量子菜根譚：現代量子理論專題分析（第3版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　本書廣泛深入地考察瞭現代量子理論的理論基礎，歸納為30個專題。它們大多是些疑惑、睏難、爭論、流傳錯誤的問題，也有部分前沿熱點問題。範圍涵括量子力學、高等量子力學、量子場論、量子統計、量子信息諸領域。鑒於現代量子理論已經成為當代物理學各分支學科的共同理論基礎，並且正在成為當代自然科學各門學科的共同理論基礎，更鑒於整個量子理論經常被一層迷惘甚至誤解的“霧霾”所籠罩，朦朦朧朧,“能理解度”較差，因而實行不迴避問題的認真考量十分必要和重要。
　　各講敘述通常始於就事論事，繼以分析提高，歸於自然觀和方法論，盡力得齣一些經驗教訓。本書論述多關注物理內涵剖析，側重見解分析評論，是一本有特色的輔助教材，為學過量子理論的學生、研究生、教師和研究工作者提供進一步思考的空間與啓迪的綫索。對廣大科技工作者，它是一本有關自然觀、方法論和量子理論內涵分析的有益的參考書。

內頁插圖

目錄

第1講Young氏雙縫實驗→廣義Young氏雙縫實驗→Qubit
——“量子力學的心髒”
1.1Young氏雙縫實驗解釋確實令人為難
1.2Young氏雙縫實驗解釋常見的錯誤和缺點
1.3實驗中電子究竟是怎樣穿過雙縫的?
1.4Young氏雙縫實驗的兩個理論計算
1.5各種翻版的Young氏雙縫實驗，廣義Young氏雙縫實驗
1.6高強度電子束入射的Young氏雙縫實驗
1.7分析與結論: 廣義Qubit
第2講無限深方阱粒子動量波函數的爭論
——“量子力學的數學是錯的”?！
2.1無限深方阱模型簡單迴顧
2.2Pauli和Landau的矛盾——基態動量波函數的不同解
2.3矛盾分析與結論
2.4設想實驗的佐證
2.5産生問題的根源
［附注］Pauli 結果是Landau結果在a/→∞時的極限
第3講自由定態球麵波解的爭論和中心場自然邊條件的來由
——等式兩邊同除以零的後果！
3.1前言
3.2eikr/r是自由粒子定態球麵波解嗎？
3.3從此處奇性說開去（I）——中心場自然邊條件的來由
3.4從此處奇性說開去（Ⅱ）——與δ函數有關的一些奇性運算
3.5δ函數不是嚴格意義上的函數，但它卻是嚴格意義上的綫性泛函數
3.6自由粒子定態球麵波的正確解
第4講量子測量的理論基礎、廣義測量
——量子測量理論幾點注解(Ⅰ)
4.1前言
4.2量子測量基礎——唯象模型分析
4.3量子測量分類
4.4局域測量——廣義測量與POVM（正算符測度分解）
4.5Neumark定理
第5講量子光學部分器件作用分析，測量導緻退相乾
——量子測量理論幾點注解(Ⅱ)
5.1量子光學部分器件作用分析
5.2測量導緻退相乾模型（I）——von Neumann測量模型
5.3測量導緻退相乾模型（Ⅱ）——Kraus模型
5.4測量導緻退相乾模型(Ⅲ)——Neumann�睭epp�睠oleman�睰raus模型
第6講量子測量中主觀性與客觀性的對立統一，小結
——量子測量理論幾點注解(Ⅲ)
6.1引言
6.2預選擇、後選擇； 半透片
6.3Mach�瞆ehnder乾涉儀，延遲選擇
6.4Young氏雙縫實驗中的後選擇
6.5預選擇、後選擇與相乾性恢復
6.6不確定性關係爭論簡單小結
6.7量子測量解釋現狀簡單小結
第7講電子怎樣從空間一個觀測點運動到另一個觀測點
——沒有軌道的“軌道”
7.1電子怎樣從空間一個觀測點運動到另一個觀測點
7.2Dirac、Pauli、Wheeler、Feynman 等人的迴答
7.3量子自由運動隨機性分析
第8講電子與中子的鏇量波函數
——不同於“兩分量矢量”的“兩分量鏇量”
8.11/2自鏇算符計算補充
8.2兩個核子間非相對論性相互作用的唯象推導
8.3級聯Stern�睪erlach裝置對自鏇態的分解與閤成
8.4純自鏇算符Hamilton量求解
8.5中子乾涉量度學（neutron�瞫pinor interferometry）
第9講從量子Zeno佯謬到量子Zeno效應
——越看越燒不開的“量子水壺”
9.1量子Zeno佯謬成瞭量子Zeno效應
9.2量子Zeno效應存在的理論論證與分析
9.3量子 Zeno 效應的某些應用
9.4量子反Zeno效應——又成瞭“Zeno佯謬”
第10講1/2自鏇密度矩陣的Bloch球分解
——“可道”之“道”的含糊
10.1純態與混態，兩能級係統
10.21/2自鏇單體密度矩陣的Bloch球錶示
10.3混態概念的含糊性，與溫度比較
第11講“一次量子化”與“二次量子化”
——“無厘頭”與不“無厘頭”
11.1前言
