牛津通識讀本:量子理論 [Quantum Theory： A Very Short Introduction] 下載 mobi epub pdf 電子書 2026

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[英國] 約翰·波爾金霍恩 著，張用友，何玉紅 譯

圖書標籤:

• 量子力學
• 量子理論
• 物理學
• 現代物理
• 科普
• 牛津通識讀本
• 科學史
• 哲學
• 基礎科學
• 通俗讀物

齣版社： 譯林齣版社

ISBN：9787544755078

版次：1

商品編碼：11734891

品牌：譯林（YILIN）

包裝：平裝

叢書名： 牛津通識讀本

外文名稱：Quantum Theory： A Very Short Introduction

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：109

産品特色

編輯推薦

　　如果有一種理論可能會顛覆你的世界觀，且不是憑空的想象，而是有多位世界科學傢前僕後繼的研究為基礎，這樣的理論絕對值得你靜下心來瞭解一番。《量子理論》作者曾是一名傑齣的物理學傢，後開啓第二職業生涯，成為一名牧師。在《量子理論》中，他以深厚功力，在一百頁左右的篇幅中，帶領我們去領略量子世界的不可思議。這裏有薛定諤的貓、不確定性原理、波粒二象性，有科學研究中如熱帶日齣般突然顯現的曙光、1927年星光燦爛的索爾維會議、讓奧卡姆的威廉死不瞑目的多世界設想……

內容簡介

　　在物理學領域，量子理論是自牛頓以來具革命性的發現。《量子理論》以簡明的、非數學式的語言，剖析瞭一些奇異古怪又激動人心的觀念，正是這些觀念，使亞原子世界與我們的日常世界如此迥異。約翰·波爾金霍恩清晰而透徹地探討瞭不確定性、不可預見性、波粒二象性以及懸而未決的測量問題等，為量子理論這一物理學史上偉大的發現、20世紀傑齣的智力成就之一揭開麵紗。

作者簡介

　　約翰·波爾金霍恩，英國聖公會牧師，英國皇傢學會會員。1968至1979年任劍橋大學數學物理學教授，後任皇後學院院長。因在科學、宗教、醫學倫理等方麵的傑齣貢獻，1997年被女王伊麗莎白二世封為爵士。著有《量子世界》（1986）、《一位物理學傢的信仰》（1994）、《科學與神學》（1998）等。

精彩書評

　　★約翰·波爾金霍恩將人類認識領域一次極為神秘、令人睏惑的革新描繪得栩栩如生，使它不再難以理解。
　　——牛津大學 彼得·阿特金斯
　　
　　★確實，閱讀瞭這本小冊子之後，我又重新理解瞭過去以為已經理解的各種理論，多世界也好，測量問題也好，意識在量子世界扮演的角色也好。反正，這是一本值得任何對自然抱有好奇心的人靜下心來認真看一遍的書。
　　——物理學教授、中山大學天文與空間科學研究院院長 李淼

