什么是量子力学

《什么是量子力学》书评 量子力学对大多数人来说，是一个充满“神奇”和“古怪”的领域。它几乎完全颠覆了我们的传统认知——量子通晓“变身大法“（“波粒二象性”）；还会神奇的逃逸术（“隧道效应”）；在相亲相爱的一对量子之间，竟能无视空间约束上演 “量子纠缠”……诸如此类。 其实量子力学是一门研究微观粒子和能量的严肃科学，是现代物理学的重要分支。凭借其对微观世界的理解，量子力学创造出了许多关键技术，如半导体技术、激光技术、核磁共振成像等。尽管在实践中非常有效，但它的理论也异常复杂。要较好地理解它，就得学会熟练运用矩阵力学、波动力学、多世界诠释等那些“够酷却又够抽象”的理论才行，偏偏其中的一些理论和概念又常常被认为是几乎不可理解的。这让许多人望而却步。 于是，长尾君的这本《什么是量子力学》应运而生了。这是我看过的此类书中对易读性、知识的严谨性两者间平衡度把握得最好的一本科普读物。它运用幽默风趣的语言，以讲故事的形式，生动阐释了量子力学的基本原理、实验和应用，以期让读者对这个神秘而又古怪的学科有尽可能多的理解。 譬如，长尾君以“薛定谔的猫”为例，来说明量子物理学中的“叠加态”和“测量问题”，这是许多人很难理解的概念。通过“量子隧道效应”和“量子纠缠现象”等实例，来生动解释量子物理学中的一些奇特现象等等。读来令人震撼。 绝大多数人完全不需要掌握量子力学的所有细节，但是尽可能多地了解这门学科，将有助于了解经常被提及的重要科技和新闻，比如量子计算、量子传递以及量子密码等。 本书适宜所有对量子物理学感兴趣的读者，尤其对初学者的胃口。它生动有趣的阐述方式，环环相扣的推理，丰富的图表和实例，为顺畅的阅读提供了良好助力。 内容梗概 1.对量子力学的基本原理、实验和应用的介绍，几乎涵盖了从历史背景到现代实验的全面内容。比如用双缝实验揭示量子的“波粒二象性“，对泡利的“泡利不等式“、海森堡的”测不准原理“、玻尔的量子论、贝尔的”贝尔定理“等的精彩介绍；用实例对量子物理学中的一些奇特现象，如叠加态、测量问题、量子隧道效应和量子纠缠现象等所作的阐释……让读者可以更深入了解量子力学的基本原理，量子力学的起源、发展，以及量子力学对科学的影响。特别值得一提的是，作者在对现象做出阐释的同时，还注意揭示这些奇特现象背后所蕴含深层次规律和哲学观念。 2.介绍了量子力学的基础理论和变体，如矩阵力学、波动力学、多世界诠释等，并对这些理论之间的共性和差异性进行了对比和分析。矩阵力学使用矩阵来描述系统中的状态，而波动力学则使用波函数来预测粒子在空间中的位置。此外，多世界诠释是另一种解释量子力学的方式，它认为每个可能性都是真实的，并且在不同的“世界”中发生了。 作者的核心观点是，量子力学是一门异常复杂、神秘而又古怪的学科，但它也是最成功的学科之一。虽然量子力学遵循的规则与我们在日常生活中体验到的世界很不一样，但理解量子力学的规律可以为我们探索自然、开发新技术提供有力支撑。 几个重要概念 1. 波粒二象性。量子力学中的粒子，如电子和光子，在某些情况下，会表现出作为粒子的粒子特性；而在其他情况下，则表现出作为波的波特性。 2. 隧道效应。粒子能够通过在经典物理学中看起来不可能的势垒。在宏观物理上，我们会预期这些“被束缚”粒子不会逃逸；但在量子力学中，粒子的波动性质可以促使它穿过障碍，这被认为是形成许多奇怪现象的一个重要原因。 3. 纠缠。一种神奇的现象——两个或更多微观粒子之间似乎存在着超出经典物理学所能解释的“联系”，即使它们之间相隔很远，进行一次实验也会对其他的实验产生影响。 几点不足 专业人士阅读本书，会对缺乏深入的数学证明感到遗憾；对反映量子力学最新发展的前沿性知识介绍不够；对与量子力学相关的哲学和宗教方面的观点缺乏涉猎。 阅读建议 1.可以选择先阅读简介和目录，以便了解全书的框架和主要内容。 2. 阅读每一章节前，不要忽略章节开头的概括介绍。这会对了解本章节的主要概念和理论有所帮助。 3. 如果对某个概念或理论感到困惑，可以回到前面的章节中查看相关内容，并结合实例进行理解。 4. 阅读完整本书后，适当进行复盘，可加深对全书的理解。 总之，阅读此类书籍既要重内容的理解掌握，更要享受探索的过程。

