量子菜根谭 第2版PDF电子书下载

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

1.1 令人为难的Young氏双缝实验解释 1

1.2 Young氏双缝实验解释中常见的错误和缺点 2

1.3 实验中电子究竟是怎样穿过双缝的？ 5

1.4 Young氏双缝实验的两个理论计算 7

1.5 各种翻版的Young氏双缝实验，广义Young氏双缝实验 9

1.6 关于大强度电子束入射Young氏双缝实验问题 13

1.7 分析与结论：广义Qubit 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”？！ 15

2.1 无限深方阱模型简单回顾 15

2.2 Pauli和Landau的矛盾——基态动量波函数的不同解 16

2.3 矛盾分析与结论 18

2.4 设想实验的佐证 19

2.5 产生问题的根源 19

［附注］Pauli结果是Landau结果在a／？→∞时的极限 21

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！ 21

3.1 前言 21

3.2 eikr/r是自由粒子定态球面波解吗？ 21

3.3 从此处奇性说开去（Ⅰ）——中心场r→0自然边条件的由来 22

3.4 从此处奇性说开去（Ⅱ）——δ函数的一些运算 23

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） 27

4.1 前言 27

4.2 量子测量基础——唯象模型分析 27

4.3 量子测量分类 29

4.4 局域测量——广义测量与POVM（正算符测度分解） 30

4.5 Neumark定理 34

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） 38

5.1 量子光学部分器件作用分析 38

5.2 测量导致退相干模型（Ⅰ）——von Neumann测量模型 42

5.3 测量导致退相干模型（Ⅱ）——Kraus模型 44

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） 48

6.1 引言 48

6.2 预选择、后选择；半透片 50

6.3 Mach-Zehnder干涉仪与延迟选择 52

6.4 Young氏双缝实验中的后选择 52

6.5 预选择、后选择与相干性恢复 52

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”！ 55

7.1 电子怎样从空间一个观测点运动到另一观测点？ 55

7.2 Dirac、Pauli、Wheeler、Feynman等人的回答 55

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” 60

8.1 1/2自旋算符计算补充 60

8.2 两个核子间非相对论性相互作用的唯象推导 64

8.3 级联Stern-Gerlach装置对自旋态的分解与合成 66

8.4 纯自旋算符Hamiltonian求解 67

8.5 中子干涉量度学（Neutron-Spinor Interferometry）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” 77

