| 量子菜根谭-量子理论专题分析-(第2版) |
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2020-07-24 00:00:00 |
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量子菜根谭-量子理论专题分析-(第2版) 内容简介
本书广泛、深入地考察了现代量子理论的理论基础，归纳为29个专题。它们大多是些疑惑、困难、争论、流传错误的问题，也有部分前沿热点问题，范围涵盖量子力学、高等量子力学、量子统计、量子信息、量子场论诸领域。鉴于现代量子理论已经成为当代物理学各分支学科的共同理论基础，并且正在成为整个现代自然科学各门学科的共同理论基础，更鉴于整个量子理论经常被一层迷惘甚至误解的薄雾所笼罩，朦朦胧胧，“能理解度”较差，因而实行不回避问题的考量十分必要和重要。书中叙述通常始于就事论事，继以分析提高，归于自然观和方法论，尽力得出某些经验和教训，重点在于物理内涵的剖析。这是一本重要的参考书，可以为学过量子力学的大学生、研究生、教师和研究工作者提供进一步思考的空间与启迪的线索；对于广大科技工作者，它也是一本有关自然观、方法论和量子理论内涵分析的有益的参考书。
量子菜根谭-量子理论专题分析-(第2版) 目录
第1讲young氏双缝实验→广义young氏双缝实验→qubit——物理概念:“量子力学的心脏”
1.1令人为难的young氏双缝实验解释
1.2young氏双缝实验解释中常见的错误和缺点
1.3实验中电子究竟是怎样穿过双缝的?
1.4young氏双缝实验的两个理论计算
1.5各种翻版的young氏双缝实验，广义young氏双缝实验
1.6关于大强度电子束入射young氏双缝实验问题
1.7分析与结论:广义qubit13第2讲无限深方阱粒子动量波函数的争论——“量子力学的数学是错的”?！2.1无限深方阱模型简单回顾
2.2pauli和landau的矛盾——基态动量波函数的不同解
2.3矛盾分析与结论
2.4设想实验的佐证
2.5产生问题的根源
［附注］pauli结果是landau结果在a/
?euclid extrahap→∞时的极限第3讲自由定态球面波解争论和中心场自然边条件的由来——等式两边同除以零的后果！3.1前言
3.2eikr/r是自由粒子定态球面波解吗？
3.3从此处奇性说开去(ⅰ)——中心场r→0自然边条件的由来
3.4从此处奇性说开去(ⅱ)——δ函数的一些运算
3.5自由粒子定态球面波的正确解25[][]量子菜根谭——量子理论专题分析（第2版）目录[][]第4讲量子测量的理论基础、广义测量——量子测量理论几点附注(ⅰ)4.1前言
4.2量子测量基础——唯象模型分析
4.3量子测量分类
4.4局域测量——广义测量与povm(正算符测度分解)
4.5neumark 定 理
4.6非破坏测量与弱测量37第5讲量子光学部分器件作用分析，测量导致退相干——量子测量理论几点附注(ⅱ)5.1量子光学部分器件作用分析
5.2测量导致退相干模型(ⅰ)——von neumann测量模型
5.3测量导致退相干模型(ⅱ)——kraus模型
5.4测量导致退相干模型(ⅲ)——neumann?hepp?coleman?kraus模型44第6讲量子测量中主观性与客观性的对立统一，小结——量子测量理论几点附注(ⅲ)6.1引言
6.2预选择、后选择；半透片
6.3mach?zehnder干涉仪与延迟选择
6.4young氏双缝实验中的后选择
6.5预选择、后选择与相干性恢复
6.6量子测量解释现状小结53第7讲电子怎样从空间一个观测点运动到另一个观测点?——没有轨道的“轨道”！7.1电子怎样从空间一个观测点运动到另一观测点？
7.2dirac、pauli、wheeler、feynman等人的回答
7.3量子自由运动随机性分析57第8讲1/2自旋的电子与中子——不同于“矢量”的“旋量”8.11/2自旋算符计算补充
8.2两个核子间非相对论性相互作用的唯象推导
8.3级联stern?gerlach装置对自旋态的分解与合成
8.4纯自旋算符hamiltonian求解
8.5中子干涉量度学(neutron?spinorinterferometry)几个著名实验72第9讲从量子zeno佯谬到量子zeno效应——越看越烧不开的“量子水壶”9.1量子zeno佯谬成了量子zeno效应
