什麼是量子力學

《什麼是量子力學》書評 量子力學對大多數人來說，是一個充滿“神奇”和“古怪”的領域。它幾乎完全顛覆了我們的傳統認知——量子通曉“變身大法“（“波粒二象性”）；還會神奇的逃逸術（“隧道效應”）；在相親相愛的一對量子之間，竟能無視空間約束上演 “量子糾纏”……諸如此類。 其實量子力學是一門研究微觀粒子和能量的嚴肅科學，是現代物理學的重要分支。憑藉其對微觀世界的理解，量子力學創造出了許多關鍵技術，如半導體技術、激光技術、核磁共振成像等。儘管在實踐中非常有效，但它的理論也異常複雜。要較好地理解它，就得學會熟練運用矩陣力學、波動力學、多世界詮釋等那些“夠酷卻又夠抽象”的理論纔行，偏偏其中的一些理論和概念又常常被認爲是幾乎不可理解的。這讓許多人望而卻步。 於是，長尾君的這本《什麼是量子力學》應運而生了。這是我看過的此類書中對易讀性、知識的嚴謹性兩者間平衡度把握得最好的一本科普讀物。它運用幽默風趣的語言，以講故事的形式，生動闡釋了量子力學的基本原理、實驗和應用，以期讓讀者對這個神祕而又古怪的學科有儘可能多的理解。 譬如，長尾君以“薛定諤的貓”爲例，來說明量子物理學中的“疊加態”和“測量問題”，這是許多人很難理解的概念。通過“量子隧道效應”和“量子糾纏現象”等實例，來生動解釋量子物理學中的一些奇特現象等等。讀來令人震撼。 絕大多數人完全不需要掌握量子力學的所有細節，但是儘可能多地瞭解這門學科，將有助於瞭解經常被提及的重要科技和新聞，比如量子計算、量子傳遞以及量子密碼等。 本書適宜所有對量子物理學感興趣的讀者，尤其對初學者的胃口。它生動有趣的闡述方式，環環相扣的推理，豐富的圖表和實例，爲順暢的閱讀提供了良好助力。 內容梗概 1.對量子力學的基本原理、實驗和應用的介紹，幾乎涵蓋了從歷史背景到現代實驗的全面內容。比如用雙縫實驗揭示量子的“波粒二象性“，對泡利的“泡利不等式“、海森堡的”測不準原理“、玻爾的量子論、貝爾的”貝爾定理“等的精彩介紹；用實例對量子物理學中的一些奇特現象，如疊加態、測量問題、量子隧道效應和量子糾纏現象等所作的闡釋……讓讀者可以更深入瞭解量子力學的基本原理，量子力學的起源、發展，以及量子力學對科學的影響。特別值得一提的是，作者在對現象做出闡釋的同時，還注意揭示這些奇特現象背後所蘊含深層次規律和哲學觀念。 2.介紹了量子力學的基礎理論和變體，如矩陣力學、波動力學、多世界詮釋等，並對這些理論之間的共性和差異性進行了對比和分析。矩陣力學使用矩陣來描述系統中的狀態，而波動力學則使用波函數來預測粒子在空間中的位置。此外，多世界詮釋是另一種解釋量子力學的方式，它認爲每個可能性都是真實的，並且在不同的“世界”中發生了。 作者的核心觀點是，量子力學是一門異常複雜、神祕而又古怪的學科，但它也是最成功的學科之一。雖然量子力學遵循的規則與我們在日常生活中體驗到的世界很不一樣，但理解量子力學的規律可以爲我們探索自然、開發新技術提供有力支撐。 幾個重要概念 1. 波粒二象性。量子力學中的粒子，如電子和光子，在某些情況下，會表現出作爲粒子的粒子特性；而在其他情況下，則表現出作爲波的波特性。 2. 隧道效應。粒子能夠通過在經典物理學中看起來不可能的勢壘。在宏觀物理上，我們會預期這些“被束縛”粒子不會逃逸；但在量子力學中，粒子的波動性質可以促使它穿過障礙，這被認爲是形成許多奇怪現象的一個重要原因。 3. 糾纏。一種神奇的現象——兩個或更多微觀粒子之間似乎存在着超出經典物理學所能解釋的“聯繫”，即使它們之間相隔很遠，進行一次實驗也會對其他的實驗產生影響。 幾點不足 專業人士閱讀本書，會對缺乏深入的數學證明感到遺憾；對反映量子力學最新發展的前沿性知識介紹不夠；對與量子力學相關的哲學和宗教方面的觀點缺乏涉獵。 閱讀建議 1.可以選擇先閱讀簡介和目錄，以便了解全書的框架和主要內容。 2. 閱讀每一章節前，不要忽略章節開頭的概括介紹。這會對了解本章節的主要概念和理論有所幫助。 3. 如果對某個概念或理論感到困惑，可以回到前面的章節中查看相關內容，並結合實例進行理解。 4. 閱讀完整本書後，適當進行復盤，可加深對全書的理解。 總之，閱讀此類書籍既要重內容的理解掌握，更要享受探索的過程。