11.2量子力學的建立——何必藉助這個“無厘頭”的一次量子化
11.3Maxwell場協變量子化——需要“鬼光子”的一次量子化
11.4“Schr�塪inger場”二次量子化——非相對論二次量子化
是邏輯結論,不“無厘頭”
11.5自作用“Schr�塪inger場”二次量子化——再次不“無厘頭”
11.6二次量子化方法評論
第12講量子理論是綫性的？！
——這是一個很大的誤解
12.1前言
12.2通常Schr�塪inger方程給人的錯覺
12.3誤解之一——量子力學的綫性性質具有終極性，
不可能建立非綫性量子力學
12.4誤解之二——量子理論是綫性理論，必須並可以建立
非綫性量子理論
12.5誤解之三——Schr�塪inger方程“綫性化”“導齣” Pauli方程
12.6關於QT的“漸近自由態空間的量子態疊加原理”
12.7相互作用必定導緻QT非綫性
12.8無自鏇Schr�塪inger方程經過所謂“綫性化”能夠 “導齣”
含/2自鏇的Pauli方程？！
12.9QT的睏難並不來源於“QT的綫性性質”
第13講Schr�塪inger方程補充分析
——兼談Schr�塪inger方程中“人造事物”的奇性
13.1前言
13.2單體定態解補充分析
13.3Schr�塪inger方程奇性再考察
13.4為什麼力學運動的基本微分方程都是二階的
第14講能譜無界性與演化因果不可逆性的關聯
——時間反演分析
14.1時間反演變換與時間反演對稱性
14.2量子體係能譜必須有下界
14.3能譜無上界量子體係含時演化不存在因果顛倒的逆演化
14.4舉例： 自由運動和中心場運動的因果可逆性分析
14.5反幺正變換與Dirac符號的局限性
第15講可觀測性、完備性與中心場塌縮
——三者的含義與關聯
15.1力學量的可觀測性與其算符本徵函數族的完備性
15.2幾個相關問題的分析
15.3力學量算符本徵函數族完備性的幾個定理
15.4C�睭定理的應用
15.5小結： 可觀測性、完備性、波函數塌縮的關聯分析
第16講宏觀量子現象與傳統對應原理改進
——量子多體效應考量
16.1序言
16.2宏觀量子現象對傳統對應原理的否定——量子多體效應分析(Ⅰ)
16.3超冷全同霧狀原子Bose�睧instein凝聚——量子多體效應分析(Ⅱ)
16.4超高密度介質簡單估算——量子多體效應分析(Ⅲ)
16.5對應原理的正確提法
第17講超冷全同原子Bose�睧instein凝聚體的Feshbach共振
——可愛的自由度
17.1序言
17.2低能共振散射
17.3超冷全同原子凝聚體Feshbach共振（Ⅰ）——基本理論
17.4超冷全同原子凝聚體Feshbach共振（Ⅱ）——多體效應
第18講量子統計基礎的一些考量
——量子統計隻有一個公設嗎？
18.1前言
18.2近獨立全同粒子平衡態係綜統計理論的基本公設
18.3兩個公設的初步分析
18.4Pauli基本定理——證明與分析
第19講位相算符與位相差算符
——取決於“算符指數”!
19.1算符指數與Atiyah�睸inger定理
19.2算符幺正分解與引入位相算符的可行性
19.3Boson與Fermion算符的位相算符和位相差算符
第20講量子理論內在邏輯自洽性分析
——又一個常被忽視的基本問題
20.1前言
20.2NRQM內在邏輯自洽性分析
20.3RQM內在邏輯自洽性分析（Ⅰ）—— Klein�睪ordon方程作為單粒子
量子力學方程的缺陷
20.4RQM內在邏輯自洽性分析（Ⅱ）——Dirac方程作為單粒子量子力學
方程的缺陷
20.5QFT內在邏輯自洽性分析
20.6總結
第21講Berry相位爭論分析
——可積與不可積、動力學與幾何
21.1前言
21.2關於Berry相位的爭論
21.3“Berry相位本質”爭論的澄清
21.4Berry相位幾何本質的再澄清
21.5小結
第22講傳統量子絕熱理論的不足與解決
——“後Berry”量子絕熱理論
22.1前言
22.2傳統量子絕熱理論及存在的問題
22.3後Berry的絕熱理論(Ⅰ)——絕熱不變基
22.4後Berry的絕熱理論(Ⅱ)——絕熱不變基的變係數展開
22.5後Berry的絕熱理論(Ⅲ)——例算與分析
22.6後Berry的絕熱理論(Ⅳ)——與Berry相位的關聯
第23講光子描述
——光子有“坐標波函數”嗎？
23.1前言
23.2光子有動量波函數
23.3光子沒有坐標波函數
23.4光子角動量問題分析
23.5光子自由度問題
第24講量子態疊加和糾纏與“定域物理實在論”的矛盾
——一論Einstein“定域實在論”
24.1Einstein“定域物理實在論”
24.2量子態疊加原理與“物理實在論”的矛盾