目錄

緻謝
前言
1 經典物理的缺陷
2 曙光顯現
3 日益加深的睏惑
4 進一步發展
5 相聚
6 教訓與價值
術語錶
數學附錄
索引
英文原文

精彩書摘

　　《量子理論》：
　　第二章 曙光顯現
　　量子理論的第二種錶述被稱為波動力學是非常恰當的。它的成熟版本是奧地利物理學傢埃爾溫?薛定諤發現的。但是，在稍早一點的時間，波動力學已經在正確的方嚮上邁齣瞭一步，由年輕的法國貴族路易斯?德布羅意王子完成（數學附錄5）。德布羅意提齣一個大膽的建議：如果波動的光也可以錶現齣粒子的性質，人們也許可以相應地預期粒子—比如電子—同樣能錶現齣波動性。通過擴大普朗剋公式的應用，德布羅意能夠用定量的形式描述這個想法。普朗剋已經使能量的粒子性質與頻率的波動性質成比例。德布羅意建議，另一個粒子性質—動量（一個重要的物理量，定義明確且大體上對應於粒子持續運動的能力），應該類似地與另一個波動性質—波長相關，相關比例係數還是普朗剋的普適常數。這種等價性提供瞭一種微型詞典，可以把粒子翻譯成波，或者將波翻譯成粒子。1924年，德布羅意在他的博士論文中展示瞭這些想法。巴黎大學當局非常懷疑這類異端觀念，但是幸運的是，他們暗地裏谘詢瞭愛因斯坦。愛因斯坦認可瞭這位年輕人的纔華，德布羅意也被授予博士學位。在短短幾年之內，美國戴維遜和傑默以及英國喬治?湯姆森的實驗都能夠證明，一束電子與晶體晶格相互作用時存在電子乾涉圖樣，從而證實瞭電子確實能夠錶現齣波動行為。路易斯?德布羅意在1929年被授予諾貝爾物理學奬。（喬治?湯姆森是約瑟夫?湯姆森的兒子。人們經常說，父親贏得諾貝爾奬是因為證實電子是一個粒子，而兒子贏得諾貝爾奬是因為證實電子是一種波。）
　　德布羅意提齣的想法建立在對自由運動粒子性質的討論之上。為瞭實現一個完整的動力學理論，需要做更深入的推廣，以便允許在理論中加入相互作用。這是薛定諤成功解決的問題。早在1926年，他就發錶瞭現在以他名字命名的著名方程（數學附錄6）。引導他發現方程的方法是通過與光學進行類比。
　　雖然19世紀的物理學傢認為光是由波組成的，但是他們並沒有總是用成熟的波動計算技術去獲知發生的情況。如果與定義問題的尺寸相比，光的波長較小，就有可能引入一個極其簡單的方法。這個方法就是幾何光學。幾何光學把光視為按直綫傳播，並按照簡單的規則進行反射和摺射的射綫。今天中學物理中基本的棱鏡和平麵鏡係統的計算就是按照相同的方式在進行，計算者根本不需要擔心復雜的波動方程。應用在光上的射綫光學是比較簡單的，類似於在質點力學中畫軌跡。如果質點力學僅僅是更基礎的波動力學的一個近似，薛定諤認為波動力學可以通過逆嚮思考來發現，類似於從波動光學導齣幾何光學。按照這個方法，他發現瞭薛定諤方程。
　　在海森堡嚮物理學界介紹他的矩陣力學理論後僅幾個月，薛定諤就發錶瞭他的想法。那時，薛定諤38歲。這提供瞭一個傑齣的反例，否定瞭理論物理學傢做齣真正的原創工作是在25歲之前的斷言—這個斷言有時是科學傢以外的人做齣的。薛定諤方程是量子理論的基本動力學方程。它是偏微分方程中相當簡單的一類，也是那時物理學傢非常熟悉的一種，對這種方程物理學傢已經擁有數學求解技術的強大積纍。薛定諤方程用起來要比海森堡新奇的矩陣方法容易得多。人們立刻就可以開始工作，將這些想法應用到多種多樣的具體物理問題上。對於氫原子光譜，薛定諤自己能夠從他的方程推導齣巴耳末公式。這個計算顯示瞭玻爾在他對舊量子理論極富創造力的修補當中，距離真相究竟有多近，又有多遠。（角動量是重要的，但其重要性並不體現在玻爾提齣的方式中。）
　　很明顯，海森堡和薛定諤已經取得瞭不俗的進展。然而乍一看，他們提齣新思路的方式是如此不同，以至於看不清楚是他們做齣瞭同樣的發現、僅是錶述不同，還是他們提齣的原本就是兩個競爭性的提議（見數學附錄10的討論）。重要的澄清工作隨後很快齣現，其中哥廷根大學的馬剋斯?玻恩和劍橋大學的保羅?狄拉剋做齣瞭非常重大的貢獻。很快就確定有一個基於一般原理之上的理論，其數學描述可以錶現為許多等價的形式。這些一般原理最終在狄拉剋的《量子力學原理》一書中得到明確闡述。該書首次齣版於1930年，是20世紀的一個智慧經典。其第一版的序言以看似簡單的陳述開始：“在本世紀，理論物理學方法的發展經曆瞭一次巨變。”我們現在必須考慮這次巨變帶來的物理世界本質的變革。
　　可以這麼說，我學習的量子力學是絕對可靠的。也就是說，我聆聽瞭狄拉剋在劍橋講授的著名的量子理論課程，該課程持續瞭30年。聽眾不僅包括像我這樣的大四本科生，還經常有資深的拜訪者。這些拜訪者理所當然地認為，從一個量子理論的傑齣人物口中再聽一遍他的課程是種特彆的榮幸，雖然他們可能已經非常熟悉課程的大緻內容。講座幾乎完全是按照狄拉剋那本書的結構進行的。令人印象深刻的是，狄拉剋完全沒有強調他本人對這些偉大發現所做齣的貢獻。我已說過，狄拉剋屬於一類科學聖人，其內心純淨，目標明確。講座令人如癡如醉，其清晰度和論點的磅礴展開，就如同巴赫賦格麯的發展一樣令人舒心且看似必然。講座沒有使用任何形式的修辭手法，但是在講座開始時，狄拉剋允許自己做一些適當的舞颱動作。
　　他拿起一支粉筆，摺成兩半，一段放在講颱的這一邊，一段放在講颱的那一邊。然後狄拉剋說，從經典的角度看，一個狀態是這支粉筆在“這兒”，一個狀態是這支粉筆在“那兒”，而且這是僅有的兩種可能性。然而，將粉筆換成電子，在量子世界中電子不僅有“這兒”和“那兒”的態，還有一大堆其他的態。這些態是兩種可能性的混閤體—一點“這兒”態和一點“那兒”態的疊加。量子理論允許態的混閤疊加，但是在經典物理中態是彼此排斥的。正是這種有悖常理的幾率疊加區分瞭量子世界和日常經典物理世界（數學附錄7）。用專業術語來說，這個新的可能性被稱為疊加原理。
　　……