这是一本令我大开眼界的书，也是一本让我备受打击的书，更是一本读起来很费脑子的书。但只要有以上这三点中的任何一点，这本书就值得我推荐，更何况它集齐了七颗龙珠（大误）呢！ 首先，还是第一次看到有人这样讲量子力学。看了后记才知道，作者是参照量子力学的高等教材的结构逻辑来组织的。其次，这本书里指出的每一个认知误区和错误，我几乎全都被命中！然后就被随后的论证，教育得哑口无言。更由于作者的一再强调，让我确信以当下我的知识程度，中学毕业显然是没任何指望了。最后，从头到尾的理论和微积分、线性代数、概率论和统计学“常识”，让我始终处于当年大学曾经的噩梦里难以自拔。然后就是被反复提醒，如果这些都看不懂，就连中学生都不如了！好吧，作者你赢了！我去重头看微积分和线代教科书还不行吗！ 但是，所有这些阅读过程中的“折磨”都是值得的。所有那些懂的都懂，不懂其实也不影响理解的公式推导，也都是非常值得去反复琢磨的。因为有了这些，对于量子力学的形式理论和思维逻辑，才能有一点点门径可以遵循。而所有那些曾经似是而非的困扰，这时会被更多问题取代。所不同的只是，看待世界的眼光和角度，就可能与之前有了太大的不同。 这才是推荐这本书，最大的一个理由。

我高中时是数理化方面的学渣，但这本长尾君的著作《什么是量子力学》我看懂了而且也生发了兴趣，可见它有多么深入浅出了。建议高中及以上不拘文理爱好的朋友看看。物理的世界原来也这般想象力丰富而又有趣味。在各种假设、概念、方程、和实验中深入到肉眼看不见的元素中去，那逻辑推理的头脑风暴其实与文学也有共性之处。比如前段时间我对于新散文的虚构尚有疑惑之处。学了量子力学中的叠加式豁然开朗。其实所有在概念边缘开拓的作家们，无论是散文化的小说还是小说化的散文，诗性小说等等，无非就是在传统的架构中走向“交集”。所以过分囿于概念或定义就思维定势了。 可能是我本人对于不确定这种状态比较能接受，所以看此书特别合意。 也推荐给大家，对于拓宽人的思路，不固执己见，不自以为是，不狭隘…. 有疗效。

量子力学是什么？ 量子力学和相对论是现代物理的两大支柱，很多作品都是从物理学家们的轶事作为着手点，很少涉及到具体原理介绍，这本书却能从量子力学的四个基本假设开始，深入浅出介绍了量子力学很重要的特征，虽然期间用到了比较难懂的公式，但是不影响阅读，是一部很好的介绍量子力学的作品！

用观察大象类此观测电子来说明量子的不确定性，感觉不恰当。若要杠一下的话，如果改用360度视觉观察大象呢？不就同时既能看到大象的眼睛又能看到身体其他部位了？问题的关键在于观念，我们已经形成的且一再被现象证明了“正确”的观察宏观世界的观念和方法。

