Quantum Theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026
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具体描述
This book will be useful to anyone who wants to understand the use of quantum theory for the description of physical processes. It is a graduate level text, ideal for independent study, and includes numerous figures, exercises, bibliographical references, and even some computer programs.
The first chapters introduce formal tools: the mathematics are precise, but not excessively abstract. The physical interpretation too is rigorous. It makes no use of the uncertainty principle of other ill-defined notions. The central part of the book is devoted to Bell's theorem and to the Kochen-Specker theorem. It is here that quantum phenomena depart most radically from classical physics. There has recently been considerable progress on these issues, and the latest developments have been included. The final chapters discuss further topics of current research: spacetime symmetries, quantum thermodynamics and information theory, semiclassical methods, irreversibility, quantum chaos, and especially the measuring process. In particular, it is shown how modern techniques allow the extraction of more information from a physical system than traditional measurement methods.
For physicists, mathematicians and philosophers of science with an interest in the applications and foundations of quantum theory. The volume is suitable as a supplementary graduate textbook.
作者简介
目录信息
PART I: GATHERING THE TOOLS
Chapter 1: Introduction to Quantum Physics
l - 1 . The downfall of classical concepts
l - 2 . The rise of randomness
l - 3 . Polarized photons
l - 4 . Introducing the quantum language
l - 5 . What is a measurement?
l - 6 . Historical remarks
l - 7 . Bibliography
Chapter 2: Quantum Tests
2-1. What is a quantum system?
2-2. Repeatable tests
2-3. Maximal quantum tests
2-4. Consecutive tests
2-5. The principle of interference
2-6. Transition amplitudes
2-7. Appendix: Bayes’s rule of statistical inference
2-8. Bibliography
Chapter 3: Complex Vector Space
3-1. The superposition principle
3-2. Metric properties
3-3. Quantum expectation rule
3-4. Physical implementation
3-5. Determination of a quantum state
3-6. Measurements and observables
3-7. Further algebraic properties
3-8. Quantum mixtures 72
3-9. Appendix: Dirac’s notation 77
3-10. Bibliography 78
Chapter 4: Continuous Variables 79
4-1. Hilbert space 79
4-2. Linear operators 84
4-3. Commutators and uncertainty relations 89
4-4. Truncated Hilbert space 95
4-5. Spectral theory 99
4-6. Classification of spectra 103
4-7. Appendix: Generalized functions 106
4-8. Bibliography 112
PART II: CRYPTODETERMINISM AND QUANTUM INSEPARABILITY
Chapter 5: Composite Systems 115
5 - l . Quantum correlations 115
5-2. Incomplete tests and partial traces 121
5-3. The Schmidt decomposition 123
5-4. Indistinguishable particles 126
5-5. Parastatistics 131
5-6. Fock space 137
5-7. Second quantization 142
5-8. Bibliography 147
Chapter 6: Bell’s Theorem 148
6-1. The dilemma of Einstein, Podolsky, and Rosen 148
6-2. Cryptodeterminism 155
6-3. Bell’s inequalities 160
6-4. Some fundamental issues 167
6-5. Other quantum inequalities 173
6-6. Higher spins 179
6-7. Bibliography 185
Chapter 7: Contextuality 187
7-1. Nonlocality versus contextuality 187
7-2. Gleason’s theorem 190
7-3. The Kochen-Specker theorem 196
7-4. Experimental and logical aspects of contextuality 202
7-5. Appendix: Computer test for Kochen-Specker contradiction 209
7-6. Bibliography 211
Table of Contents
PART III: QUANTUM DYNAMICS AND INFORMATION
Chapter 8: Spacetime Symmetries
8-1. What is a symmetry?
