以人的尺度走进量子世界，探索数学形式背后的物理现实

「内容简介」

量子物体具有波粒二象性？能够状态叠加、远程纠缠，呈现出不确定性，甚至开启多世界？薛定谔的猫，真的可以既死又活？甚至，量子世界只存在于人的观察之中？……

玻尔、费曼、海森堡、薛定谔、爱因斯坦……这些伟大的物理学家也在犯误？——那他们为什么还伟大？

各种量子“理论”迄今都还很怪，在解释力和自洽性方面都还有欠缺，但这不是量子世界“本身”的问题。人类对量子世界的理解，百年来也确实在不断进步：我们可以乐观地说，虽然还有很长的路，但我们正在一点点逼近“真相”。

透过本书，你会一览量子力学理论发展的百年历程，站在科学巨人和精美理论的肩膀上，对量子世界多一丝了解，并对量子理论的应用如“量子计算机”等的前景抱持更为切实、合理于是也更有希望的期待。

「名人推荐」

多希望这本书是我写的啊。它通俗易懂、令人信服、覆盖全面地剖析了全部科学中最重要的理论，到底在讲什么。

——吉姆·阿尔-哈利利（物理学家，科普作家）

「编辑推荐」

★ 匡正你对量子力学的误解

“薛定谔的猫”是说一只猫可以同时既死又活？不，它其实是在形象地指出量子理论的问题——但事情还没完，这方面的问题，也可以获得打通微观和宏观世界的解释……同样，“不确定性原理”也不是在说我们无法准确测量量子世界中的所有量甚至任何量——因为“所有量”并不同时存在！甚至，量子力学讨论的也不是最初意义上的“量子”……量子物理学家酷爱修辞术，这给大众带来了很多困难甚至误导。阅读本书，你可以了解到耳熟能详的量子表达，到底是何意义。

★ 用尽量形象的办法，确实地讲量子力学

为什么观察发生在哪个“环节”很重要？Hmmmm，你可以想象往热水里加速溶咖啡，还是往速溶咖啡上加开水，结果并不完全相同……真·量子力学，可能有点难、有点“怪”；但如果你想了解各种量子理论如何解释世界，这些量子理论是在怎样的理论和时代背景下提出的，其本身又该如何解释，那么本书会用尽量好懂的方式，直陈这些问题，而不只是为你介绍相关物理学家的生平和逸事。

★ 当物理学和哲学相遇

对量子世界的理解，不等于量子世界本身——充分认识到这一区别，才是迈出了正确的第一步，才能理解“波粒二象性”只是量子理论的内容，却未必（甚至很可能不）是“光”本身的情形。各种量子理论只是为了数学计算便利而设，纯乎是人类认知的产物？抑或它们也在追求接近、符合客观的量子世界本身？这些融合了当代物理和哲学认识论、本体论的交叉讨论，彰显了现代科学思维的融贯性和脑力激荡特色。

世界公认的量子力学科普经典，一本书让你弄清楚宇宙的本质，看到科技的未来。

对于物理学者来说，量子力学是支持我们理解自然世界的三根砥柱之一，另外两根是爱因斯坦的狭义和广义相对论。爱因斯坦的理论分别处理了时间和空间的性质，以及引力问题，而量子力学处理剩下的一切问题。量子世界的"怪异"有很多丰碑“双缝实验”“薛定谔的猫”“不确定性原理”，它常常导致混乱，坦率地说，是糟糕的科学。

英国明星科学家布莱恩·考克斯和他的同事英国曼彻斯特大学理论物理学教授杰夫·福修共同编写了这本科普经典《量子宇宙》。书中用简洁的语言讲述了量子力学如何为自然界提供了一个具体的模型，其本质可与牛顿的运动定律、麦克斯韦的电磁理论、爱因斯坦的相对论相媲美。为了让大众读者更好地走进量子力学的物理世界，本书从物理的发展进程切入，追问哪些实验观察使量子力学成为必要，它是如何构建的，以及为什么我们能从中看到科技的未来，尽管它有明显的怪异性，它仍然是一个好理论。

