Книга: Квантовая механика. Теоретический минимум

Классическая механика интуитивна: она ежедневно и многократно используется людьми для выживания. Но до двадцатого века никто и никогда не использовал квантовую механику. Она описывает вещи столь малые, что они полностью выпадают из области восприятия человеческих органов чувств. Единственный способ понять эту теорию, насладиться ее красотой — перекрыть нашу интуицию абстрактной математикой. Леонард Сасскинд – известный американский ученый – приглашает вас отправиться в увлекательное путешествие в страну квантовой механики. В пути вам пригодятся базовые знания из школьного курса физики, а также основы математического анализа и линейной алгебры. Также необходимо знать кое-что о вопросах, которые рассматривались в первой книге «теоретического минимума» Сасскинда – «Все, что нужно знать о современной физике». Но нестрашно, если эти знания несколько подзабылись. Многое автор напомнит и пояснит по ходу дела. Квантовая механика – необычная теория: согласно ее постулатам, например, мы можем знать все о системе и ничего о ее отдельных частях. По поводу этого и других противоречий в свое время много спорили Эйнштейн и Нильс Бор. Если вы не боитесь сложностей, обладаете пытливым умом, технически грамотны, искренне и глубоко интересуетесь физикой, то этот курс лекций Леонарда Сасскинда придется вам по душе. Книга концентрируется на логических принципах квантовой теории и ставит целью не сгладить парадоксальность квантовой логики, а вытащить ее на дневной свет и попытаться разобраться с непростыми вопросами, которые она поднимает.

Введение:

Обычно мы сначала изучаем классическую механику, а затем подступаемся к квантовой. Однако квантовая физика намного фундаментальнее классической. Насколько нам известно, квантовая физика дает точное описание всех физических систем, но некоторые предметы достаточно массивны, чтобы вместо квантовой механики можно было с хорошей точностью использовать классическую. Аппроксимация — это все, что представляет собой классическая механика. С логической точки зрения мы должны были бы сначала изучать квантовую механику, но очень немногие учителя физики рекомендуют так поступать. Даже этот курс лекций — «Теоретический минимум» — начинается с классической механики. Тем не менее классическая механика не будет играть почти никакой роли в этом курсе лекций по квантовой теории, за исключением самого конца курса, когда все основные принципы квантовой механики уже будут объяснены. Я считаю, что это по-настоящему правильный способ изучения — не только логически, но и педагогически. На этом пути мы не попадаем в ловушку, где кажется, что квантовая механика — это, по сути, та же классическая механика с добавлением пары новых трюков. Между прочим, технически квантовая механика намного проще классической.

Простейшая классическая система — это базовый логический элемент современной информатики: система с двумя состояниями. Иногда мы называем ее битом. Она может представлять собой нечто, способное находиться только в двух состояниях: монету, которая может лежать орлом или решкой, тумблер, который может быть включен или выключен, крошечный магнитик, который может быть сориентирован на север или на юг. Как вы могли ожидать, особенно если знакомились с лекциями тома I, теория классических систем с двумя состояниями предельно проста, на самом деле даже скучна. В этом томе мы начнем с квантовой версии системы с двумя состояниями, называемой кубитом, которая гораздо интереснее. Для ее понимания нам понадобится совершенно новый способ мышления — новый фундамент логики.

Для Хабры скидка 25% на книгу и всю серию «New Science» по купону Susskind.

Книга на сайте издательства