极简量子力学读后感精选
《极简量子力学》是一本由张天蓉著作,中信出版社出版的精装图书,本书定价:45.00,页数:176,特精心收集的读后感,希望对大家能有帮助。
《极简量子力学》精选点评:
●够简 略贵
●读不下去了,读不懂学“极简”就容易读不懂....
●越读越不极简,写得真不简单。读起来真不流畅。还是上帝掷骰子读起来简单易懂
●easy
●适合文科生以及我这种外行理工生读
●适合回忆大学所学,然后就该看正规课本了
●“极简”两字仿佛看到我嘲笑别人看“小x带你看名画”的样子
●这么一小本书,好贵,果然跟量子力学相关的就很高端,内容精简,回味无穷
●2019.9.1 普朗克提出量子概念并得到了爱因斯坦的支持,量子的波粒二象性(双缝实验)导致了薛定谔提出的波函数分化出波尔的波函数概率分布,多宇宙等多种诠释。爱因斯坦到死也不相信海森堡的不确定性原理,因为他相信上帝不掷骰子。 所有的粒子可以分为费米子和玻色子,粒子自旋为整数的是玻色子,为半整数的是费米子。多个玻色子同时占据同一量子态,而两个费米子不能不能同时占据一个量子态。 量子应用包括核磁共振(自旋),激光器(精确光激发),新材料石墨烯,原子钟。 波尔与爱因斯坦的争论持续多年,到死也没能说服对方。总共经历了三轮,第一轮是波尔反驳爱因斯坦的上帝不掷骰子,波尔基本能化解爱因斯坦的攻势。第二轮是爱因斯坦提出光子盒实验,波尔虽然用广义相对论反击成功却终身对此耿耿于怀。第三轮是爱因斯坦的EPR详谬
●爱因斯坦26岁时提出光量子假说,玻尔28岁提出原子结构理论,31岁的德布罗意提出德布罗意波,海森堡24岁创立矩阵力学,37岁的薛定谔建立薛定谔方程……在这群纷至沓来的青年科学家的努力下,量子力学逐步走向成熟。
《极简量子力学》读后感(一):评《极简量子力学》
量子力学作为20世纪最伟大的两大物理理论之一,有可能是颠覆人类对世界认知的理论路径。进入20世纪,研究黑体辐射的普朗克、研究光电效应的爱因斯坦、研究原子结构的玻尔,纷纷将物理研究指向了“量子”,不可分割、不连续的最小单位。
普朗克认为,黑体辐射作为光(电磁波)和物质达到热力学平衡态时的一种现象,假设光波是非连续、一份一份地被辐射,每一份的能量与辐射光的频率成正比,比例就是普朗克常数。爱因斯坦认为,光电效应的产生只取决于光的频率,与光的强度无关,光强只决定于电子数目的多少。玻尔认为,原子中的电子轨道是量子化的,每个轨道对应于一定的能量,电子只能从一个轨道跃迁至另一个轨道,电子的能量不是可以连续而任意变化的,电子跃迁时释放和吸收的能量无法连续变化,只能是“一份一份”的。
在世纪的前半页,天才般的物理学家分两派,构筑了量子力学基石。哥本哈根学派中有提出原子结构理论的玻尔、创立矩阵力学和提出不确定性原理的海森堡、提出不相容原理的泡利、研究波函数统计学玻恩、提出狄拉克方程的狄拉克。另外一派人数不多、但都是大拿,提出光量子假说的爱因斯坦、提出德布罗意波的的德布罗意、提出波函数和薛定谔方程的薛定谔。双方的领军人物玻尔和爱因斯坦围绕着哥本哈根概率诠释开启了长期的论战,对量子力学的发展和完善提供了永恒的动力。
粒子在哪儿?在经典物理中,粒子任何时刻的状态都是空间中一个固定的点。在量子力学中,电子的运动则要由弥漫于整个空间的波函数来描述,每一个固定的点可以看作电子位置的“本征态”,电子在被测量之前某一刻的状态是所有固定点本征态按一定概率叠加而成的量子“叠加态”,对电子位置的测量被出现干扰,波函数坍缩为确定性的本征态。
