本文目录一览:
- 1、量子力学入门必备的4个概念(说人话版)
- 2、量子力学入门怎么学
- 3、量子力学入门书籍推荐
- 4、普通人学习量子力学,应该如何简单的入门?
- 5、学习量子力学要几年,初学?
- 6、量子力学入门看哪本书比较好?
- 7、最初接触量子力学是从哪本书开始的,能推荐一下吗,教科书也可以推荐一下吗
- 8、学量子力学需要哪些基础知识?
- 9、学习量子力学,我需要哪些数学基础?有哪些比较好的入门读物,求推荐~
量子力学入门必备的4个概念(说人话版)
这篇文章主要讲一下几点现象:
1. 状态叠加与坍缩;
2.单体叠加态 - 薛定谔的猫;
3. 多体叠加态 - 量子纠缠;
4. 量子意识 - 量子力学的现象
在正文之前我们先来明确或者说体会几个基本概念:
量子力学的基础是,从不确定的状态变成确定的状态,一定要有意识参与, 意识是量子力学的基础。
人类的主观意识是客观物质世界的基础,量子力学是我们客观物质世界最基础的理论。
1、状态叠加与坍缩 - 状态叠加原理。
一般观点认为:客观物体要有一个确定的空间位置,这种存在,是不以人的意志为转移的是客观的。比如,你的狗在家或者不在家,必然取其一。
量子力学观点认为:你的狗有一种状态是在家又不在家,你要去看它在不在,你就触发了观察的动作。你一观察,此时的状态就坍缩了,从原来的在家又不在家的叠加状态,变成在家或者不在家的唯一的状态。你不观察它,它就处于叠加态,你一观察,叠加状态就崩塌了,从而只能保留一种状态了。
2、单体叠加态:薛定谔的猫
“薛定谔的猫”这个实验被普遍认知,是量子力学的创始人薛定谔提出的,是他想象中的实验。很好地证实了”意识是量子力学的基础,物质世界和意识不可分开”
实验过程是:一只猫放进一个封闭的盒子,然把这个盒子接到一个装置上,这个装置有一个原子核和一个毒气设备。原子核有百分之五十的可能性发生衰变,衰变的时候就会发射出一个粒子,粒子一发出会触发毒气设备,毒气触发会杀死猫, 因此说这只猫处于这种既死又活的迭加状态 。
怎么可能既死又活两种状态同时存在呢?
1963年获得诺贝尔物理学奖的维格纳想了另一个场景,让一个朋友戴着防毒面具和猫一起呆在盒子里,他躲在门外,那么对他来说,这猫是死是活他不知道,猫是既死又活。事后他再问在毒气室里戴防毒面具的朋友,猫是死是活?此时朋友一定会回答,猫要么死要么活,不会是半死不活的。
可是这个实验又有一个问题,一个人和猫一起呆在盒子里,人有意识,意识一旦包含到量子力学系统中去,它的波函数就坍缩了 ,也就是说猫是死是活,只要一有人的意识参与,叠加态就不适用了,就只有要么是死要么是活的两个纯态的可能,不再是模糊状态了。
因此认为,意识是能够改变客观世界的,意识改变客观世界就是通过波函数(量子力学的状态)的坍缩,意识能够使不确定状态变成确定的状态。
到这里我们可以初步认知:物质世界离不开意识,意识是物质世界的基础,意识才使物质世界从不确定到确定,发生这样的坍缩,也就是变化。
佛学中有个理论说,一个念头一旦升起物质世界就产生了,物质世界的产生实际上是从不确定一下子变成确定的,这两者很类似。
3、多体叠加态:量子纠缠
有了以上的基础我们来看第三个诡异点,量子纠缠。如果有两个以上的东西都处于不同状态的叠加,它们彼此之间一定有明确的关系。这就是量子纠缠。
举个例子,我们从北京买了一双手套,把一只寄到香港,另一只寄到纽约,那么寄到香港的是左手戴的还是右手戴的?