9.2量子zeno效应存在的理论论证与分析
9.3量子zeno效应的某些应用
9.4量子反zeno效应——又成了“zeno佯谬”？82第10讲1/2自旋密度矩阵的bloch球分解——很含糊的“可道”之“道”！10.1纯态与混态，两能级系统
10.21/2自旋单体密度矩阵的bloch球表示与bloch球分解
10.3混态概念的含糊性，与温度比较92第11讲超冷全同原子bose?einstein凝聚体的feshbach共振——可爱的自由度11.1序言
11.2超冷全同雾状原子bose?einstein凝聚相变的定性半定量估算
11.3低能共振散射
11.4超冷全同原子凝聚体feshbach共振(ⅰ)——基本理论
11.5超冷全同原子凝聚体feshbach共振(ⅱ)——多体效应110第12讲“一次量子化”与“二次量子化”——“古怪”与“不古怪”12.1前言
12.2量子力学的建立——何必借助这个“无厘头”的一次量子化
12.3maxwell场协变量子化——需要“鬼光子”的一次量子化
12.4“schr?dinger场”的二次量子化——逻辑结论,不古怪
12.5自作用“schr?dinger场”的二次量子化——再次不古怪
12.6二次量子化方法评论——有理性基础的推广139第13讲现有的量子理论是线性的?！——这是一个很大的误解!13.1前言
13.2通常schr?dinger方程给人的错觉！
13.3误解之一——量子力学线性性质的终极性，不可能建立非线性量子力学？！
13.4误解之二——量子理论是线性理论，必须并可以建立非线性量子理论？！
13.5误解之三——schr?dinger方程“线性化”“导出”pauli方程?！
13.6相互作用必定导致qt非线性！
13.7关于qt的“渐进自由态空间的量子态叠加原理”
13.8无自旋schr?dinger方程经过所谓“线性化”能够“导出”含
?euclid extrahap /2自旋的pauli方程?！
13.9qt的困难并不来源于“qt的线性性质”！150第14讲schr?dinger方程补充分析——“人为约定自由原理”及多体效应考量14.1前言
14.2单体定态解补充分析
14.3多体效应分析之一——自然规律的“人为约定无效原理”
14.4多体效应分析之二——对应原理失效原因分析156第15讲再论物理学中的“人造事物”、奇性与和谐——“可道”之“道”的关联分析:自然规律三原理15.1“人造事物”与奇性引论
15.2δ函数势与概率流守恒及波函数导数连续
15.3中心场负幂次势v(r)=-β/rn(r→0)奇性分析，波函数塌缩问题
15.4连续谱中束缚态问题
15.5平面波散射发散问题
15.6“可道”之“道”的启示: 自然规律三原理166第16讲量子统计基础的一些考量——合抱之木，生于毫末16.1前言
16.2近独立全同粒子平衡态系综统计理论的基本公设
16.3两个公设的初步分析
16.4第三公设——pauli基本定理证明及分析172第17讲时间反演不变性、演化可逆性及能谱下确界——兼及dirac符号是“有缺陷的美”17.1量子系统hamiltonian能谱必须有下界
17.2自由粒子波包弥散——时间反演对称性不等价于演化可逆性
17.3反幺正变换与dirac符号的局限性184第18讲可观测性、完备性与中心场塌缩——三者的含义与关联18.1力学量可观测性与其算符本征函数族的完备性
18.2几个相关问题的分析
18.3力学量算符本征函数族完备性的几个定理
18.4c?h定理的应用
18.5小结:可观测性、完备性、波函数塌缩的关联分析197第19讲位相算符与位相差算符——取决于“算符的指数”!19.1算符指数与atiyah?singer定理
19.2算符幺正分解与引入位相算符的可行性
19.3boson与fermion算符的位相算符和位相差算符202第20讲量子理论内在逻辑自洽性分析——又一个常被忽视的基本问题20.1前言
20.2nrqm内在逻辑自洽性分析
20.3rqm内在逻辑自洽性分析(ⅰ)——klein?gordon方程作为单粒子量子力学方程的缺陷
20.4rqm内在逻辑自洽性分析(ⅱ)——dirac方程作为单粒子量子力学方程的缺陷
20.5qft内在逻辑自洽性分析
