Квантовая теория: концепции и методы - Википедия - Quantum Theory: Concepts and Methods

Квантовая теория: концепции и методы это 1993 год квантовая физика учебник израильского физика Ашер Перес.

Содержание

В своем предисловии Перес резюмировал свои цели следующим образом:

Цель этой книги - прояснить концептуальное значение квантовой теории и объяснить некоторые математические методы, которые она использует. Этот текст не касается специализированных тем, таких как атомная структура или сильные или слабые взаимодействия, а касается самих основ теории. Однако это не книга о философия науки. Подход прагматичный и строго инструменталистский. Такое отношение, несомненно, вызовет недовольство некоторых читателей, но в нем есть своя логика: квантовые явления не происходят в Гильбертово пространство, они происходят в лаборатории.[а]

Книга разделена на три части. Первый, «Сбор инструментов», вводит квантовую механику как теорию «приготовлений» и «испытаний» и развивает математический формализм гильбертовых пространств, в заключение спектральная теория используется для понимания квантовой механики непрерывных наблюдаемых. Часть II, «Криптодетерминизм и квантовая неразделимость», посвящена Теорема Белла и другие доказательства того, что квантовая механика несовместима с локальные теории скрытых переменных. (Среди существенного обсуждения провала теории скрытых переменных, книга включает FORTRAN программа для проверки наличия списка векторов образует Конфигурация Кохена – Спекера.[b]) Часть III, «Квантовая динамика и информация», посвящена роли пространство-время симметрия в квантовой физике, соотношение квантовая информация к термодинамика, полуклассическое приближение методы, квантовый хаос, и лечение измерение в квантовой механике.

Чтобы получить цифры из его главы о квантовом хаосе, в том числе графики в фазовое пространство хаотического движения, писал Перес PostScript код, который выполнял моделирование в самом принтере.[c]

Книга развивает методологию математического представления квантовых измерений с помощью POVMs,[1][2] и это первое педагогическое объяснение того, как использовать POVM для квантовое распределение ключей.[3] Перес преуменьшил важность принцип неопределенности; этот конкретный термин появляется в его указателе только один раз, и его запись указывает на ту же страницу в указателе.[4]

Прием

Физик Лесли Э. Баллентин дал учебнику положительный отзыв, назвав его хорошим введением в квантовые основы и текущие исследования в этой области.[5] Джон К. Баэз также дал книге положительную оценку, назвав ее "ясной" и обнаружив, что в ней "много драгоценных камней, которых я не видел", например Теорема Вигнера – Араки – Янасе.[6] Майкл Нильсен написал об учебнике: «Откровение! Внезапно все ключевые результаты 30-летней работы (некоторые из них были достигнуты благодаря Ашеру) были превращены в красивые и простые объяснения».[7] Нильсен и Исаак Чуанг сказали в своем собственном влиятельном учебнике, что Перес был «великолепен», предоставив «чрезвычайно ясное изложение элементарной квантовой механики», а также «обширное обсуждение неравенств Белла и связанных с ними результатов».[8]

Н. Дэвид Мермин писал, что Перес ликвидировал «текстовый разрыв» между концептуально ориентированными книгами, направленными на понимание того, что квантовая физика подразумевает о природе мира, и более практическими книгами, предназначенными для обучения применению квантовой механики. Мермин счел книгу достойной похвалы, отметив, что у него «всего несколько жалоб». Он написал:

Перес неосторожно проводит различие между различными видами предположений, необходимых для доказательства невозможности теории без скрытых переменных, воспроизводящей статистические предсказания квантовой механики. Я предполагаю, что это потому, что, несмотря на то, что он мастерски практикует этот конкретный вид искусства, в глубине души он настолько твердо убежден, что скрытые переменные не могут уловить сущность квантовой механики, что его просто не интересует, что именно вы нужно предположить доказывать что они не могут.[1]

Мермин назвал книгу «сокровищницей новых взглядов на квантовую механику» и сказал, что темы, выбранные Пересом, представляют собой «каталог общих упущений» из других подходов.[1]

Мейнхард Э. Майер заявил, что он «порекомендует ее всем, кто преподает или изучает квантовую механику», считая часть II самой интересной из книги. Хотя он отметил некоторое разочарование тем, что Перес выбрал темы для включения в главу о измерение, он оставил большую часть своего негатива издателю, сказав (как и Баллентин[5]), что цена книги была недоступна для аспирантов:

Такая практика ценообразования неоправданна, если учесть, что многие издатели предоставляют очень мало возможностей для редактирования или набора текста, как это очевидно из "TeX Большинство книг, опубликованных недавно, в том числе и эта, выглядят так.[9]

Мермин, Майер и Баез отметили, что Перес на короткое время отклонил многомировая интерпретация квантовой механики.[1][6][9] Перес утверждал, что все разновидности многомировых интерпретаций просто меняют произвольность или неопределенность коллапс волновой функции идея вопроса о том, когда «миры» можно рассматривать как отдельные, и что объективный критерий для этого разделения фактически не может быть сформулирован.[d] Более того, Перес отверг модели «спонтанного коллапса», такие как Теория Гирарди – Римини – Вебера в том же кратком разделе, назвав их «мутациями» квантовой механики.[1]

