程对时间演化的打断。我们考察量子测量发生时，时间流逝的性质是否发生了根本性的改变。这部分将引入时间对称性（Time-Reversal Symmetry, T-Symmetry）的概念，并探讨CPT定理在理解时间方向性中的作用。黎曼几何视角下的时间：虽然广义相对论（GR）处理的是时空几何，但我们将在本部分探讨将GR的某些几何概念“嵌入”到QM框架中的尝试，例如使用共变导数来描述量子态在弯曲时空中的演化，这要求对时间的协变性有更深刻的理解。第二部分：量子信息与时间的关联本部分将时间的概念从纯粹的动力学描述中解放出来，置于量子信息论的框架内进行考察，着重于信息处理的速度限制和时间延迟。量子速度限制（Quantum Speed Limit, QSL）：我们将详尽介绍各种形式的QSL，例如Mandelstam-Kennard 不等式和Feynman-Levin 极限。这些限制直接量化了量子态从一个状态演化到另一个正交状态所需的最短时间，揭示了能量不确定性与时间演化速度之间的基本联系。时间延迟与量子关联：探讨量子纠缠（Entanglement）如何影响两个遥远事件之间信息传递的“有效时间”。这包括对 EPR 佯谬中“幽灵般的超距作用”在时间维度上的重新诠释，以及信息论中关于“量子擦除实验”的时间延迟效应。时间箭头与量子信息熵：考察量子系统的熵增如何定义了热力学时间箭头。不同于宏观系统，我们将分析量子退相干（Decoherence）过程如何从纯态演化到混合态，以及这个不可逆过程与时间之矢的关系，着重于环境对时间方向性的“选择”作用。第三部分：时间在引力与量子引力中的危机这是本书最具前瞻性的部分，我们直面爱因斯坦的广义相对论与量子力学在“时间”处理上的根本矛盾，并探讨量子引力理论如何试图解决这一危机。 “时间消失”问题（The Problem of Time）：详细分析在处理诸如 Wheeler-DeWitt 方程等量子引力背景下的哈密顿约束（Hamiltonian Constraint）。由于这个方程不显含时间导数，我们必须面对量子宇宙学中“时间”如何涌现的难题。本书将系统梳理各种可能的解决方案，例如参数时间、内禀时间概念的引入。黑洞热力学与时间奇点：考察黑洞视界内部时间的极端弯曲，以及霍金辐射（Hawking Radiation）对信息悖论和时间反演对称性的挑战。我们讨论信息是否真的在黑洞内丢失，以及这对量子场论中时间演化的完备性意味着什么。环量子引力与时空离散化：介绍圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）中对时空结构的基本假设。在LQG中，时空被认为是在普朗克尺度上离散化的“量子泡沫”。我们探讨在这种离散结构下，“连续时间”概念是如何被替代或重新构建的。弦理论中的时间维度：简要介绍在某些高维弦理论模型中，时间维度（或其等效物）如何表现为紧致化（compactified）的维度，以及这如何影响我们对低能有效理论中时间描述的理解。结论与展望：本书以对未来研究方向的批判性展望收尾。我们总结了当前理论物理学界关于时间的主要未解之谜，包括如何统一量子时间与引力时间、是否存在超越当前量子力学的时间测量理论，以及在探索更深层次的物理规律时，我们是否需要彻底抛弃经典的时间概念。本书旨在激发读者对物理学基础的深入思考，并为他们参与下一代理论物理革命做好知识准备。