20.6总结222第21讲berry相位争论分析——可积与不可积？动力学与几何？21.1前言
21.2关于berry相位的争论
21.3“berry相位本质”争论的澄清
21.4berry相位几何本质的再澄清
21.5小结237第22讲传统量子绝热理论的不足与解决——“后berry”量子绝热理论22.1前言
22.2传统量子绝热理论及存在的问题
22.3berry后的绝热理论(ⅰ)——绝热不变基
22.4berry后的绝热理论(ⅱ)——绝热不变基的变系数展开
22.5berry后的绝热理论(ⅲ)——例算与分析
22.6berry后的绝热理论(ⅳ)——与berry相位的关联250第23讲高量散射理论教材和讲授问题商榷——三个层次与三个要23.1前言
23.2量子散射理论要点回忆
23.3高量散射理论讲授中常见偏颇商榷
23.4高量散射理论讲授建议三“要”261第24讲量子态叠加和纠缠与“定域物理实在论”的矛盾——一论einstein“定域实在论”24.1einstein“定域物理实在论”
24.2量子态叠加原理与“物理实在论”的矛盾
24.3量子纠缠与“物理实在论”的矛盾
24.4epr“物理实在论”与qt矛盾小结269第25讲bell?chsh?ghz?hardy?cabello空间关联非定域性研究路线述评——二论einstein“定域实在论”25.1qt的空间非定域性
25.2epr佯谬所引起的bell不等式路线
25.3chsh不等式及其*大破坏
25.4ghz定理
25.5hardy不等式
25.6cabello不等式
25.7bell?chsh?ghz?hardy?cabello路线评述(ⅰ)——bell型空间非定域性本质
25.8bell?chsh?ghz?hardy?cabello路线评述(ⅱ)——理论路线简略评论284第26讲量子理论与相对论性定域因果律相互融洽？！——三论einstein“定域实在论”26.1前言
26.2因果律与相对论性定域因果律
26.3与相对论性定域因果律矛盾的qt禀性——qt因果性分析(ⅰ)
26.4塌缩—关联塌缩不是因果关联?——qt因果性分析(ⅱ)
26.5feynman公设路径分析——qt因果性分析(ⅲ)
26.6qt的因果观——qt因果性分析(ⅳ)293第27讲量子态teleportation——首次实验、评论、四代teleportation27.1quantumteleportation方案——量子态的超空间传送——**代量子态超空间传送
27.2对首次实验的评论与改进
27.3quantum swapping——量子纠缠的超空间制造——第二代量子态超空间传送
27.4open?destination teleportation——非定域存储的超空间传送——第三代量子态超空间传送
27.5two?qubit composite systemteleportation——复合体系量子态的超空间传送——第四代量子态超空间传送
27.6量子态超空间传送的普遍理论方案
27.7量子态超空间传送的奇异性质307第28讲广义量子擦洗——恢复与建立相干性技术28.1前言
28.2不确定性关系和波包交叠——单粒子态的量子擦洗
28.3正交再分解——单粒子不同组分态的量子擦洗
28.4ghjw定理——混态的纠缠纯化与广义量子擦洗
28.5swapping——遥控相干性恢复技术
28.6全同性原理应用——全同多粒子态的相干性恢复技术316第29讲论波粒二象性——“大道归一,返璞归真”29.1波粒二象性是微观粒子*基本的内禀性质
29.2此禀性是不确定性关系的物理根源
29.3此禀性是全同性原理的物理根源
29.4此禀性是保证二次量子化成功的充要条件
29.5此禀性是feynman公设的物理基础
29.6此禀性必定导致qt的空间非定域性
29.7此禀性必定导致qt的纠缠叠加与或然性327附录a科学、物理学、量子力学(提纲)328a.1前言
a.2西方近代科学
a.3科学中的物理学
a.4物理学中的量子力学332附录beinstein的有神论与宗教观336附录c量子物理百年回顾（转录）338附录d盲人摸大象图346内容索引347第1讲广义young氏双缝实验——“量子力学的心脏”1.1令人为难的young氏双缝实验讲述
1.2young氏双缝实验讲述中经常出现的错误
1.3实验中电子究竟是怎样穿过双缝的?