9.1 量子Zeno佯谬成了量子Zeno效应 77

9.2 量子Zeno效应存在的理论论证与分析 78

9.3 量子Zeno效应的某些应用 81

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”！ 83

10.1 纯态与混态，两能级系统 83

10.2 1/2自旋单体密度矩阵的Bloch球表示与Bloch球分解 88

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 96

11.1 序言 96

11.2 超冷全同雾状原子Bose-Einstein凝聚相变的定性半定量估算 97

11.3 低能共振散射 99

11.4 超冷全同原子凝聚体Feshbach共振（Ⅰ）——基本理论 102

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” 114

12.1 前言 114

12.2 量子力学的建立——何必借助这个“无厘头”的一次量子化 114

12.3 Maxwell场协变量子化——需要“鬼光子”的一次量子化 116

12.4 “Schr？dinger场”的二次量子化——逻辑结论，不古怪 123

12.5 自作用“Schr？dinger场”的二次量子化——再次不古怪 135

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！ 142

13.1 前言 142

13.2 通常Schr？dinger方程给人的错觉！ 143

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？！ 144

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？！ 144

13.5 误解之三——Schr？dinger方程“线性化”“导出”Pauli方程？！ 145

13.6 相互作用必定导致QT非线性！ 145

13.7 关于QT的“渐进自由态空间的量子态叠加原理” 148

13.8 无自旋Schr？dinger方程经过所谓“线性化”能够“导出”含？／2自旋的Pauli方程？！ 149

13.9 QT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 151

14.1 前言 151

14.2 单体定态解补充分析 151

14.3 多体效应分析之一——自然规律的“人为约定无效原理” 155

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 160

15.1 “人造事物”与奇性引论 160

15.2 δ函数势与概率流守恒及波函数导数连续 161

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 163

15.4 连续谱中束缚态问题 164

15.5 平面波散射发散问题 164

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 168

16.1 前言 168

16.2 近独立全同粒子平衡态系综统计理论的基本公设 168

16.3 两个公设的初步分析 169

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” 179

17.1 量子系统Hamiltonian能谱必须有下界 179

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 180

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 187

18.1 力学量可观测性与其算符本征函数族的完备性 187

18.2 几个相关问题的分析 189

18.3 力学量算符本征函数族完备性的几个定理 191

18.4 C-H定理的应用 194

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”！ 198

19.1 算符指数与Atiyah-Singer定理 198

19.2 算符幺正分解与引入位相算符的可行性 199

19.3 Boson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 205

20.1 前言 205

20.2 NRQM内在逻辑自洽性分析 206

20.3 RQM内在逻辑自洽性分析（Ⅰ）——Klein-G0rdon方程作为单粒子量子力学方程的缺陷 207

20.4 RQM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 212

20.5 QFT内在逻辑自洽性分析 221

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？ 224

21.1 前言 224

21.2 关于Berry相位的争论 224

21.3 “Berry相位本质”争论的澄清 229

21.4 Berry相位几何本质的再澄清 230

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 239

22.1 前言 239

22.2 传统量子绝热理论及存在的问题 240

22.3 Berry后的绝热理论（Ⅰ）——绝热不变基 241

22.4 Berry后的绝热理论（Ⅱ）——绝热不变基的变系数展开 243

22.5 Berry后的绝热理论（Ⅲ）——例算与分析 249

22.6 Berry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 252

23.1 前言 252

23.2 量子散射理论要点回忆 253

23.3 高量散射理论讲授中常见偏颇商榷 260

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” 263

24.1 Einstein“定域物理实在论” 263

24.2 量子态叠加原理与“物理实在论”的矛盾 266

24.3 量子纠缠与“物理实在论”的矛盾 267

24.4 EPR“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” 271

25.1 QT的空间非定域性 271

25.2 EPR佯谬所引起的Bell不等式路线 275

25.3 CHSH不等式及其最大破坏 277

25.4 GHZ定理 278

25.5 Hardy不等式 279

25.6 Cabello不等式 281

25.7 Bell-CHSH-GHZ-Hardy-Cabello路线评述（Ⅰ）——Bell型空间非定域性本质 282

25.8 Bell-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” 285

26.1 前言 285

26.2 因果律与相对论性定域因果律 286

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） 287

26.4 塌缩—关联塌缩不是因果关联？——QT因果性分析（Ⅱ） 288

26.5 Feynman公设路径分析——QT因果性分析（Ⅲ） 291

26.6 QT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Teleportation 297

27.1 Quantum Teleportation方案——量子态的超空间传送——第一代量子态超空间传送 297

27.2 对首次实验的评论与改进 301

27.3 Quantum Swapping——量子纠缠的超空间制造——第二代量子态超空间传送 303

27.4 Open-Destination Teleportation——非定域存储的超空间传送——第三代量子态超空间传送 304

27.5 Two-Qubit Composite System Teleportation——复合体系量子态的超空间传送——第四代量子态超空间传送 305

27.6 量子态超空间传送的普遍理论方案 306

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 308

28.1 前言 308

28.2 不确定性关系和波包交叠——单粒子态的量子擦洗 309

28.3 正交再分解——单粒子不同组分态的量子擦洗 310

28.4 GHJW定理——混态的纠缠纯化与广义量子擦洗 310

28.5 Swapping——遥控相干性恢复技术 316

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” 318

29.1 波粒二象性是微观粒子最基本的内禀性质 318

29.2 此禀性是不确定性关系的物理根源 319

29.3 此禀性是全同性原理的物理根源 321

29.4 此禀性是保证二次量子化成功的充要条件 325

29.5 此禀性是Feynman公设的物理基础 326

29.6 此禀性必定导致QT的空间非定域性 326

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） 328

A.1 前言 328

A.2 西方近代科学 328

A.3 科学中的物理学 331

A.4 物理学中的量子力学 332

附录B Einstein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