推而广之,粒子的各种特征状态都是叠加态,包括粒子的位置、质量、速度,都是叠加态的存在,并不能确定某一时刻的具体信息,一旦测量就会坍缩为一个确定的本征态。海森堡不确定性原理指出的就是粒子的位置与动量不可能同时被确定,位置的不确定性越小,动量的不确定性就越大。哥本哈根学派解释,量子理论中的不确定性与经典世界中的不确定性不一样,是事务的内在本质,粒子的状态有与生俱来的随机性,没有隐藏得更深的隐变量。
量子力学中的粒子统计规律有两种,玻色–爱因斯坦统计和费米–狄拉克统计,根据粒子自旋的不同,将粒子分类为玻色子和费米子,自旋为整数的粒子为玻色子,比如自旋为1的光子,多个玻色子可以同时占据同一个量子态;自旋为半整数的粒子为费米子,比如自旋为1/2的电子,还有核内的质子、中子,两个费米子不能同时占据同一个量子态,也就是泡利不相容原理。
玻爱之争的最后一次交锋,是爱因斯坦、波多尔斯基和罗森从守恒律、确定性和局域性出发,设计的思维实验,提出了“EPR佯谬”。一个不稳定的大粒子衰变成两个同样的纠缠小粒子A和B,并获得动能,分别向相反的两个方向飞出去,假设粒子有“上”和“下”两种可能的自旋,根据角动量守恒,如果A自旋为上,B自旋一定是下,根据守恒律,它们的速度永远相等反向,它们的自旋取向也应该永远相反。根据确定性,可以准确测量A和B的位置、速度和自旋。测量A的速度和B的位置,就可获得B的速度和A的位置,违背不确定原理,再测量自旋,更荒谬。EPR的作者们得出结论:玻尔等人对量子理论的概率解释是站不住脚的。
玻爱争执中,爱因斯坦坚持量子纠缠的随机性背后可能藏有隐变量,玻尔一方则坚持认为微观规律的本质是随机的。那上帝到底掷不掷骰子?贝尔提出不等式来统计验证,如果一个系统存在隐变量,对某个量的统计测量结果就应该符合贝尔不等式,否则就不存在隐变量。在光子、原子、离子、超导比特、固态量子比特等许多系统中都验证了贝尔不等式,定域实在论是失败的。
量子力学是固体物理理论的基础,而固体物理理论是半导体物理的基础,半导体物理又是集成电路的基础,集成电路是计算机的基础,量子应用在你我不知不觉和未来知觉中,磁共振技术、磁盘、石墨烯、量子计算机、量子加密、量子通信、量子隐形传态,等等。
《极简量子力学》读后感(二):极简量子力学-读书笔记
前言:两个部分,量子的故事和量子纠缠的故事。作者还是约翰惠勒的学生呢。
第一章:量子究竟是什么
量子是什么:量子是微观世界的规律的描述,原本意思是不可分割的小部分。可以是时间或者能量或者小粒子都有最小单元,只能是最小单元的整数倍。
谁发现了量子:普朗克为了解决黑体辐射问题,构造出量子化,爱因斯坦用光量子化概念解读光电效应,最后波尔将量子概念用到卢瑟福的原子模型中。整个过程都有一个普朗克常数的参与。
微观世界中的妖精:宏观世界得连续的经验暂时不能直接用在微观的离散的世界中。
第二章:量子的奇妙特性
是粒子还是波?:粒子尤其是电子的双缝干涉实验证实了粒子和光子一样,有波动性。但粒子呈现波动性和量子性都是我们观察角度的问题。想象一个不规则三维物体投影在二维平面中得到的图形可能不同。
波函数的迷雾:波函数的理解有不同的解释,通常人们接受的理解是概率分布相关的理论。
薛定谔的猫:著名的思想实验,描述了微观粒子处在叠加状态,观察会导致坍缩到本征态之一。
不确定性原理:海森堡提出,动量和位置不能同时被确定。另外能量和时间,时间和频率也在不确定性原理得范畴。
上帝掷骰子么:爱因斯坦认为自然规律是确定性的。
测量影响结果:微观粒子发生交互就会回微观粒子产生影响。但是我们不观测的时候也会有其他得粒子例如光子之间产生相互影响。只是更加无从发现了。
玻色子和费米子:微观粒子按照类型进行划分,不同的粒子表现出不同的特性。
隧穿效应:粒子波动性的表现,有一定概率出现在原子核的屏障之外。