前言/序言

量子理論：一次穿越微觀宇宙的思維探險 在人類探索宇宙奧秘的宏偉畫捲中，量子理論無疑是最為璀璨奪目、也最具顛覆性的一筆。它並非一股憑空齣現的思潮，而是建立在數個世紀以來物理學與哲學思想碰撞、融閤的堅實基礎上，是對我們理解世界最深刻的重塑。這本書，旨在引領您進行一次穿越微觀宇宙的思維探險，去領略那些挑戰我們直觀認知、卻又無比真實存在的奇妙現象。 想象一下，我們日常所見的宏觀世界，物體擁有確定的位置和速度，能量可以連續傳遞，因果關係清晰可見。然而，當我們把目光投嚮原子、電子、光子這些構成萬物的基本粒子時，一切都變得截然不同。在這裏，“模糊”和“概率”成為瞭主鏇律，粒子既可以是波，也可以是粒子；能量不是連續的，而是以一個個離散的“量子”形式存在；觀察者的行為甚至會影響到被觀察的對象。量子理論正是這樣一套解釋微觀世界運行規律的全新語言。 量子理論的誕生：一場突破性的革命 要理解量子理論，我們必須迴到它的起源。在20世紀初，一係列實驗觀測到的現象，如黑體輻射、光電效應等，無法用經典的物理學理論來解釋。普朗剋提齣的能量量子化假設，雖然最初是為瞭解決黑體輻射問題，卻意外地打開瞭通往一個全新物理學時代的大門。他認為，能量不是連續地發射或吸收，而是以一份份不可分割的能量子（量子）的形式進行，每一個能量子的能量與光的頻率成正比。這一看似微小的數學假設，卻猶如一顆投入平靜湖麵的石子，激起瞭巨大的漣漪，徹底動搖瞭經典物理學的根基。 緊隨其後，愛因斯坦在解釋光電效應時，進一步提齣瞭光量子（光子）的概念，證實瞭光除瞭波動性外，還具有粒子性。這一“波粒二象性”的概念，成為瞭量子力學最核心、也最具爭議的基石之一。試想一下，一個微小的實體，時而像流水般彌散開來，時而又像一顆顆獨立的彈珠般撞擊。這不僅挑戰瞭我們對物質形態的傳統認知，更開啓瞭對“實在”本質的深刻哲學反思。 波函數與概率：微觀世界的“不確定性” 海森堡的不確定性原理，則是量子理論中另一塊舉世矚目的基石。它指齣，我們無法同時精確地測量一個粒子的位置和動量。你對一個量測得越精確，對另一個量就越不確定。這並非是我們測量儀器的局限，而是微觀粒子本身固有的屬性。這是否意味著宇宙的運行本質上充滿瞭不確定性？或者，我們對“確定性”的理解，本身就需要被量子理論重新定義？ 薛定諤方程，則為描述量子係統隨時間演化的行為提供瞭一個數學框架。通過這個方程，我們可以計算齣量子係統的“波函數”。這個波函數本身並不直接對應物理實在，而是描述瞭粒子在某個位置齣現或者具有某種能量的概率。一旦進行測量，波函數就會“坍縮”，粒子就會呈現齣確定的狀態。這種“概率波”的概念，以及測量過程中發生的“坍縮”，是量子理論最令人費解，也最引人入勝的部分之一。它似乎暗示著，微觀世界並非遵循著我們熟悉的、由確定因果鏈構成的“機械論”模型，而是一種更加模糊、概率性的存在。 量子疊加與糾纏：超越經典直覺的現象 量子疊加原理，更是將這種“模糊性”推嚮瞭極緻。一個量子係統，在被觀測之前，可以同時處於多種可能狀態的疊加態。直到測量發生，它纔會“選擇”其中一種狀態而顯現。著名的“薛定諤的貓”思想實驗，正是為瞭形象地說明這一原理的詭異性：一隻貓同時處於“死”和“活”的疊加狀態，直到我們打開箱子觀察。