此时谁都不知道,但如果香港的人收到后打开看是左手的,那么纽约的不用看就知道是右手的,因为手套是左右配对的。一旦寄出去,寄的过程中不确定,但是只要有一方观测了,另一方不用观测就知道答案。这就是纠缠的一个例子。
量子力学观点认为:如果把同一个量子体系分开成几个部分,在未检测之前,你永远不知道这些部分的准确状态;如果你检测出其中之一的状态,在这一瞬间其他部分立即调整自己的状态与之相应。这样的量子体系的状态叫做“纠缠态”。
细想,此时量子纠缠还有另外一个重要特点::纠缠一方得到的任何信息,另一方也会马上感到,不需要信息传递,即量子隐形传输(瞬间传输的未来)。
大家的观念普遍认为一个事物永远都有个确定的状态,但是量子力学认为微观世界的事物,在还没被观察之前没有明确的状态。 量子纠缠就是对于多个微观物体,在被观察之后,它们的状态从不确定到确定,作一个有关联的突变。
利用这一现象,量子纠缠现在已经变成一种工具,可以用来 传输东西、传输信息 。
经典物理学在信息传输的时候,只能利用信号传输,缺陷是信息不完全,比如物体的厚度,结构等无法传输。
量子信号的传输利用量子纠缠态:比如两个人一个在火星一个在地球,如果一女士在A点,她有光子A;男士在B点,他有光子B。光子A和B处于纠缠态,对A光子施加的任何作用或给她任何信息,B光子都能马上得到。这就是量子隐形传输,最后的B点得到的是和原来完全一样的信息。
经典物理在传输后所复制出来的,并不能复制任何“实体”本身。而量子隐形传输从“实体”得到完整的信息,从而复制出“实体”。
如果两个地方的物质处于纠缠态,纠缠的一方的所有信息可以瞬间传递到纠缠的另一方,这种传输没有时间空间的限制,是瞬间传播的。
4. 量子意识 - 量子力学的现象
电子这些东西,在你没有测量的时候,它处处都存在,也处处不存在,一旦你测量,电子就有个固定状态出来了。
意识也是这样,一个没有任何分别心的人,“对境无心”,看花不是花,此时他的意识处于自由的状态;如果你看到这朵花,一下子动念头了,动念头的实质就是作了测量。你用鼻子作了测量发现是香的,你眼睛进行测量发现是红色的而且美丽,你动意念去测量它,发现它很令人愉快。于是这些测量的结果,也就是念头的结果,一下子使你产生了进一步的念头:这是一朵玫瑰花,就认出它来了。
人意识的发动的过程实际上是通过动念进行测量,然后产生念头。这时候念头产生出来了,实质是通过测量得的几个我们制造出来的概念。这时意识不再自由,它突然坍塌到一个概念上。因此是念头产生了“客观”,念头就是测量,客观世界是一系列复杂念头造成的。
整个物质世界的产生,实际上在意识形成之初,宇宙本体本来是清净本然的,一旦动了念头想去看它了,这念头就是一种测量,一下子就使这个“清净本然”变成一种确定的状态,这样就生成为物质世界了。
量子力学现象的一个主要状态,就是量子纠缠。
大脑中有海量电子,它们处于复杂的纠缠状态。意识就是大脑中这些处于纠缠状态的电子在周期性的坍缩中间产生出来的。这些电子不断坍缩又不断被大脑以某种方式使之重新处于纠缠态。这就是现在量子意识的一种基本观念。
人的大脑有一点是现在的计算机和机器人做不到的,人的大脑有直觉。计算机和机器人是逻辑运算,不能产生直觉。直觉这种现象,只能是量子系统才能够产生。
脑细胞里存在着大量的纠缠态的电子,那就不可避免地有量子隐性传输,因为宇宙中的电子和大脑中的电子都来源于“大爆炸”,是可能纠缠在一起的,一旦纠缠,信息传输就能不受时间空间限制地隐性传输了。
我们的大脑中真是存在海量的纠缠态电子的话,意识是这些纠缠态电子坍缩而产生的,那么意识就不光是存在于大脑神经系统之中,不只是大脑神经细胞的交互,而且也形成在宇宙之中,因为宇宙中不同地方的电子可能是纠缠在一起的。
如此,人的意识不仅存在于大脑中,也存在于宇宙中,在宇宙的哪个地方不确定。那么在人死亡的时候,意识就可能离开你的身体,完全进入到宇宙中。也就是我们所说的世界上可能存在着类似灵魂的东西,它在人生结束之后不死,只是回到宇宙中的某个地方去了。
------------------------------还处于量子科学小白的状态,如有偏误望大家指正----------------------------------------------
量子力学入门怎么学
先学理论力学,高等数学,统计力学,然后可以看量子力学了。
学量子力学最好的方法多思考多联想,不要陷入数学。
学好量子力学需要做到两件事:
1. 掌握描述量子力学时用到的数学工具。
2. 理解用量子力学描述物理系统的思想方法。
学好量子力学需要掌握的数学工具如下:
1. 一些基本的数学分析知识,包括基础的实变函数,复变函数,常微分和偏微分方程等。这些我认为任何理科的高等数学或者数学分析课程都会涵盖。
2. 对一些基本的特殊函数的了解,如球谐函数,贝塞尔函数等。这些在物理系本科所开的数学物理方法课程中会有介绍,当然自行查阅亦无不可。
3. 对于线性代数基础概念比较好的理解,包括线性空间,子空间,正交,基,矩阵和线性变换,本征值和本征向量。尤其要建立起矩阵就是变换,和本征向量转化为基的概念,因为这是描述量子力学的基础。这些概念在本科的线性代数课程中也应该清晰明了的建立起来。
4. 最好有一点群论的基础,对理解对称性会有帮助。
以上是关于学习量子力学需要掌握的数学工具,因为看起来是你的难点,所以我多花了一点笔墨。在掌握了这些基本的数学工具后,学习量子力学就是一个理解其物理思想,即用算符和态描述物理系统的方法的过程。对此 有几点建议:
1. 找一本好的教材。如果你是物理科班出身,我不推荐曾谨言的量子力学教程(更加不推荐他的习题集),不推荐程檀生的现代量子力学教程;推荐Sakurai的Modern Quantum Mechanics,尤其是前三章,直接从量子力学的思考方式出发,导出一系列物理量的思维轨迹非常精彩。
量子力学入门书籍推荐
量子力学入门书籍推荐;
1.清华大学出版社《物理学史》,一本比较完整通俗的物理学史。
2.《上帝掷骰子吗》,一本有趣的量子力学史。
3.曹则贤《量子力学(少年版)》,写给中学生的量子力学普及读物。
有了初步的微积分和经典物理基础之后可以看一些初级教材,比如
4.陈熙谋《近代物理》,一本200页小册子,内容很广但都不深入,适合初学者,强烈推荐。
5.《伯克利物理学教程: 量子物理学》,外国的书,有翻译版,内容比较完整。
6.朱林繁《原子物理学》,我比较喜欢的一本原子物理,比起前两本有更多关于原子的内容。
普通人学习量子力学,应该如何简单的入门?
我认为对于普通人来说最简单的入门办法就是能够在一些网站上搜索一些视频资源来观看,因为在这种情况之下是有专门的人进行讲解的,而且这些都是来自全国各地优秀的人才。在我们学习量子力学的时候,其实是感觉非常难的,但是在这些老师的讲解之下,我们会通俗的理解,所有的知识点基本上是没有任何的阻碍的,只需要带着脑子思考,就能够获得一个很好的知识体系。
多花一些时间看视频网课
在最近几年的学习当中,我发现视频网课是一个非常好的办法,而且在生活当中的任何时间都是可以继续进行观看的,这给了我很大的方便性,而且在观看的过程当中基本上是不需要花钱的,只要在互联网上能够找到资源就可以去观看,但是在观看的过程当中要提前进行分辨,因为有些视频网课的质量比较差,但是总体的效果还是非常不错的。
利用其他的时间多进行思考
我认为观看视频网课只是一个方面而已,再利用其他的时间观看一些其他的资源,然后进行一些深度的思考,就能够很好的进行理解。其实我们在学习量子力学的时候,最难理解的就是这其中的理论,所以我们在听完视频课之后,就可以找一个安静的地方去思考这些知识点基本上没有任何的难度,而且所有的知识点都是可以很好的被理解的。
量子力学即使对于我来说是非常重要的,因为生活当中的很多现象都是可以利用量子力学来进行解释的,这也是很多人在没事的时候就学习量子力学的原因,反正我最近也一直在学量子力学,我认为这些理论还是非常有趣的,并且可以调动我的大脑去思考这些知识点。
学习量子力学要几年,初学?
如果你是大学新生,物理系的,那这问题很简单。这只是大学里的一门课,上一个学期就可以,课时数大概是60-70课时,也就是半年学50个小时的新课,你自己课后复习+刷题就ok。物理强校可能还会开《高等量子力学》课给你们选修,也是一学期60-70课时。
如果你不是物理系的大学生,那问题就比较复杂了,欢迎追问。
学习量子力学要多少年初学的话,我觉得应该不是很久就行了。
活到老学到老。祝你成功
最好先学习理论力学做一个过渡,从牛顿力学到拉格朗日力学再到哈密顿力学,最后到量子力学,这个铺垫的学习很有意义
零基础入门可以先看周世勋的量子力学,很薄,大概一周之内就可以啃掉
进阶,建议看曾谨言版的量子力学以及喀兴林的高等量子力学,耗时比较久,吃透大约要两三个月,力推金彪老师讲授的高等量子力学课程,有机会旁听一下也是个不错的建议
ps.重要的是体会建成一座大厦其中的思想,量子力学是一门很有意思的学科,初等量子力学答主也是自学的,入门不难,深入需要极大的兴趣,好的教材(可以参考知乎上高赞的推荐),以及好的老师。
量子力学入门看哪本书比较好?