這是一本令我大開眼界的書，也是一本讓我備受打擊的書，更是一本讀起來很費腦子的書。但只要有以上這三點中的任何一點，這本書就值得我推薦，更何況它集齊了七顆龍珠（大誤）呢！ 首先，還是第一次看到有人這樣講量子力學。看了後記才知道，作者是參照量子力學的高等教材的結構邏輯來組織的。其次，這本書裏指出的每一個認知誤區和錯誤，我幾乎全都被命中！然後就被隨後的論證，教育得啞口無言。更由於作者的一再強調，讓我確信以當下我的知識程度，中學畢業顯然是沒任何指望了。最後，從頭到尾的理論和微積分、線性代數、概率論和統計學“常識”，讓我始終處於當年大學曾經的噩夢裏難以自拔。然後就是被反覆提醒，如果這些都看不懂，就連中學生都不如了！好吧，作者你贏了！我去重頭看微積分和線代教科書還不行嗎！ 但是，所有這些閱讀過程中的“折磨”都是值得的。所有那些懂的都懂，不懂其實也不影響理解的公式推導，也都是非常值得去反覆琢磨的。因爲有了這些，對於量子力學的形式理論和思維邏輯，纔能有一點點門徑可以遵循。而所有那些曾經似是而非的困擾，這時會被更多問題取代。所不同的只是，看待世界的眼光和角度，就可能與之前有了太大的不同。 這纔是推薦這本書，最大的一個理由。

我高中時是數理化方面的學渣，但這本長尾君的著作《什麼是量子力學》我看懂了而且也生髮了興趣，可見它有多麼深入淺出了。建議高中及以上不拘文理愛好的朋友看看。物理的世界原來也這般想象力豐富而又有趣味。在各種假設、概念、方程、和實驗中深入到肉眼看不見的元素中去，那邏輯推理的頭腦風暴其實與文學也有共性之處。比如前段時間我對於新散文的虛構尚有疑惑之處。學了量子力學中的疊加式豁然開朗。其實所有在概念邊緣開拓的作家們，無論是散文化的小說還是小說化的散文，詩性小說等等，無非就是在傳統的架構中走向“交集”。所以過分囿於概念或定義就思維定勢了。 可能是我本人對於不確定這種狀態比較能接受，所以看此書特別合意。 也推薦給大家，對於拓寬人的思路，不固執己見，不自以爲是，不狹隘…. 有療效。

量子力學是什麼？ 量子力學和相對論是現代物理的兩大支柱，很多作品都是從物理學家們的軼事作爲着手點，很少涉及到具體原理介紹，這本書卻能從量子力學的四個基本假設開始，深入淺出介紹了量子力學很重要的特徵，雖然期間用到了比較難懂的公式，但是不影響閱讀，是一部很好的介紹量子力學的作品！

用觀察大象類此觀測電子來說明量子的不確定性，感覺不恰當。若要槓一下的話，如果改用360度視覺觀察大象呢？不就同時既能看到大象的眼睛又能看到身體其他部位了？問題的關鍵在於觀念，我們已經形成的且一再被現象證明了“正確”的觀察宏觀世界的觀念和方法。