8-2. Wigner’s theorem
8-3. Continuous transformations
8-4. The momentum operator
8-5. The Euclidean group
8-6. Quantum dynamics
8-7. Heisenberg and Dirac pictures
8-8. Galilean invariance
8-9. Relativistic invariance
8-10. Forms of relativistic dynamics
8-11. Space reflection and time reversal
8-12. Bibliography
Chapter 9: Information and Thermodynamics
9-1. Entropy
9-2. Thermodynamic equilibrium
9-3. Ideal quantum gas
9-4. Some impossible processes
9-5. Generalized quantum tests
9-6. Neumark’s theorem
9-7. The limits of objectivity
9-8. Quantum cryptography and teleportation
9-9. Bibliography
Chapter 10: Semiclassical Methods
10-1. The correspondence principle
10-2. Motion and distortion of wave packets
10-3. Classical action
10-4. Quantum mechanics in phase space
10-5. Koopman’s theorem
10-6. Compact spaces
10-7. Coherent states
10-8. Bibliography
Chapter 11: Chaos and Irreversibility
11-1. Discrete maps
11-2. Irreversibility in classical physics
11-3. Quantum aspects of classical chaos
11-4. Quantum maps
11-5. Chaotic quantum motion
11-6. Evolution of pure states into mixtures 369
11-7. Appendix: P OST SCRIPT code for a map 370
11-8. Bibliography 371
Chapter 12: The Measuring Process 3 7 3
12-1. The ambivalent observer 373
12-2. Classical measurement theory 378
12-3. Estimation of a static parameter 385
12-4. Time-dependent signals 387
12-5. Quantum Zeno effect 392
12-6. Measurements of finite duration 400
12-7. The measurement of time 405
12-8. Time and energy complementarity 413
12-9. Incompatible observables 417
12-10. Approximate reality 423
12-11. Bibliography 428
Author Index 430
Subject Index
· · · · · · (收起)
读后感
作为一个非物理学人士，我对这本书的评价是好、坏参半的。 先说好的方面： 1、这本书是很多论文、书籍引用的一本经典之作； 2、这本书将量子理论（不仅仅是量子物理），还包括数学基础、试验基础，甚至后来发展的量子信息、量子逻辑等理论都介绍过了，因此这本书是一本较早较全...
评分作为一个非物理学人士，我对这本书的评价是好、坏参半的。 先说好的方面： 1、这本书是很多论文、书籍引用的一本经典之作； 2、这本书将量子理论（不仅仅是量子物理），还包括数学基础、试验基础，甚至后来发展的量子信息、量子逻辑等理论都介绍过了，因此这本书是一本较早较全...
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用户评价
在我深入阅读《量子理论》这本书的过程中，我逐渐意识到，它并非一本简单的科普读物，而更像是一本关于宇宙运作底层逻辑的哲学思考录。书中对于“量子隧穿效应”的描述，让我惊叹不已。想象一下，一个粒子，即使它的能量不足以越过一道能量屏障，但它仍然有一定概率“穿过”这道屏障，出现在另一侧。这就像是“不可能”在量子世界里成为了“可能”。作者通过深入浅出的讲解，让我体会到，微观粒子并不像宏观物体那样，被坚实的物理定律所束缚，它们拥有着一种我们难以想象的“弹性”和“可能性”。这种效应在半导体技术、扫描隧道显微镜等领域有着重要的应用，作者巧妙地将这些实际应用与理论概念联系起来，让我看到了量子理论的强大生命力。我特别欣赏作者在解释这些复杂概念时所表现出的耐心和清晰度，虽然有时需要反复阅读，但我总能从中获得新的理解。它让我开始用一种全新的眼光去看待那些看似坚不可摧的“墙壁”，思考是否存在我们尚未发现的“隧道”。这本书不仅仅是关于物理学的知识，它更像是在挑战我们对“确定性”和“可能性”的认知边界，让我更加敬畏这个充满惊喜的宇宙。