這一概念，不僅在理論上極其重要，也為量子計算等新興技術提供瞭可能性——一個量子比特（qubit）可以同時錶示0和1，從而實現遠超經典計算機的並行計算能力。 而量子糾纏，則更為離奇。當兩個或多個粒子發生糾纏後，它們的狀態就緊密地聯係在一起，無論它們相距多遠，對其中一個粒子的測量會瞬時地影響到另一個粒子的狀態。愛因斯坦曾將這種現象稱為“幽靈般的超距作用”，因為它似乎違背瞭狹義相對論中信息傳播速度不能超過光速的限製。然而，大量的實驗已經證實瞭量子糾纏的真實存在。這種跨越空間、超越時間的聯係，正在顛覆我們對“局域性”和“實在性”的理解。 量子理論的意義與未來：重塑科學與技術 量子理論的齣現，不僅僅是對物理學的一次革命，它也深刻地影響瞭化學、材料科學、生物學等眾多學科。理解原子的結構、化學鍵的形成、半導體的性質，都離不開量子力學的指導。 更重要的是，量子理論正以前所未有的方式塑造著我們的未來。量子計算，有潛力解決目前經典計算機無法處理的復雜問題，例如藥物研發、材料設計、金融建模等。量子通信，則能夠實現理論上絕對安全的加密，為信息安全帶來革命性的保障。量子傳感，可以實現前所未有的高精度測量，推動科學研究和技術應用邁嚮新高度。 然而，量子理論的深邃之處，也留下瞭許多未解之謎。關於波函數坍縮的機製，關於量子測量與經典世界界限的劃分，關於量子引力的統一理論，這些都是科學傢們仍在孜孜不倦探索的領域。 這本書，將帶領您一步步走進量子理論的奇妙世界，從最基礎的概念齣發，逐漸深入到那些令人驚嘆的現象和深邃的哲學含義。它不會提供一套簡單的答案，而是邀請您一同思考，一同探索，一同感受科學最前沿的魅力。準備好您的思維，讓我們一同啓程，去領略這個由概率、疊加和糾纏構成的，既微小又宏大的量子宇宙。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我買瞭很多自認為“科普”的書，結果發現它們要麼是過於學術化，讓人讀起來像在啃磚頭，要麼就是為瞭追求通俗而犧牲瞭核心概念的準確性，讀完後感覺收獲的隻是一些似是而非的概念。我對這本“牛津通識讀本”的期待，主要集中在它的“通識”二字上。我希望它能像一位經驗豐富的老師，耐心地引導我走齣量子世界的迷霧，而不是直接把我扔到知識的海洋裏自生自滅。我尤其關注它對量子糾纏的處理方式，這是我聽過最令人費解的概念之一。如果作者能用清晰的邏輯鏈條，一步步拆解這個“鬼魅般的超距作用”，讓我哪怕隻是在腦海中勾勒齣一個大緻的圖像，我就非常滿意瞭。我更在乎的是理解思維方式的轉變，而不是背誦公式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的篇幅設定讓我感到有些許警惕，同時也充滿瞭挑戰的誘惑。量子力學本身的復雜性意味著，任何試圖在有限篇幅內涵蓋其精髓的嘗試都可能麵臨取捨的睏境。我非常好奇作者是如何進行這種“瘦身”的。是果斷地捨棄瞭那些復雜的數學推導，隻保留概念的哲學內核？還是巧妙地用語言的魔力來概括那些原本需要微積分支撐的論證？我個人傾嚮於後者，即用極高的概括能力來提煉核心思想。如果它能在我通勤的路上，或者在睡前的半小時裏，就能提供一次精神上的“高強度訓練”，讓我能跟得上稍微深入一點的討論，那它就完全達到瞭我的預期。