很讚的一本書。 解決了以前對量子力學想當然的想法，還有一些錯誤的概念。 換一個視角看問題，從量子角度看經典物理學，經典物理學纔是比較奇怪的事情。 量子力學已經一百年了，是非常靠譜的東西，只是理論詮釋還沒解決，存在爭議。 好比概率，都幾百年了，誰又能完全對概率說出個所以然來。

本書的作者將深奧的物理學概念講述得深入淺出、言近旨遠，讓我這個外行讀者受益良多。談及創作契機，作者提到了“教學相長”，也就是現代的“費曼學習法”：通過輸出倒逼輸入，讓自己的文字功力漸長。因爲科普不容含糊，必須避免連篇累牘的冗長。 從“宇稱不守恆”的書寫，到“量子力學”的延展，作者走了很長的路，歷經數次創作的淬鍊，並非一蹴而就。 在這本書中，他詳細而清晰地講解了“量子力學是什麼”。在全新的力學體系裏，“測量”獲得了與經典力學完全不同的定義：它不再是簡單地把某個確定的值讀出來，而是會改變系統的狀態，參與到系統的演化中去。實驗中銀原子的疊加態，讓我想起了著名的“薛定諤的貓”，即一個粒子竟然可以同時處於兩種狀態，可稱爲波粒二象性。這讓我聯想到“有無相生，難易相成”，正是量子力學中的不確定性原理。 在量子力學的領域裏，描述一個系統的狀態，一個數是不夠的，需要用到一個矢量，即希爾伯特空間中的態矢量（例如我們熟知的 s = x + y）。態矢量本身無法直接觀測，但它的平均值是確定的，可以通過投影算符（用於從態矢量中提取特定分量的概率）來計算。 書中後續還介紹了其他相關概念。坦白說，我之前對量子力學的瞭解很粗淺，只知道它與經典力學不同，卻不知其所以然。作者的講述更具專業性，破除了大衆對量子力學“玄之又玄”的想象，讓它迴歸科學本身。 感謝作者的用心科普！

作爲量子相關量子力學的入門書籍，還是非常不錯的，雖不能如經典書籍那樣深入淺出的講解，因爲需要數學基礎，作者又希望沒有基礎的人能看懂，不被晦澀的數學公式嚇跑，能講清楚給外行聽懂還是很不容易的技巧活。比較幾本書，這本在科普書籍裏面我是能看完的，因爲他沒有避諱數學公式，只是講法簡單易懂，畢竟量子力學本身就是公理化數學證明而來的科學，要最小化數學理解的抽象並講清楚框架，並理解還是不容易的，對比那些對公式證明諱莫如深的書籍還是優秀很多。雖有一點小瑕疵但瑕不掩瑜。一言以蔽之，這本書值得看，看完再去推公式。

這事實上是本科及以上量子力學教材的優秀延伸讀物，對於量子力學形式理論的框架和邏輯講的很清晰。作爲科普讀物的話，太深了，我推測沒有相應數學基礎、沒有系統學習過量子力學的人看不懂。這本書加深了我的觀點：量子力學沒有辦法做科普，因爲與日常生活經驗不符的反直覺的內容沒有辦法通過類比來講清楚，數學多了就是教輔了

糾正了過去看一些關於量子力學的“科普文”誤導的錯誤理解，因爲我們看得很多科普文內容都來自於量子力學誕生頭25年的混亂期，總是從大家刻板的經典力學開始引導，思維和視角都沒調整過來，就容易產生誤解。 作者目的非常清晰，想幫助讀者先構建起量子力學的框架（態矢量+本徵態+疊加態+薛定諤方程），有了量子力學視角的思維模式，再來談雙縫干涉實驗、不確定性原理等這些量子力學“老生常談”的話題。這個思路確實跟其他量子力學的科普書籍很不一樣。而且作者是少有的能把數學公式解釋得相對通俗易懂的（但可惜的是還有很多公式他就一句話帶過沒有解釋） 再次感覺到要理解量子力學還是要把微積分、線性代數、概率統計這三個硬骨頭啃下來，這麼多關於量子力學的文字詮釋，當最後看到數學表達公式並理解了其背後的物理意義，都要感嘆一句數學表達的極致、嚴密和完美。