评分《量子理论》这本书，就像是一场关于现实本质的智力冒险，它带领我进入了一个我们日常经验之外的奇妙领域。我被书中对于“叠加态”的描述深深吸引。想象一下，一个粒子可以同时处于多种状态，比如，它可以同时向上旋转和向下旋转，直到我们测量它的自旋，它才会“决定”以哪种状态出现。这种“同时存在”的观念，颠覆了我对事物属性的理解。我们习惯于认为，一个物体要么是这样，要么是那样，而不会同时是两种状态。但量子世界似乎并非如此。作者在解释这个概念时，并没有回避其悖论性，而是鼓励读者去接受这种反直觉的现实。我记得其中一个章节，作者探讨了多世界诠释，认为每一次量子测量，都会导致宇宙分裂成无数个平行世界，每个世界都对应着一种可能的结果。虽然听起来像是科幻小说，但作者用严谨的逻辑和数学工具来支持这些观点，让我不得不认真对待。我发现，阅读这本书，需要的不仅仅是知识的储备，更是一种开放的心态，一种愿意质疑和探索未知世界的勇气。它让我开始思考，我们所体验到的“现实”，是否只是无数可能性中的一种？而那些我们从未观察到的可能性，又去了哪里？这本书让我对“存在”本身产生了深刻的疑问，并且乐在其中。
评分《量子理论》这本书，如同一扇通往未知领域的大门，它打开了我对宇宙运行方式的全新认知。我被书中对“量子真空”的描述深深震撼。原来，我们以为空无一物的“真空”，在量子理论中并非真正“空”，而是充满了起伏不定的“虚粒子”，它们不断地产生和湮灭，形成一个动态的、充满能量的背景。这种“虚无中的活力”的概念，让我觉得既不可思议又充满诗意。作者并没有回避其数学上的复杂性，而是通过逻辑推理和概念上的引导，让我逐渐理解了量子真空的含义。它不仅解释了许多物理现象，也为宇宙的起源提供了新的思考方向。我发现，这本书不仅仅是在讲解物理理论，更是在挑战我们对“存在”和“不存在”的定义。真空不再是简单的“无”，而是蕴藏着无限可能性的“有”。它让我开始重新审视那些我们习以为常的“背景”和“虚空”，思考它们背后可能隐藏着怎样的奥秘。这种思维上的拓展，让我对宇宙的敬畏之情油然而生。
评分当我沉浸在《量子理论》这本书中时，我感觉自己仿佛变成了一位探险家，在一个由抽象概念和反直觉的现象构成的世界里摸索前行。书中对“量子化”概念的阐释，是我印象最深刻的部分之一。它告诉我，在微观层面，许多物理量（如能量、角动量）并不是连续变化的，而是以“一份一份”的离散数值出现，就像台阶一样，你只能站在某一个台阶上，而不能停留在两个台阶之间。这种“不连续性”是量子世界的根本特征之一，它彻底颠覆了我对物理量连续变化的直觉。作者通过生动形象的比喻，让我理解了为什么普朗克的量子假说会如此具有革命性，它直接点燃了整个量子力学的大火。我发现，仅仅理解“离散”这个概念，就已经足够颠覆我过去对物理现象的认知。它让我开始思考，是不是在我们日常生活的许多方面，也存在着这种“量子化”的隐藏规律？这本书让我明白，我们对世界的理解，很大程度上受到我们所能观察和测量的尺度限制。一旦我们进入到微观尺度，那些宏观世界的“常识”就可能不再适用，取而代之的是一种更加奇特、更加精妙的运作方式。
评分我终于有机会深入探索《量子理论》这本书了，说实话，这趟旅程比我想象的要惊心动魄得多。起初，我被书名吸引，以为会是一场逻辑严谨、条理清晰的科学之旅，没想到它更像是一场关于现实本质的哲学辩论。作者并没有直接给我答案，而是抛出了一系列令人费解的概念，比如波粒二象性，还有那“薛定谔的猫”，它们像幽灵一样在我脑海里盘旋。我记得有一个章节专门讨论了量子纠缠，那种“隔着宇宙也能心有灵犀”的联系，简直颠覆了我所有的常识。我试图去理解，为什么两个粒子，一旦纠缠在一起，无论相隔多远，测量其中一个的状态，另一个的状态也会瞬间确定？这背后究竟是某种超越时空的隐秘连接，还是我们对“信息”和“测量”的理解过于狭隘？作者的论述充满了思辨性，让我不得不停下来，反复咀嚼每一个词语，试图从中找出隐藏的线索。我发现，这本书不仅仅是关于物理定律，更是关于我们如何看待宇宙，如何理解我们在其中所处的位置。它迫使我质疑那些根深蒂固的直觉，拥抱那些看似荒谬的可能性。我承认，我可能还没有完全领悟书中所有的精髓，但这本书已经在我心中种下了一颗种子，让我开始以一种全新的视角去审视我所熟悉的世界，感觉自己像是打开了一扇通往未知领域的大门，虽然前方迷雾重重，但探险的欲望却愈发强烈。