評分☆☆☆☆☆

從購買的動機來看，我更看重的是這本書能否成為我進入更深層次研究的一個“跳闆”，而不是最終的目的地。我需要它提供一套清晰的“地圖”，標明量子理論的主要區域和地標。例如，我希望能清楚地區分薛定諤方程的意義、矩陣力學的核心觀點，以及哥本哈根詮釋的關鍵假設。如果讀完後，我能帶著一串清晰的、有條理的問題去進行下一階段的學習——比如，為什麼不同的詮釋會導緻不同的哲學含義——那麼這本書的引導作用就非常成功瞭。我希望它能提供足夠的深度，讓我感受到這個領域的魅力和挑戰，同時又不會讓我因為起點過高而望而卻步。

評分☆☆☆☆☆

作為一名業餘愛好者，我最怕的就是那種“蜻蜓點水”式的介紹，隻羅列一堆名詞卻不解釋其深刻含義。我希望這本小冊子能提供一個堅實的“骨架”，讓我知道量子理論的基石是什麼，它是如何顛覆瞭我們對經典物理的看法的。我希望它能清晰地勾勒齣普朗剋、玻爾、海森堡等先驅們在探索過程中遇到的思想衝突和理論突破的脈絡。畢竟，科學史本身就是一場引人入勝的戲劇。如果能通過閱讀瞭解當時科學傢們是怎樣一步步被實驗結果推著走，最終不得不接受那些反直覺的結論，那會比單純記住結論更有教育意義。我希望它不僅僅是知識的搬運工，更是思想變革的記錄者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得很有吸引力，色彩搭配和排版都顯得很專業，那種深邃的藍色調和抽象的幾何圖形立刻抓住瞭我對物理學，尤其是量子領域的興趣。我一直對“不確定性”和“疊加態”這些概念感到好奇，總覺得它們既神秘又充滿瞭哲學的意味。這本書的標題也很有意思，“非常短的介紹”，這讓我這個對量子力學知之甚少的人感到壓力減輕瞭不少，畢竟，我可不想一頭紮進那些晦澀難懂的數學公式裏。我期待它能用一種非常直觀、易懂的方式，幫我搭建起一個初步的認知框架，讓我能對這個常常被媒體渲染得神乎其神的主題有一個清晰的、非科幻的理解。我希望能看到作者如何巧妙地平衡嚴謹性和可讀性，將那些抽象的概念，比如波粒二象性，用日常生活的類比來解釋。這本書如果能成功地激發我對更深入學習的興趣，那它的價值就已經非常大瞭。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。

評分☆☆☆☆☆

數學這本書很好看，很有用

評分☆☆☆☆☆

買紙版本來隻是收藏的，居然是中文版後麵附帶英文版，賺瞭！

評分☆☆☆☆☆

嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。嗬嗬 非常好 我覺得。

評分☆☆☆☆☆

喜歡牛津通識讀本係列的書，可以學到好多專業知識，不錯不錯。

評分☆☆☆☆☆

有英文原文，內容清晰明瞭

評分☆☆☆☆☆

作者用非常通俗的語言和生動的例子，傳遞瞭數學思維的某些重要特徵。值得一看

評分☆☆☆☆☆

東西很好，是正品，優惠力度大，配送速度快！