24.3量子糾纏與“物理實在論”的矛盾
24.4EPR“物理實在論” 與QT矛盾小結
第25講Bell�睠HSH�睪HZ�睭ardy�睠abello空間關聯非定域性研究路綫述評
——二論Einstein“定域實在論”
25.1QT的空間非定域性
25.2EPR佯謬引起的Bell不等式路綫
25.3CHSH不等式及其最大破壞
25.4GHZ定理
25.5Hardy論證
25.6Cabello論證
25.7Bell�睠HSH�睪HZ�睭ardy�睠abello路綫評述(Ⅰ)
——Bell型空間非定域性本質
25.8Bell�睠HSH�睪HZ�睭ardy�睠abello路綫評述(Ⅱ)
——理論路綫簡略評論
第26講量子理論與相對論性定域因果律相互融洽嗎
——三論Einstein“定域實在論”
26.1前言
26.2因果律與相對論性定域因果律
26.3與相對論性定域因果律矛盾的QT稟性——QT因果性分析（Ⅰ）
26.4塌縮—關聯塌縮是因果關聯嗎——QT因果性分析（Ⅱ）
26.5Feynman公設路徑分析——QT因果性分析（Ⅲ）
26.6QT的因果觀——QT因果性分析（Ⅳ）
第27講量子態Teleportation實驗的曆程與評論
——首次實驗、評論、五代Teleportation
27.1Quantum Teleportation（量子態的超空間傳送）方案
——第一代量子態超空間傳送
27.2對首次實驗的評論與改進
27.3Quantum�睸wapping——量子糾纏的超空間製造
——第二代量子態超空間傳送
27.4Open�睤estination Teleportation——非定域存儲的超空間傳送
——第三代量子態超空間傳送
27.5Two�睶ubit Composite System Teleportation——復閤體係量子態的
超空間傳送——第四代量子態超空間傳送
27.6Satellite Quantum Teleportation——第五代量子態超空間傳送
27.7量子態超空間傳送的普遍理論方案
27.8量子態超空間傳送的奇異性質
第28講廣義量子擦洗
——恢復與建立相乾性技術
28.1前言
28.2不確定性關係和波包交疊——單粒子態的量子擦洗
28.3正交再分解——單粒子不同組分態的量子擦洗
28.4GHJW定理——混態的糾纏純化與廣義量子擦洗
28.5Swapping——遙控相乾性恢復技術
28.6全同性原理應用——全同多粒子態的相乾性恢復技術
第29講論波粒二象性
——“大道歸一,返璞歸真”
29.1波粒二象性是微觀粒子最基本的內稟性質
29.2此稟性是不確定性關係的物理根源
29.3此稟性是全同性原理的物理根源
29.4此稟性是保證二次量子化成功的充要條件
29.5此稟性是Feynman公設的物理基礎
29.6此稟性必定導緻QT的空間非定域性
29.7此稟性必定導緻QT的糾纏疊加與或然性
第30講現代量子理論中的霧霾與自然科學基本公設
——再論自然科學為“可道”之“道”
30.1引論——現代量子理論中的三重霧霾
30.2自然科學第一基本公設——“人為約定無效公設”
30.3自然科學第二基本公設——“自然無奇性公設”
30.4自然科學第三基本公設——“自然理性自洽公設”
附錄A科學、物理學、量子力學(提綱)
A.1前言
A.2西方現代科學
A.3科學中的物理學
A.4物理學中的量子力學
附錄B量子物理百年迴顧（轉錄）
附錄CEinstein的有神論與宗教觀
附錄D雲門山石刻碑文
後記
內容索引

前言/序言

　　這次曆時兩年的全麵修改，主要針對第3、4、6、7、11、12、13、14、15、16、17、18、20、26各講。修訂瞭附錄A和附錄B。刪去瞭原來的23講，因為它隻涉及高量散射的教學研究。增加瞭第23、30兩講，添瞭個後記。
　　作者十分感激，在本書寫作過程中一直得到中國科學技術大學潘建偉教授、北京計算技術研究所林海青教授和硃詩堯教授、維也納原子研究所HelmutRauch教授、奧地利科學院AntonZeilinger教授、維也納技術大學GeraldBadurek教授、北京計算物理研究所張信威教授、南京大學邢定鈺教授、中科院大學喬從豐教授，以及香港中文大學蕭旭東教授的許多關心、支持和幫助。這極大促進瞭作者對本書的思考和改進。十分感謝中國科學技術大學近代物理係鬱司夏教授，他應作者請求閱讀瞭部分書稿，提齣瞭寶貴意見；十分感謝香港科學技術大學孟國武教授、南京大學吳盛俊教授，他們提供的資料和討論有助於本書的改進。
　　作者
　　2016年5月


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