中华文化上下五千年，综其所有底蕴，大部分内容都受到佛学直接及深刻的影响。为什么人们会那么热衷于研究佛学呢？答案是：纵观历史，世界上最神奇、最奥妙、最不可思议、对人生帮助最大的学问，就是佛学。因为它不但可以让那些了解它的人解脱世间一切苦的束缚，而且它还超越了一切宗教和知识，告诉我们人活着的终极意义和生命、宇宙的真相（实相）。 然而，自古以来，由于政治经济文化发展的制约和局限性，能够真正证悟佛学真义者极为少见。 今天，在科学技术、经济、文化高速发展的背景下，世界是可以自由往来的，各种文化是完全开放的。最为关键的是，在过去的一百年中，人类创建的量子力学带给世人一个无法相信、甚至不愿意去相信的结果：组成世界物质的基本单位——光子、电子等都是波粒二相性的。波粒二相性的意思是，世界中的一切物质——山河大地、太阳星系，你我众生、时间与空间都是被意识创造出来的。这个科研成果也直接、透彻地证实了佛学的核心奥义：实相无相——一切皆是心生幻相。因此，今天的量子力学让人们拥有了一种前所未有的直接透视佛学真义（实相）的全新方式！ 本书将以今日之科学方式——量子佛学方式，以最清晰、最有力的视角，直接透视实相以及了义经中的核心思想，从而直入佛学真义的本质！相信在阅读过本书后，你会对佛学有一个超越逻辑思辨的全新认识。它必将带给你对生命宇宙的全新认识和一个积极快乐的人生。

《量子力学概论》(英文版)(原书第2版)的特点有：1、内容合适，包含了大学量子力学最主要的内容，直接从Schrodinger方程开始。叙述非常“物理”，强调实验基础和基本概念，改变了量子力学难于理解、难于接受的教学状况。2、内容现代，在科学研究中的关的部分，在物理学各个分支中常用的部分既有精辟的叙述，又有实际举例。而与原子物理、近代物理中相关的部分，由于在低年级已有讨论，基本上不再重复。3、习题分为容易、中等和较难三个层次，可供不同基础的学生选择，且配有大量的思考性习题。根据国内的教学实际，本影印版删去了原书的第12章（后记）和附录。

高等量子力学课程是物理类各专业研究生的一门基础课。本书第一版就是作者在讲授此课程近20年所用讲义基础上增改而成的。本第二版式在原第一版的基础上修订而成的，此次修订主要增加了量子力学理论在一些具体问题中的典型应用技巧，加强了帮助读者提高应用能力的内容。全书分八章：希尔伯特空间、量子力学的理论结构、狄拉克方程、对称性理论、角动量理论、散射理论、二次量子化以及辐射的量子理论，内容充实新颖，理论结构和逻辑关系完整严密，并广泛采用算符代数方法。本书以基本原理为出发点进行严谨的阐述，概念定义准确，分析透彻，数学推演脉络清楚；同时注重理解能力、分析能力的训练和培养。本书是一本易读且又能引导读者进入较深层次的量子力学教材。 本书可作为高等学校物理类各专业，特别是理论物理专业研究生的教材，亦可供物理教师参考以及研究人员案头查阅。

在线阅读本书 Beginning students of quantum mechanics frequently experience difficulties separating essential underlying principles from the specific examples to which these principles have been historically applied. Nobel–Prize–winner Claude Cohen–Tannoudji and his colleagues have written this book to eliminate precisely these difficulties. Fourteen chapters provide a clarity of organization, careful attention to pedagogical details, and a wealth of topics and examples which make this work a textbook as well as a timeless reference, allowing to tailor courses to meet students′ specific needs. Each chapter starts with a clear exposition of the problem which is then treated, and logically develops the physical and mathematical concept. These chapters emphasize the underlying principles of the material, undiluted by extensive references to applications and practical examples which are put into complementary sections. The book begins with a qualitative introduction to quantum mechanical ideas using simple optical analogies and continues with a systematic and thorough presentation of the mathematical tools and postulates of quantum mechanics as well as a discussion of their physical content. Applications follow, starting with the simplest ones like e.g. the harmonic oscillator, and becoming gradually more complicated (the hydrogen atom, approximation methods, etc.). The complementary sections each expand this basic knowledge, supplying a wide range of applications and related topics as well as detailed expositions of a large number of special problems and more advanced topics, integrated as an essential portion of the text.