评分《量子理论》这本书，给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维方式的根本性转变。书中关于“量子测量问题”的讨论，让我彻底颠覆了我对“观察”和“事实”的理解。作者详细阐述了，为什么在量子世界，测量行为本身会影响被测量的对象，导致波函数坍缩，从而产生一个确定的结果。这种“观察者介入”的观念，让我感到既困惑又着迷。它挑战了我一直以来所持有的“客观存在”的信念，让我开始思考，我们所看到的世界，是否也受到我们观察方式的某种程度的影响？书中对不同量子力学诠释（如哥本哈根诠释、多世界诠释）的介绍，更是将这种困惑推向了极致。每一种诠释都试图解释同一个现象，但却得出了截然不同的结论。作者并没有强加任何一种观点，而是鼓励读者自己去思考，去权衡。我发现，阅读这本书，是一个不断自我修正、不断挑战自己固有认知的过程。它让我明白，科学的进步，往往伴随着对已知事物的不懈质疑和对未知领域的勇敢探索，而量子理论，正是这一过程的绝佳体现。
评分《量子理论》这本书，对我而言，是一次与我固有认知观念的激烈碰撞。作者并没有试图去“简化”量子世界的复杂性，而是鼓励读者去直接面对那些令人困惑的现象。我特别被书中关于“量子退相干”的论述所吸引。它解释了为什么在宏观世界里，我们看不到像微观粒子那样奇特的叠加态或纠缠态。原来，宏观物体与环境持续不断地相互作用，导致它们的量子叠加态迅速“退化”到经典状态，仿佛是环境“偷走了”了它们的量子特性。这种“偷走”的概念，让我觉得非常形象，也为理解从微观到宏观的过渡提供了一个新的视角。它让我意识到，我们之所以能够生活在一个相对“确定”的世界里，并非偶然，而是宇宙本身的一种“选择”或者说是“结果”。作者通过对退相干过程的细致剖析，揭示了量子世界与我们所熟悉的世界之间的联系，也说明了量子效应虽然微观，但其影响却是无处不在的。我发现，阅读这本书，不仅仅是学习物理知识，更是一种对“现实”的重新定义，它让我开始理解，我们所处的“经典世界”，不过是量子世界的某种“平均”或“宏观表现”而已。这种认知上的飞跃，让我对世界充满了新的好奇。
评分翻开《量子理论》这本书，我立刻被一种严谨而又充满想象力的气息所笼罩。作者并非简单地罗列公式或现象，而是将量子世界的奇妙与人类对宇宙的探索历程巧妙地融合在一起。我印象特别深刻的是书中对“概率波”概念的阐释。原来，在量子世界，粒子不再是拥有确定轨迹的“小球”，而是以一种概率波的形式存在，它弥散在空间中，直到我们进行测量，它才“坍缩”成一个确定的状态。这就像是在描述一个物体，它在没有被观察到之前，可能同时存在于多个地方，而一旦我们去寻找它，它就会“选择”一个确定的位置出现。这种观点极大地挑战了我对“实在”的固有认知。什么是真实？仅仅是那些我们可以直接感知到的事物吗？还是说，那些看不见的、充满概率性的存在，同样构成了我们世界的基石？书中对于波函数坍缩的讨论，更是引发了我无数的思考。是谁，或者是什么，决定了波函数会坍缩？是意识吗？还是某种未知的物理机制？作者通过层层深入的分析，让我体会到了量子力学中那种哲学与科学边界模糊的独特魅力。我感觉自己不仅仅是在阅读一本物理学著作，更像是在参与一场关于宇宙奥秘的深度对话，每一次阅读都像是在剥开一层又一层的洋葱，虽然有时会流泪（指理解的困难），但每剥开一层，都能看到更深邃的本质。
评分在阅读《量子理论》的过程中，我深刻体验到了一种智识上的“重塑”。书中对“量子计算”的未来展望，让我对科技的发展方向产生了前所未有的期待。作者并没有把量子计算描绘成遥不可及的科幻，而是用清晰的逻辑解释了量子比特（qubit）如何通过叠加和纠缠来实现超越经典计算机的计算能力。我记得其中一个章节，详细阐述了量子算法如何能够解决经典算法无法解决的复杂问题，比如药物研发、材料科学以及密码学等领域。这种潜在的颠覆性力量，让我对这本书的价值有了更深层次的认识。它不仅仅是在回顾过去的理论，更是在展望未来的可能性。我开始思考，当量子计算真正成熟时，我们所熟知的世界会发生怎样的变化？这种对未来的憧憬，让我感觉自己仿佛置身于一场即将到来的科技革命的边缘。这本书让我意识到，理解量子理论，不仅仅是理解物理学，更是理解我们如何利用自然规律来塑造未来。
评分从《量子理论》这本书的字里行间，我感受到了一种前所未有的智识冲击。它不像我之前读过的许多科学普及读物那样，用通俗易懂的比喻来解释复杂的概念，而是更倾向于深入到理论的核心，让读者自己去感受那些深刻的洞察。我尤其对书中关于“测不准原理”的探讨印象深刻。海森堡提出的这个原理，让我第一次认识到，原来在微观世界里，我们甚至无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。这到底意味着什么？是我们的测量手段不够先进，还是说，粒子本身就处于一种不确定性的状态，直到我们去“看”它，它才“决定”自己的属性？这种“观察者效应”让我感到既着迷又困惑。作者并没有给我一个简单的答案，而是引导我思考，我们与我们所观察的世界之间，是否存在一种更深刻的、甚至是我们尚未完全理解的互动关系？书中的数学推导虽然有时让我望而却步，但我仍然努力去跟上作者的思路，去感受那些抽象符号背后所蕴含的物理意义。我发现，学习量子理论，不仅仅是学习知识，更是一种思维方式的训练，它训练我去接受那些不直观，甚至违反常理的现象，并从中寻找逻辑的统一。这本书让我意识到，我们对宇宙的理解，仍然处于一个非常初级的阶段，还有太多的未知等待我们去探索，而量子理论，正是打开这些未知领域的一把关键钥匙。
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