1.4young氏双缝实验的两个理论计算
1.5各种翻版young氏双缝实验，广义young氏双缝实验
1.6大强度电子束入射的young氏双缝实验
1.7分析与结论 13第2讲无限深方阱粒子动量波函数的争论——“量子力学的数学是错的”2.1无限深方阱模型简单回顾
2.2pauli和landau的矛盾——基态动量波函数的不同解
2.3矛盾分析与结论
2.4设想实验的佐证
2.5产生问题的根源20第3讲自由定态球面波解争论和中心场自然边条件的由来——等式两边同除以零的后果3.1前言
3.2eikr/r是自由粒子定态球面波解吗？
3.3从此处奇性说开去(ⅰ)——中心场自然边条件的由来
3.4从此处奇性说开去(ⅱ)——δ函数的一些运算
3.5自由粒子定态球面波的正确解25第4讲量子测量的理论基础、广义测量——量子测量理论几点附注(ⅰ)4.1前言
4.2量子测量基础——唯象模型分析
4.3von neumann正交测量模型
4.4量子测量分类
4.5局域测量——广义测量与povm(正值算符测度)
4.6neumark定理与考虑povm的ghjw定理
4.7非破坏测量39[][]量子菜根谭——量子理论专题分析目录[][]第5讲量子光学部分器件作用分析，测量导致退相干——量子测量理论几点附注(ⅱ)5.1量子光学部分器件作用分析
5.2测量导致退相干模型
5.3量子测量问题小结48第6讲量子测量中主观性与客观性的对立统一——量子测量理论几点附注(ⅲ)6.1引言
6.2预选择、后选择；半透片
6.3mach?zehnder干涉仪——延迟选择
6.4young氏双缝实验中的后选择
6.5预选择、后选择与相干性恢复
6.6小结57第7讲电子怎样从空间一个观测点运动到另一观测点?——没有轨道的“轨道”！7.1电子怎样从空间一个观测点运动到另一观测点？
7.2dirac、pauli、wheeler、feynman等人的回答
7.3量子自由运动随机性分析60第8讲1/2自旋的电子与中子——不同于“矢量”的“旋量”8.11/2自旋算符计算补充
8.2两个核子间非相对论性相互作用的唯象推导
8.3级联stern?gerlach装置对自旋态的分解与合成
8.4纯自旋算符hamiltonian求解
8.5中子干涉量度学(neutron?spinorinterferometry)几个著名实验75第9讲从量子zeno佯谬到量子zeno效应——越看越烧不开的“量子水壶”9.1量子zeno佯谬成了量子zeno效应
9.2量子zeno效应存在性的理论论证与分析
9.3量子zeno效应的某些应用
9.4量子反zeno效应——又成了“zeno佯谬”?86第10讲1/2自旋密度矩阵的block球分解——很含糊的“可道”！10.1纯态与混态，两能级系统
10.21/2自旋单体密度矩阵的block球表示
10.3混态概念的含糊性，与温度比较96第11讲超冷全同原子bose?einstein凝聚体的feshbach共振——可爱的自由度11.1序言
11.2超冷全同雾状原子bose?einstein凝聚相变的定性半定量估算
11.3低能共振散射
11.4超冷全同原子凝聚体feshbach共振(ⅰ)——基本理论
11.5超冷全同原子凝聚体feshbach共振(ⅱ)——多体效应116第12讲“一次量子化”与“二次量子化”——“古怪”与“不古怪”12.1前言
12.2量子力学的建立——“无厘头”的一次量子化
12.3maxwell场协变量子化——需要“鬼光子”的一次量子化
12.4“schr?dinger场”的二次量子化——其实不古怪
12.5自作用“schr?dinger场”二次量子化——再次的不古怪
12.6二次量子化方法评论——可以理解的古怪147第13讲现有的量子理论是线性的?——这是一个很大的误解!13.1前言
13.2通常schr?dinger方程给人的错觉
13.3误解之一——量子力学线性性质的终极性，不可能建立非线性量子力学
13.4误解之二——量子理论是线性理论，必须并可以建立非线性量子理论
13.5误解之三——schr?dinger方程“线性化”“导出”pauli方程
13.6相互作用必定导致qt的非线性
13.7关于qt的“渐进自由态空间的量子态叠加原理”
13.8无自旋schr?dinger方程经过所谓“线性化处理”能够“导出”含自旋的pauli方程?！
13.9qt的困难并不来源于“qt的线性性质”！158第14讲再论物理学中的“人造事物”——“可道”的附体“魔鬼”!14.1前言——人造事物概论
14.2δ?函数势与概率流守恒及波函数导数连续边条件
14.3中心场负幂次势v(r)=-β/rn(n>2),-β/r2与波函数塌缩问题
14.4连续谱中的束缚态问题
14.5平面波散射理论中的发散问题
14.6奇性势和奇性态(非物理态)问题的启示163第15讲schr?dinger方程补充分析——方程若干再考量15.1前言
15.2定态解稳定性的理解
15.3中心场定态解球对称性缺失的理解
15.4两个独立解问题
15.5定域规范变换不变性到定域规范变换不变原理
15.6势垒内部情况分析
15.7对应原理失效分析169第16讲量子统计基础的一些考量——合抱之木，生于毫末16.1前言
16.2近独立全同粒子平衡态系综统计理论的基本假设