《量子力学原理(第2版)》着重阐述量子力学基本原理。第一章从物理上阐述量子力学的基本原理，着重讲清数学结构与物理原理的联系，以及物理原理与经济事实的联系，把测不准原理作为一条最基本的物理原理，强调了观测量的测量和测不准的概念在量子力学中的重要性。第二章表象理论，给出了广义坐标表象和Pauli-Podolsky量子化规则。第三章讨论基本观测量和对称性，给出了不能把时间作为算符来处理的Pauli定理的证明，第四章讨论各种常用的动力学模型，其中宏观模型和非厄米的Hamilton算符是一般量子力学书籍中不易找到的，第五章Dirac方程作为第四章的继续，讨论一种相对论性的动力学模型，从无质量的Weyl方程开始，以一种更物理的方式来引入Dirac方程。鉴于中微子在粒子理论中的重要性，这里对Wdyl方程的物理作了较详细的计谋。第六章形式散射理论没有做非相对论近似，结果对于相对论性高能散射过程也适用。第七章二次量子化理论，着重讨论了二次量子化与场的量子化的关系。第八章讨论场的量子化，强调了量子场论是量子力学运用于具有无限自由度系统的结果，并根据微观因果性原理讨论了自旋与统计的关系和场的定域性问题。附录一介绍了测不准概念形成的历史经过，附录二给出统计诠释数学基础的讨论。

《量子力学原理(第2版)》主要内容：Review: `An excellent text....The postulates of quantum mechanics and the mathematical underpinnings are discussed in a clear, succint manner.' - American Scientist, from a review of the First Edition Book Description Reviews from the First Edition:"An excellent text … The postulates of quantum mechanics and the mathematical underpinnings are discussed in a clear, succinct manner." (American Scientist) "No matter how gently one introduces students to the concept of Dirac's bras and kets, many are turned off. Shankar attacks the problem head-on in the first chapter, and in a very informal style suggests that there is nothing to be frightened of." (Physics Bulletin) "This massive text of 700 and odd pages has indeed an excellent get-up, is very verbal and expressive, and has extensively worked out calculational details——-all just right for a first course. The style is conversational, more like a corridor talk or lecture notes, though arranged as a text. … It would be particularly useful to beginning students and those in allied areas like quantum chemistry." (Mathematical Reviews) R. Shankar has introduced major additions and updated key presentations in this second edition of Principles of Quantum Mechanics. New features of this innovative text include an entirely rewritten mathematical introduction, a discussion of Time-reversal invariance, and extensive coverage of a variety of path integrals and their applications. Additional highlights include: - Clear, accessible treatment of underlying mathematics - A review of Newtonian, Lagrangian, and Hamiltonian mechanics - Student understanding of quantum theory is enhanced by separate treatment of mathematical theorems and physical postulates - Unsurpassed coverage of path integrals and their relevance in contemporary physics The requisite text for advanced undergraduate- and graduate-level students, Principles of Quantum Mechanics, Second Edition is fully referenced and is supported by many exercises and solutions. The book's self-contained chapters also make it suitable for independent study as well as for courses in applied disciplines.

For one-semester/-year, junior-/senior-level courses in Quantum Mechanics and Quantum Chemistry. This text first teaches students how to do quantum mechanics, and then provides them with a more insightful discussion of what it means. Fundamental principles are covered, quantum theory presented, and special techniques developed for attacking realistic problems. Two-part coverage organizes topics under basic theory, and assembles an arsenal of approximation schemes with illustrative applications.

《第一推动•综合系列:宇宙极问》讲述了：宇宙，量子，信息，实在，涌现……对世界最深刻问题的探究！宇宙是怎么来的？量子是什么？为什么世界是量子的？存在是什么？物质的本原是信息吗？世界是为人创造的吗？……这些问题是一些愿意思考的人不能回避又难以国答的。在这本为庆祝著名理论物理学家约翰•阿奇博尔德•惠勒90周岁生日而出版的文集中，汇集了像惠勒教授一样的顶尖科学家们对这些深刻问题的最新研究成果。

Is the universe actually a giant quantum computer? According to Seth Lloyd, the answer is yes. All interactions between particles in the universe, Lloyd explains, convey not only energy but also information–in other words, particles not only collide, they compute. What is the entire universe computing, ultimately? “Its own dynamical evolution,” he says. “As the computation proceeds, reality unfolds.” Programming the Universe, a wonderfully accessible book, presents an original and compelling vision of reality, revealing our world in an entirely new light.

