什么是量子力学 - 长尾君

什么是量子力学

长尾君

出版时间

2023-04-01

ISBN

9787302625834

评分

★★★★★
AI导读
核心看点
  • 摒弃八卦史话,直击量子力学形式理论核心
  • 用态矢量与算符构建清晰的数学框架
  • 从薛定谔方程推导至不确定性原理
适合谁读
  • 对量子力学感到困惑的非物理专业工科生
  • 具备高数线代基础、想理清概念的中学生
  • 厌倦通俗科普、追求严谨逻辑的理科读者
读前提醒
  • 需具备高等数学与线性代数基础
  • 非轻松读物,请做好啃硬骨头的准备
  • 建议配合教材阅读,作为导读辅助
读者共识
  • 硬核科普,比大学教材更通俗易懂
  • 脉络清晰,彻底纠正对量子力学的误解
  • 长尾君代表作,逻辑严密且深刻

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "态矢量确定了,虽然自旋的具体取值不确定,但它的平均值却是确定的。我们正是在这个意义上说态矢量完全描述了系统的状态,这跟经典力学完全不一样“ …… ”把这两个态空间‘加’起来,在数学上就是对它们做一个张量积。“ ”态矢量所在的空间并不是欧式空间,而是一个范围更大的空间。这个空间,我们称之为希尔伯特空间。态矢量是希尔伯特空间中的矢量。”"
  • "分析力学的核心是能量,我们不需要对物体进行复杂的受力分析,只要选择合适的广义坐标,找到系统的拉格朗日量L或哈密顿量H(知道这两个的其中一个就能求另一个),带入拉格朗日方程或哈密顿方程就能求出物体的运动情况。"
  • "首先,薛定谔注意到几何光学是波动光学的短波长极限。这个好理解,光的波长越短,光波看起来就越像光线,波动光学自然就慢慢趋近于几何光学。 然后,薛定谔注意到,作为几何光学基础方程的程函方程跟分析力学的哈密顿-雅克比方程相似。 …… 这种波动力学就是量子力学,薛定谔方程的短波波长极限就是哈密顿-雅克比方程。"
  • "如果我们让薛定谔方程取短波极限,也就是让普朗克常量h趋近于0,它就会回到分析力学里的哈密顿-雅克比方程。"
  • "四条重要结论: 第一,用态矢量描述系统的状态; 第二,用算符描述力学量,而且不同算符之间一般不能交换次序; 第三,测量一个力学量,其结果是该力学量算符的本征值之一; 第四,系统状态随时间的变化遵守薛定谔方程。 …… 最后一个基本假设是所谓的全同性原理,这里先不讲,以后涉及多粒子时再介绍。"
  • "如果两个力学量对易的,它们就互相独立,先测量谁后测量谁不影响后果,它们可以有共同的本证态,可以同时测谁,如果两个力学量不对易,它们就不独立,一般来说,先测量谁后测量谁结果就不一样,它们没有共同的本征态,无法同时测谁。"
  • "算符,求解它的本征方程就能得到描述位置本征态的本征矢量。我们再以这些本征矢量为基矢,就能构建一个位置相关的坐标系。 把态矢量分解到这个坐标系里,如果态矢量跟坐标轴重合,也就是跟位置的某个本征矢量重合,那就代表了某个位置本征态;如果态矢量不跟坐标轴重合,那就代表了位置叠加态,相信这个并不难理解。 同理,我们也可以以动量算符的本征矢量构建一个坐标系,然后把态矢量分解到这个动量相关的坐标系里。如果态矢量跟坐标轴重合,也就是跟某个动量的本征矢量重合,那就代表了某个动量本征态;如果态矢量跟坐标轴不重合,那就代表了动量叠加态。"
  • "那些有着不同本征值的本征矢量都是相互正交的,就算有多个本征矢量对应了同一个本征值(简并态),我们也总能找到一组基矢。……在量子力学里,选取这样一组基矢就叫选取了一个表象。"
用户评论
😄?不小心我就落后一百多年啦?
长尾君的科普质量那是没话说。 本书读者对象是中学生(作者甚至希望包括小学生),我想程度比较好的中学生阅读应该不困难,也可以清理伽莫夫早期科普名著《物理世界奇遇记》和《从一到无穷大》里关于量子力学的曲解。不过我觉得对大学里学量子力学感到困惑的非物理专业工科生从根子上理解量子力学才是最有帮助的。
还算简单易懂,但是公式是真的看不懂。看完以后只记住要从量子角度看量子,而不是从传统角度。
本科时吧量子力学当数学课学的,解了一学期方程,理论含义不甚了解,这本书不错,推荐
长尾君的科普真的很画龙点睛。
震撼的一本书,大学物理学过点,但是归根结底还是不知道咋回事。对于具体的量子力学内容我其实关注度并没有多高,我欣赏的是全书的基本思想,站在量子力学的角度去看待量子力学的问题。
读过的第二本关于量子力学的书,第一本是《上帝掷骰子吗》,因为主要讲述的全部都是历史事件,而非学术本身,阅读体验非常好。本书完全不同,充斥着大量的公式,读的过程中非常吃力。这种书应该就不存在好不好一说,就是冷静的讲述专业,把量子光怪陆离那个世界又冷静回了经典物理的视角!
讲得很好,就是公式看不懂。居然不确定性原理不是测不准,我以前一直都误解了
长尾君的科普书既不是把读者当小朋友只讲故事,也不是把读者当研究生只推公式,而是在讲理论的同时,告诉读者这些理论的数学表示(公式)是什么。那么量子力学是什么?是对牛顿创立的经典力学体系的扬弃和超越,经典力学解释的是我们肉眼可见的宏观世界的物理现象,但宏观世界是由微观世界构成的,但这种构成不是简单的一加一,而是多到极限的运动变化的粒子构成的,因为这些粒子运动变化的复杂性使得人们很难在某个特定的角度将其所有状态完全认识,于是量子力学就以一种更多维的方式告诉我们,粒子运动的多种可能性。经典力学并没有错,而是量子力学的一种特殊情况,而量子力学对于经典力学也不是批判,而是升维。
总算有些理解量子力学了,只是内容不够渐进,重复的语句很多。
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