仅仅是提高量子力学,而非更高层次物理的话:(陈列的书中若看过的,请无视!)
最最最基础(版本都介绍了,物理系常用的都行):1、高数(上、下册);2、概率论与数理统计;3、线性代数;4、力学;5、电磁学;6、原子物理学;7、光学 ;
进阶:1、理论力学教程(周衍柏);2、理论力学(沈惠川);3、理论力学(朗道);4、数学物理方法(梁昆淼);5、量子力学概论(格里菲斯);
较高要求(能考起理论物理专业研究学生级别或者比较熟悉量子力学):1、量子力学(曾谨言 卷一);2、mathematics 、matlab和fortran软件;3、电动力学(郭硕鸿);4、热力学与统计物理(汪志成);5、量子力学(张永德);6、量子力学习题精选与剖析(曾谨言 钱伯初);7、量子力学习题精解(张永德);8、量子莱根谭(张永德)。
格里菲斯版《量子力学概论》适合初学;曾谨言的书详实全面适合全面学习。我个人比较喜欢张永德的量子力学系列,思路清晰但对初学者不友好。
最初接触量子力学是从哪本书开始的,能推荐一下吗,教科书也可以推荐一下吗
我的顺序是这样的,首先先从科普的角度好歹对量子力学有个大概的认识,知道啥叫量子。这个层次可以去看看一些科普书,例如《上帝掷骰子吗?——量子物理学史话》以及高中课本,都会对量子力学基础有较为浅显的介绍,课本还会包括一些非常基础的计算。
当你有了初步的了解之后,你可以再往上一步。如果不是物理专业不需要学习很深入,我推荐你可以看看非物理专业的理工科物理教材,这个层次的物理教材我个人感觉没有什么很大的区别,选一本自己看着顺眼的就好。
如果想继续深入学习,那就需要学习物理专业的普通物理学课程了,在这推荐两套书,一是《费恩曼物理学讲义》以及《新概念物理》。费曼的讲义适合入门,但是如果需要考研,还是要看国内的《新概念物理》。
如果还想深入学习,请先确保你掌握了微积分,线性代数,概率论与数理统计,复变函数论以及数学物理方程这些数学工具。以及普通物理系列知识,外加理论力学,电动力学,热力学与统计物理这些物理基础,你就可以开始学习量子力学了,推荐你使用周世勋的《量子力学教程》或曾谨言的《量子力学》。周世勋的教程比较易懂,但是考研的话,大纲大多采用的是曾谨言版。
如果还想深,那就要去读朗道十卷了,那是博士和物理学家的水平,我目前还没有,不敢妄论。
以上只是个人愚见,能力有限,有错误还望海涵。
学量子力学需要哪些基础知识?
要看你是要达到专业水平还是初步了解了,专业水平需要有系统的物理体系基础,经典力学,电动力学,统计力学,光学,原子物理学等,起码要知道物理学的几大分支。和量子力学有直接关系的就是原子物理学,原子物理学就是原子结构,光谱跃迁等等。高中物理也学了一些原子物理学方面的知识。如果是只是想了解的话,我觉得高中理科知识足够了,你可以先看看《量子物理史话:上帝掷骰子吗》这本书,或者看一些科普的和量子力学相关的读物。
狭义相对论(会线性代数,了解张量),广义相对论(会张量,懂微分几何),初等量子力学(线性代数,微积分,数学物理方法),高等量子力学(会一点群论)。量子力学大体分为两类,一种是以薛定鄂方程(波函数能量方程)为代表的微分解析类,另一种是以海森保为代表的矩阵力学,无论哪种,本质都是相同的
量子力学需要很严谨的物理学知识,量子力学是描述微观物质的理论,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。
需要有扎实的数学分析高等代数电磁学理论力学统计力学基础有很大关系。建议从头认真学习上述课程,学懂后不保证能学会量子力学,至少能稍微理解一些量子力学入门的东西,而不是局限于一些科普类的浅显知识。
学习初等量子力学需要掌握线性代数,微积分以及数学物理方法。
学习高等量子力学需要掌握一点群论。
这是一门相对较难的学科,如果想要把它变成自己的一项技能,就一定要认真的钻研。
量子力学大体分为两类,一种是以薛定鄂方程(波函数能量方程)为代表的微分解析类,另一种是以海森保为代表的矩阵力学,无论哪种,本质都是相同的.显然需要的数学知识有:数学分析(微积分),代数学(矩阵论),数学物理方程(微分方程),复变函数等.量子力学的学习数学是基础,也要融会哲学知识,初学重在深刻改变对微观世界的认识观和思想,这是前提条件,很重要.