很赞的一本书。 解决了以前对量子力学想当然的想法，还有一些错误的概念。 换一个视角看问题，从量子角度看经典物理学，经典物理学才是比较奇怪的事情。 量子力学已经一百年了，是非常靠谱的东西，只是理论诠释还没解决，存在争议。 好比概率，都几百年了，谁又能完全对概率说出个所以然来。

本书的作者将深奥的物理学概念讲述得深入浅出、言近旨远，让我这个外行读者受益良多。谈及创作契机，作者提到了“教学相长”，也就是现代的“费曼学习法”：通过输出倒逼输入，让自己的文字功力渐长。因为科普不容含糊，必须避免连篇累牍的冗长。 从“宇称不守恒”的书写，到“量子力学”的延展，作者走了很长的路，历经数次创作的淬炼，并非一蹴而就。 在这本书中，他详细而清晰地讲解了“量子力学是什么”。在全新的力学体系里，“测量”获得了与经典力学完全不同的定义：它不再是简单地把某个确定的值读出来，而是会改变系统的状态，参与到系统的演化中去。实验中银原子的叠加态，让我想起了著名的“薛定谔的猫”，即一个粒子竟然可以同时处于两种状态，可称为波粒二象性。这让我联想到“有无相生，难易相成”，正是量子力学中的不确定性原理。 在量子力学的领域里，描述一个系统的状态，一个数是不够的，需要用到一个矢量，即希尔伯特空间中的态矢量（例如我们熟知的 s = x + y）。态矢量本身无法直接观测，但它的平均值是确定的，可以通过投影算符（用于从态矢量中提取特定分量的概率）来计算。 书中后续还介绍了其他相关概念。坦白说，我之前对量子力学的了解很粗浅，只知道它与经典力学不同，却不知其所以然。作者的讲述更具专业性，破除了大众对量子力学“玄之又玄”的想象，让它回归科学本身。 感谢作者的用心科普！

作为量子相关量子力学的入门书籍，还是非常不错的，虽不能如经典书籍那样深入浅出的讲解，因为需要数学基础，作者又希望没有基础的人能看懂，不被晦涩的数学公式吓跑，能讲清楚给外行听懂还是很不容易的技巧活。比较几本书，这本在科普书籍里面我是能看完的，因为他没有避讳数学公式，只是讲法简单易懂，毕竟量子力学本身就是公理化数学证明而来的科学，要最小化数学理解的抽象并讲清楚框架，并理解还是不容易的，对比那些对公式证明讳莫如深的书籍还是优秀很多。虽有一点小瑕疵但瑕不掩瑜。一言以蔽之，这本书值得看，看完再去推公式。

这事实上是本科及以上量子力学教材的优秀延伸读物，对于量子力学形式理论的框架和逻辑讲的很清晰。作为科普读物的话，太深了，我推测没有相应数学基础、没有系统学习过量子力学的人看不懂。这本书加深了我的观点：量子力学没有办法做科普，因为与日常生活经验不符的反直觉的内容没有办法通过类比来讲清楚，数学多了就是教辅了

纠正了过去看一些关于量子力学的“科普文”误导的错误理解，因为我们看得很多科普文内容都来自于量子力学诞生头25年的混乱期，总是从大家刻板的经典力学开始引导，思维和视角都没调整过来，就容易产生误解。 作者目的非常清晰，想帮助读者先构建起量子力学的框架（态矢量+本征态+叠加态+薛定谔方程），有了量子力学视角的思维模式，再来谈双缝干涉实验、不确定性原理等这些量子力学“老生常谈”的话题。这个思路确实跟其他量子力学的科普书籍很不一样。而且作者是少有的能把数学公式解释得相对通俗易懂的（但可惜的是还有很多公式他就一句话带过没有解释） 再次感觉到要理解量子力学还是要把微积分、线性代数、概率统计这三个硬骨头啃下来，这么多关于量子力学的文字诠释，当最后看到数学表达公式并理解了其背后的物理意义，都要感叹一句数学表达的极致、严密和完美。