Doing Physics

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出版者:Indiana University Press
作者:Martin H. Krieger
出品人:
页数:192
译者:
出版时间:1992-06-01
价格:USD 17.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780253207012
丛书系列:
图书标签:
  • 物理学
  • 大学物理
  • 问题解决
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  • 现代物理
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具体描述

"I have only the highest praise for Krieger's perspicacious text. He makes observations about the thinking of physicists which are insightful and truly novel. He has a broad and far reaching perspective on the way physicists think. I don't know anyone who has expressed it so eloquently".(NBen Brabson). This is a book about physicists and what they are up to when they try to get a handle on the world. It describes the ways physicists actually do their work, their motives, and their ways of making sense of the world so that outsiders can understand it. Martin H. Krieger explains that physicists employ a small number of everyday notions to get at the world experimentally and conceptually. Krieger's stories focus on five of these models: the division of labor among particles, fields, and spacetime in the factory of Nature; the analysis of the world as a clockworks of comparatively dumb parts whose composition is often surprisingly complex and rich; the play of freedom and necessity given by a set of kinship rules that govern the nuclear family; the setting of a simple stage, a vacuum, on which something arises out of nothing; and a mode of grasping the world with the handles, probes, and tools that make up a physicist's tool kit. In each case, Krieger shows that the deepest principles of physics are embodied in the physicist's craft and conventions.

好的,这是一份关于一本名为《Exploring Quantum Realms》的图书的详细简介,该书内容与您提到的《Doing Physics》没有任何关联。 --- 图书名称:《Exploring Quantum Realms: A Journey Through the Subatomic Universe》 作者: [虚构作者名,例如:Dr. Alistair Finch & Prof. Evelyn Reed] ISBN: [虚构ISBN,例如:978-1-234567-89-0] 出版社: [虚构出版社,例如:Cosmic Press] --- 图书简介: 《Exploring Quantum Realms》并非仅仅是一本教科书,它是一场对我们宇宙最基本构造——量子世界的沉浸式探索。本书旨在引导读者,无论其背景如何,穿越经典物理学的界限,深入到原子和亚原子粒子的奇特、反直觉的领域。我们邀请读者放下对“常识”的依赖,准备好迎接一个由概率、叠加态和纠缠所定义的宇宙。 本书的结构精心设计,旨在逐步建立起对量子力学核心概念的深刻理解,从历史的起源到前沿的应用。 第一部分:拾级而上——量子概念的奠基 本部分将从量子理论的诞生及其对经典物理学的革命性挑战开始。我们回顾普朗克对黑体辐射的开创性解释,以及爱因斯坦如何利用光电效应巩固了光子假说。核心内容聚焦于波粒二象性——物质既表现为粒子,又表现为波的悖论性本质。我们将详细分析著名的双缝实验,并探讨测量在定义现实中所扮演的决定性角色。 历史回溯: 从麦克斯韦到普朗克,对旧有范式的冲击。 波函数的引入: 薛定谔方程的数学框架及其在描述粒子行为中的核心地位。 概率解释: 玻恩诠释及其对确定性宇宙观的颠覆。 第二部分:叠加态与不确定性——微观世界的怪诞法则 一旦建立了基础,本书便深入探讨量子力学的核心支柱。我们将详细解析“叠加态”的概念——一个粒子如何在被观测之前同时处于所有可能状态的集合中。这部分是理解量子计算和信息科学的关键。随后,我们将严谨地阐述海森堡不确定性原理,解释为什么我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量,并讨论这一原理对基础测量的深远影响。 量子叠加的哲学与数学: 深入剖析量子态空间和狄拉克符号(Bra-Ket Notation)的基础应用。 薛定谔的猫: 一个思想实验的全面解构,探讨微观概率如何转化为宏观现实。 不确定性与量子涨落: 探究真空能量和虚粒子现象的物理意义。 第三部分:纠缠——超越时空的连接 量子纠缠,爱因斯坦戏称为“幽灵般的超距作用”,是量子力学中最迷人也最令人费解的现象之一。本部分将系统地解释两个或多个粒子如何通过共享一个共同的量子态而连接起来,无论它们相距多远。我们将考察贝尔不等式及其实验验证,从而确凿地证明定域实在性(Local Realism)在量子世界中是站不住脚的。 纠缠的构建与测量: 如何通过光子对或原子系统实现量子纠缠。 贝尔定理的胜利: 对局部隐变量理论的否定及其对物理学基础的冲击。 量子隐形传态的基础: 探讨信息如何在纠缠的帮助下瞬间转移,并澄清其与经典信息传输速率的差异。 第四部分:量子场论的初探与标准模型 为了将量子力学与狭义相对论结合起来,本书将引导读者进入量子场论(QFT)的门槛。我们将不再将粒子视为孤立的实体,而是将其视为特定场的激发态。这为理解基本相互作用力的统一描述奠定了基础。 从粒子到场: 量子场论的基本构造和拉格朗日密度。 规范对称性: 了解电磁力、弱核力和强核力如何在场论的框架下被描述。 标准模型概述: 费米子与玻色子的分类,以及对希格斯机制的初步介绍,解释了质量的起源。 第五部分:量子技术的前沿应用 本书的最后一部分将目光投向实验室和工程学的前沿,展示量子力学如何从理论跃升为改变世界的工具。我们将详细探讨目前正在快速发展的两个主要领域:量子计算和量子加密。 量子比特(Qubits)的工程化: 介绍超导电路、离子阱、拓扑量子比特等不同的物理实现路径,以及退相干(Decoherence)带来的严峻挑战。 量子算法的潜力: 深入分析秀尔算法(Shor's Algorithm)和格罗弗算法(Grover's Algorithm)如何颠覆经典计算的效率界限。 量子密钥分发(QKD): 讨论基于物理定律而非计算复杂度的绝对安全通信技术。 目标读者: 本书适合对自然科学有浓厚兴趣的本科生、研究生,以及希望在不依赖过于深奥的纯数学推导的前提下,建立对现代物理学核心思想的全面、直观理解的专业人士和科技爱好者。全书配有大量的插图、类比和精心设计的思考题,以帮助读者消化这些反直觉的概念。 《Exploring Quantum Realms》承诺为您提供一次严谨而不失趣味的旅程,让您不仅“知道”量子力学是什么,更能“理解”它为何是描述我们现实的唯一可行框架。

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