学习量子力学,我需要哪些数学基础?有哪些比较好的入门读物,求推荐~
不需要什么数学基础。Holstein的《topics in advanced quantum mechanics》适合入门与自学。
可以从实变函数和泛函分析学起。学习实变函数,有利于你建立现代数学的一些基本观念(如函数类)掌握一些基本方法以及积累一些素材。学过实变函数就可以进入现代数学的基础,泛函分析了。只有学过泛函分析,你才能对(非相对论)量子力学有清楚的认识。这时量子力学才不是形式的而是严格的。实变函数和泛函分析的书最好的当属《REAL AND ABSTRACT ANALYSIS》
为了准备学微分几何,还要学一些拓朴和代数。这只是准备概念,不必费太多时间。代数可以看蓝以中的《高等代数教程》,这书用近式代数的语言将古典的矩阵和线性空间的理论加以重复,对于理解抽象的代数概念很有好处。拓朴可以看《拓朴学基础》。这书上的习题狂多,不过只要第一章会了其它章节很简单。
学过泛函分析和拓朴就可以学真正在发展物理理论中有用的微分几何了。微分几何内容十分庞杂,从最基础的导数的值等于切线斜率,一直到函数空间中的几何学。这些东西要在短时间内学会很不容易,不过也有迹可寻。首选的入门书是陈维桓的《微分几何基础》这书不需要高深的基础,但是却是微分几何的入门。学过之后就可以看陈省身的《微分几何》了。这两本书读过以后再回头读《数学物理中的微分形式》,学习如何应用这些数学。《数学物理中的微分形式》算不上严格的数学书,但是里面对如何使用数学却讲得很好。如果觉得李群和李代数有用,还可以专门看看这方面的书。不过我建议找一本以特殊函数为工具,介绍李群的书。看过以后你就知道Bessel函数等那些在数理方法中学过的东西是何等重要。它们直接是对称性的反映,只不过那时你还小并没有认识这一点。学过这以后你知道量子力学真正关心的是什么了。原来量子力学做来做去是一种关于对称的理论。在这一理论中作为群的表示的基的波函数是次要的,而群本身和代表它的特征值才重要,而这些被物理量正是特征值。
门(实际是一门)学问可以说是高深莫测.就是对于一个内功小成的人而言,它们的数
学也是你所不掌握的.这两门学问的深度远远超过我
们今天的数学所能达到的范畴.
量子力学实际上是一种量子理论.它所包含的内容极广,从大学三年级学生学的一维
无穷神势井,到超弦可以说都是量子理论.量子力学大致分两个层次,非相对论的量子
力学以及量子场论和量子规范场论.对于前者P.A.M DIRAC在1937年写过著名的<<量
定锷方程,而是一组原理.从原理出发,而不是从具体问题出发,这正是真正的高手的
做法.但是DIRAC的书的练习太少,不妨参考曾谨言的<<量子力学I,II>>和<<量子力学
习题集>>.我以为还是要先看曾先生的书,多做习题为妙.不然 如果悟性不够那么光看DIRAC的书,你一点收获都得不到,而先看曾先生的书至少可以 等到表面上的东西学得差不多了,再看DIRAC的书才会有"顿悟"之感.但是你要明白,你所学的量子力学从数学角度讲是"形式的"和"未经证明的",并不
可以和经典力学和电动力学相提并论.实际上,很少有学物理的人关心这个问题,但是
有一本<
但是里面的内容是量子力学的数学基础.但是里面的许多概念是是现代数学的内容,
看起来很艰难.
量子场论的数学基础并不完善,但是作为一种"形式"理论近几年的物理学中用得越来
越多.经典的教材是卢里的<<粒子与场>>.这本书 从DIRAC方程起手,容易为初学者接受,而且此书写得比较早,有许多现在流行的量子 场论的书中没有的内容.这可以使初学者体会到,我们是在某种原理下进行尝试和探索
量子规范场论在学高等数学和线性代数之前,是不能学的. 追问: 说的这么复杂等于没说... 回答: 实变函数和泛函分析、陈维桓的《微分几何基础》、陈省身《微分几何》、蓝以中的《高等代数教程》、《拓朴学基础》、《数学物理中的微分形式》、再找一本以特殊函数为工具,介绍李群的书这门课是学物理的人最容易不及格的课,怕麻烦还不如直接回家种地