Мануэль Бехтольд проанализировал учебник Переса с точки зрения философский прагматизм.[10] Утверждение Переса в своем учебнике, что классический аналог квантовое состояние это Функция плотности Лиувилля оказал влияние на развитие QBism.[11]

Сопутствующие работы

Джон Уотроус помещает учебник Переса в число «незаменимых справочников», наряду с Nielsen и Чуанг с Квантовые вычисления и квантовая информация и Марка Уайльда Квантовая теория информации.[12] В некрологе Пересу Уильям Вуттерс, Чарльз Беннетт и соавторы звонят Квантовая теория: концепции и методы «современный преемник» Джон фон Нейман 1955 год Математические основы квантовой механики.[4]

Редакции

  • Перес, Ашер (1993). Квантовая теория: концепции и методы. Kluwer. ISBN  0-7923-2549-4. OCLC  28854083. Оригинальный переплет.
  • Перес, Ашер (1995). Квантовая теория: концепции и методы. Kluwer. ISBN  9780792336327. OCLC  901395752. Отпечаток в мягкой обложке.
  • Перес, Ашер (2001). ペ レ ス 量子 論 の 概念 と 手法 - 先端 研究 へ の ア プ ロ ー チ (на японском языке). Перевод Эба, Ичиро; Яманака, Йошия; Накадзато, Хиромичи. Марузен. ISBN  9784621049228. OCLC  834645102.

Примечания

  1. ^ Предисловие, стр. xi
  2. ^ Раздел 7-5, «Приложение: компьютерный тест на противоречие Кохена – Спекера», с. 209
  3. ^ Раздел 11-7, «Приложение: код PostScript для карты», с. 370
  4. ^ Раздел 12-1, «Амбивалентный наблюдатель», с. 374

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Мермин, Н. Давид (1997-03-01). Исследования по истории и философии науки Часть B: Исследования по истории и философии современной физики. 28 (1): 131–135. Bibcode:1997ШПМП..28..131М. Дои:10.1016 / S1355-2198 (97) 85538-4. ISSN  1355-2198.CS1 maint: журнал без названия (связь)
  2. ^ Flammia, Стивен Т .; Зильберфарб, Андрей; Пещеры, Карлтон М. (2005-12-01). «Минимальные информационно полные измерения для чистых состояний». Основы физики. 35 (12): 1985–2006. arXiv:Quant-ph / 0404137. Bibcode:2005ФоФ ... 35.1985Ф. Дои:10.1007 / s10701-005-8658-z. ISSN  1572-9516. S2CID  119382552.
  3. ^ Брандт, Говард Э. (Май 1999 г.). «Положительная операторнозначная мера в квантовой обработке информации». Американский журнал физики. 67 (5): 434–439. Bibcode:1999AmJPh..67..434B. Дои:10.1119/1.19280. ISSN  0002-9505.
  4. ^ а б Terzian, Joseph E .; Беннет, Чарльз Х.; Манн, Ади; Wootters, Уильям К. (Август 2005 г.). «Некролог: Ашер Перес». Физика сегодня. 58 (8): 65–66. Bibcode:2005ФТ .... 58х..65А. Дои:10.1063/1.2062925.
  5. ^ а б Баллентин, Лесли Э. (март 1995 г.). Американский журнал физики. 63 (3): 285–286. Дои:10.1119/1.17946. ISSN  0002-9505.CS1 maint: журнал без названия (связь)
  6. ^ а б Баэз, Джон С. (1994-05-10). "week33". Результаты этой недели по математической физике. Получено 2020-04-10.
  7. ^ Нильсен, Майкл А. (2005-01-05). "Ашер Перес". michaelnielsen.org. Получено 2018-02-21.
  8. ^ Нильсен, Майкл А.; Чуанг, Исаак Л. (2010-12-09). Квантовые вычисления и квантовая информация: 10-летие издания. Издательство Кембриджского университета. стр.118. ISBN  9781107002173. OCLC  844974180.
  9. ^ а б Майер, Мейнхард Э. (2008-01-11). Физика сегодня. 47 (12): 65–66. Дои:10.1063/1.2808757. ISSN  0031-9228.CS1 maint: журнал без названия (связь)
  10. ^ Хили, Ричард (2016). «Квантово-байесовские и прагматические взгляды на квантовую теорию». В Залте, Эдвард Н. (ред.). Стэнфордская энциклопедия философии. Лаборатория метафизических исследований, Стэндфордский Университет.
  11. ^ Fuchs, Christopher A .; Стейси, Блейк С. (2019). «QBism: квантовая теория как справочник героя». In Rasel, E.M .; Schleich, W. P.; Wölk, S. (ред.). Труды Международной школы физики им. Энрико Ферми.. 197. IOS Press. arXiv:1612.07308. Дои:10.3254/978-1-61499-937-9-133. ISBN  9781614999379. OCLC  1086375617.
  12. ^ Уотроус, Джон (2018). Теория квантовой информации. Издательство Кембриджского университета. ISBN  9781316853122. OCLC  1034577167.