The developer of path integrals, Nobel Prize-winning physicist Richard Feynman presents unique insights into this method and its applications. Feynman starts with an intuitive view of fundamental quantum mechanics, gradually introducing path integrals. Later chapters explore more advanced topics, including the perturbation method, quantum electrodynamics, and statistical mechanics. 1965 edition, with 2005 emendations.

《领导力与新科学(原书第3版)》讲述了机械世界观正是制造管理问题的元凶,量子物理、自组织系统和混沌理论为管理带来启示。《领导力与新科学(原书第3版)》被翻译成17种语言英文原版全球销量超过30万册，组织管理大师玛格丽特·惠特利经典之作。

究竟什么才是构成宇宙的终极粒子？从古希腊哲学家德谟克利特由闻到烤面包的气味推导出“原子”存在的“思想实验”开始，无数的实验家和理论家为解开这一谜案已经苦苦奋斗了2000多年。在本书前几章中，当代最伟大的粒子物理学家之一、1988年诺贝尔物理学奖得主莱德曼用幽默生动的语言，引领我们穿越历史的长河，对人类探寻宇宙终极粒子的发现之旅作了简要回顾。从中我们将会看到科学前辈们是如何通过一个一个的“尤里卡时刻”，将这一难题一步一步推进到揭开宇宙最后之谜的关键——上帝粒子。“上帝粒子”是莱德曼对希格斯玻色子的别称。这种粒子是物理学家们从理论上假定存在的一种基本粒子，目前已成为整个粒子物理学界研究的中心，莱德曼更形象地将其称为“指挥着宇宙交响曲的粒子”。通过莱德曼妙趣横生的讲述，我们不但能够清楚地了解到现代物理学家们是如何寻找基本粒子的，读到现代物理学史上的许多趣闻轶事，还能对标准模型、大型一理论、超弦和暗物质等当代物理学前沿问题有更为深刻的理解，其中也包括“为什么所有的物质都有质量”这一更为基本的问题。

茫茫宇宙始终是人类赞叹和歌咏的对象。可是，宇宙从何而来？它是否永远如此？千百年来，人们总是把这些问题留给宗教和哲学，不是归功于上帝的“第一推动”，就是将其当作形而上学者苦思冥想的话题。然而今天，科学家们正在努力构建一幅宇宙诞生与演化的生动图象：宇宙起源于100多亿年前的一个“原始火球”，或曰“大爆炸”，在经过极其猛烈的暴胀之后，不断膨胀和演化，直到形成现在这个丰富多彩的大千世界。 从托勒玫、哥白尼、赫歇尔到哈勃，无数天文学家的不懈努力使我们的目光从地球扩展到太阳系、银河系、河外星系，乃至我们生存于其中的整个宇宙。本书不仅将带您领略这一激动人心的科学历程，其笔触更深入到现代物理学的最前沿，生动地描述20世纪物理学的两大奇葩――由爱因斯坦创立的广义相对论和由普朗克、玻尔、海森伯等人奠基的量子物理学，如何在20世纪后半叶汇聚于宇宙学研究之中，并最终为我们初步揭开了宇宙的创世之谜。 本书追踪了大爆炸理论的来龙去脉，不但向您展示了现代宇宙学的巨大成就，更让您身临其境地接触那些伟大的科学先驱者们，正是站在他们肩上，我们才有可能看得如此真切、如此深远。

Quantum field theory is the basic mathematical framework that is used to describe elementary particles. This textbook provides a complete and essential introduction to the subject. Assuming only an undergraduate knowledge of quantum mechanics and special relativity, this book is ideal for graduate students beginning the study of elementary particles. The step-by-step presentation begins with basic concepts illustrated by simple examples, and proceeds through historically important results to thorough treatments of modern topics such as the renormalization group, spinor-helicity methods for quark and gluon scattering, magnetic monopoles, instantons, supersymmetry, and the unification of forces. The book is written in a modular format, with each chapter as self-contained as possible, and with the necessary prerequisite material clearly identified. It is based on a year-long course given by the author and contains extensive problems, with password protected solutions available to lecturers at www.cambridge.org/9780521864497.