16.3两个假设的初步分析
16.4第三假设——统计与自旋关系的pauli基本定理175第17讲时间反演不变性、演化可逆性及能谱下确界——兼及dirac符号是“有缺陷的美”17.1量子系统hamiltonian的能谱必须有下界
17.2自由粒子波包弥散——时间反演不变性并不等价于演化可逆性
17.3反幺正变换与dirac符号的局限性186第18讲可观测性与完备性——常被忽略的基本问题18.1力学量可观测性与其算符本征函数族的完备性
18.2一些相关问题的分析
18.3力学量算符本征函数族完备性的几个定理
18.4c?h定理的应用195第19讲位相算符与位相差算符——取决于算符的指数!19.1算符指数与atiyah?singer定理
19.2算符幺正分解与引入位相算符的可行性
19.3boson与fermion算符的位相算符和位相差算符203第20讲量子理论内在逻辑自洽性分析——又一个常被忽略的基本问题20.1前言
20.2nrqm内在逻辑自洽性分析
20.3rqm内在逻辑自洽性分析(ⅰ)——klein?gordon方程作为量子力学方程的缺陷
20.4rqm内在逻辑自洽性分析(ⅱ)——dirac方程作为量子力学方程的缺陷
20.5qft内在逻辑自洽性分析
20.6总结224第21讲berry相位争论分析——可积与不可积？动力学与几何？21.1前言
21.2关于berry相位的争论
21.3“berry相位本质”争论的澄清
21.4berry相位几何本质的再澄清
21.5小结239第22讲传统量子绝热理论的不足与解决——“后berry”量子绝热理论22.1前言
22.2传统量子绝热理论及存在的问题
22.3berry后的绝热理论(ⅰ)——绝热不变基
22.4berry后的绝热理论(ⅱ)——绝热不变基的变系数展开
22.5berry后的绝热理论(ⅲ)——例算与分析
22.6berry后的绝热理论(ⅳ)——与berry位相的关联252第23讲态的叠加纠缠与“定域物理实在论”的矛盾——一论einstein“定域实在论”23.1einstein“定域物理实在论”
23.2态叠加原理与“物理实在论”的矛盾
23.3量子纠缠与“物理实在论”的矛盾
23.4epr“物理实在论”与qt矛盾小结259第24讲bell?chsh?ghz?hardy?cabello空间关联非定域性研究路线述评——二论einstein“定域实在论”24.1qt的空间非定域性
24.2epr佯谬所引起的bell不等式路线
24.3chsh不等式及其*大破坏
24.4ghz定理
24.5hardy定理
24.6cabello定理
24.7bell?chsh?ghz?hardy?cabello路线评述(ⅰ)——bell型空间非定域性本质
24.8bell?chsh?ghz?hardy?cabello路线评述(ⅱ)——理论路线简略评论275第25讲量子理论与定域因果律相互融洽？！——三论einstein“定域实在论”25.1前言
25.2因果律与相对论性定域因果律
25.3与相对论性定域因果律矛盾的qt禀性——qt因果性分析(ⅰ)
25.4塌缩—关联塌缩不是因果关联?——qt因果性分析(ⅱ)
25.5feynman公设路径分析——qt因果性分析(ⅲ)
25.6qt的因果观——qt因果性分析(ⅳ)284第26讲量子态teleportation——首次实验、评论、三代teleportation26.1quantum?teleportation方案——**代量子态超空间传送
26.2对首次实验的评论与改进
26.3quantum?swapping——量子纠缠的超空间制造——第二代量子态超空间传送
26.4open?destination teleportation——第三代量子态超空间传送
26.5量子态超空间传送的普遍理论方案
26.6量子态超空间传送的奇异性质297第27讲广义量子擦洗——恢复与建立相干性技术27.1前言
27.2不确定性原理和波包交叠——单粒子态的量子擦洗
27.3正交再分解——单粒子不同组分态的量子擦洗
27.4ghjw定理——混态纠缠纯化与广义量子擦洗
27.5swapping——遥控相干性恢复技术
27.6全同性原理应用——全同多粒子态的相干性恢复技术306第28讲论波粒二象性——“大道归一,返璞归真”28.1波粒二象性是微观粒子*基本的内禀性质
28.2此禀性是不确定性关系的物理根源
28.3此禀性是全同性原理的物理根源
28.4此禀性是保证二次量子化成功的充要条件
28.5此禀性是路径积分公设的物理基础
28.6此禀性必定导致qt的空间非定域性
28.7此禀性必定导致qt的纠缠叠加与或然性317附录a证明： a/
?euclid extrahap→∞时landau结果趋近于pauli结果318附录b科学、物理学、量子力学(提纲)319b.1前言
b.2西方近代科学
b.3科学中的物理学
b.4物理学中的量子力学323附录c量子物理百年回顾327附录deinstein的有神论与宗教观335附录es.weinberg《终极理论之梦》(节录)337附录f盲人摸大象图
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