自旋:粒子自旋是内在属性,由狄拉克描述,狄拉克方程实现了量子力学和相对论的第一次统一。
第三章:我们身边的量子应用
神秘的激光:根据爱因斯坦光量子效应的理论,实验得到相同波长的光相互叠加增强的光就是激光。
量子握在你手中:固体物理应用到集成电路中。虽然不明白底层理论,但是能根据观察,利用现象也是很好的实践。
自旋的应用:核磁共振利用身体中水中的氢原子核的自旋来成像的。硬盘中的巨磁阻效应,也是自旋导致的。
琳琅满目的化学世界:微观粒子打造新材料。
第一部分结束。
第四章:量子纠缠究竟是什么
玻爱之争:神仙打架。或者说是华山论剑。
两个量子纠缠:两个粒子的状态互相纠缠。
被纠缠的爱因斯坦:爱因斯坦的反击更多的是哲学角度的思想实验。
纠缠态实验:偏振纠缠光子实验验证了量子纠缠的存在。
第五章:量子纠缠的探索之旅
当上帝掷两个骰子:是不是坍后的状态是可以计算的内在属性。
贝尔登上舞台:系统中没有隐含变量。从统计不等式得出的结论。
实验怎么说:不存在定域限制。
实验漏洞:抱歉了,爱因斯坦。
延迟选择实验:惠勒提出的实验,进一步巩固了随机性。
量子擦除实验:很神奇,另外一个光子干涉的测量会影响原来光源的干涉现象。
费曼和路径积分:在量子力学领域,费曼路径积分和薛定谔方程等价。
第六章:量子信息的新世界
量子比特:可以指数运算,不过是以不确定性为代价的。
量子计算机:可以用于解决并行计算的问题,只是结果只能输出一个,其他结果就会坍缩,中间过程可以一直并行计算着。软件方面介绍了加解密算法,搜索算法,和全局最小算法。最后讨论硬件的实现。
量子信息和加密:一个是加密算法,一个是加密不可测量应用的加密传输。
量子隐形传态:通过纠缠传递信息。
第二部分结束
「20191024谷歌宣布量子霸权,也算是最近的热点,坐飞机没事看完了。很多实验都是中学时代学过的,很熟悉但是希望再深入,再具体一些。」
《极简量子力学》读后感(三):量子力学发展史
2019.9.1 普朗克提出量子概念并得到了爱因斯坦的支持,量子的波粒二象性(双缝实验)导致了薛定谔提出的波函数分化出波尔的波函数概率分布,多宇宙等多种诠释。爱因斯坦到死也不相信海森堡的不确定性原理,因为他相信上帝不掷骰子。 所有的粒子可以分为费米子和玻色子,粒子自旋为整数的是玻色子,为半整数的是费米子。多个玻色子同时占据同一量子态,而两个费米子不能不能同时占据一个量子态。 量子应用包括核磁共振(自旋),激光器(精确光激发),新材料石墨烯,原子钟。 波尔与爱因斯坦的争论持续多年,到死也没能说服对方。总共经历了三轮,第一轮是波尔反驳爱因斯坦的上帝不掷骰子,波尔基本能化解爱因斯坦的攻势。第二轮是爱因斯坦提出光子盒实验,波尔虽然用广义相对论反击成功却终身对此耿耿于怀。第三轮是爱因斯坦的EPR详谬并使用了量子纠缠这一武器,而波尔认为不能将观测对象和测量手段独立开来,它们应该在同一参照系中并收到同等的影响。
贝尔不等式的验证需要防止三个漏洞。局域性漏洞可以被避免(串通,但如果两个实验同时进行并相距30万公里,而回答需要的时间小于一秒),检测漏洞(检测效率问题,目前所有的检测结果都站在波尔一边),自由意志选择漏洞
费曼路径积分在量子力学领域同薛定谔方程等价,
量子计算机可以并行计算而大大提高速度,也出现了一定的错误率,但是通过特殊算法(大数分解为若干质数之乘积)。由于量子算法的高速,破解140位RSA密码只要几秒钟,而传统算法破解129位RSA需要1600名用户同时计算8个月。
同样,使用量子技术的保密系统也是非常安全的,不但难以破解而且一旦有人窃听,通信双方立刻能够发现。
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