眼睛會騙人，立體的地球只是畫家運用3D透視法曚騙我們的桿細胞造成的假象； 真實何在？其實顯而易見，只要我們放下概念，讓地球貼紙之下的陰影回到灰階的簡單身分。 達文西的維魯威人主要用來點出本書的內容與物理學、生理學的相關性，六個小圓各自代表了地球的自轉、公轉，宇宙與地球之關係等等科學性主題。 我們都誤解了這個世界。 當我們以為自己是存在的， 或者，杯子以及涅槃都是存在的， 就掉入了自己的幻覺陷阱裡。 禪師說風不動，是你的心在動， 量子物理學家也告訴你， 光可以是波，也可以是粒子， 你就該覺醒到， 從此， 地球不僅是圓的，也可以是平的。 史蒂夫‧哈根─過去的科學研究員，現在的禪師─用這本充滿智慧及原創性的書，幫助我們看見這個世界的真實。他用幽默的筆調融合了禪宗的故事與現代科學，教導我們不要忙著定義這規範，而是要去體驗！作者淵博的知識帶領我們進行一場奇妙的知覺重整之旅，俾能使各個學術領域的思考者都能大感驚奇。 「運用簡潔的論述，史蒂夫‧哈根告訴我們：『真實』不在複雜的哲學或宗教中，只需要一雙可以看見東西的眼睛，就能當下掌握，如同鼻子在你的臉上一樣清楚明白。像是一個宇宙的眼科醫師，他訓練我們的眼睛，讓我們重新看到事物的原貌；更教我們運用純然的注意力，體驗到『意識隨時都能改造世界』。這是一本非讀不可的書：它將改變你看向世界的眼光。」 ──《心智源始》、《比光速還快》、《量子真實》三書作者，尼克‧赫伯特博士(Nick Herbert) 「一本令人振奮的書；對於想要釐清生活與生命之本質的現代人，這本書極有價值。」 ──《非洲沈默》、《雲霧森林－南美荒野紀事》等書作者，彼得．馬修森(Peter Matthiessen) 「一刀破除心與身、知覺與概念、科學與宗教之間的二元藩籬，哈根帶領我們踏上一段神往之旅，讓我們找到全新的、充滿彈性的、簡單之至的日常生活根基。本書具有原創性，文字優美，讀之令人屏息。」 ──《一加一等於四十八》、《心靈寫作》等書作者，娜妲莉．高柏(Natalie Goldberg)

用量子技巧改变你的内在，从而进一步改变你看待生活与工作的角度和方法。 量子看见·量子思维·量子感觉·量子知晓·量子行动·量子信任·量子存在。 你是否也曾有此困惑—— ·我们生活在所谓的信息时代，可获得的信息已经远远超过了用传统的分析方法所能处理的数量…… ·我们希望有和谐的关系——基于接纳和尊重的关系，但是这样的关系却总不在身边…… ·我们知道有效沟通的原则，参加过研讨会，读过相关的书，但自我依然在评判和防卫…… ·公司中的种种变革努力，从共同愿景、流程再造到扁平结构和授权，总是难以达到预期的效果…… ·只有20％的中层经理表示热爱自己的工作。每4个普通员工中就有一个把工作场所比作监狱。如何使人们重新注满能量？ 飞速发展的世界让每个人都有疲于奔命之感，我们不仅需要一种新的世界观，也需要接受一套新的技巧。 量子世界观所提供的7种量子技巧，将能够为你带来高速发展时代的全新体验，帮助你从内而外地改变生活和工作。 谢尔顿教授的《量子飞跃——改变你工作和生活的七种量子技巧》一书在总结相关方面各种研究成果的基础上，提出了具有可操作性的七种量子技巧，是一个非常有新意的尝试。这本书已由我的同事刘芊翻译改写，并加入了东方文化中与之相呼应的思想，让读者在西方科学的最新发展和古老东方文明的双重启发之下从一个新的角度思考管理的问题。应该说，这是一个“离经叛道”的大胆尝试，一些地方还值得商榷和探讨。但是，该书中所提出的“改变自己——影响他人——改善环境”的次序是我非常赞赏的。影响力、领导力、有效管理，其实都有一个由已及人、上下互动的过程。如何实现这一过程，尤其是如何开始这一过程的第一个环节——改变自己，是为诸多管理教材所忽视的。从这个意义上说，这本书对于开阔思路，尤其是帮助希望改善自己工作和生活的人会有独到效果。