人類一直生活在量子世界里，但人們經(jīng)過數(shù)十年的實驗探索和理論建構才發(fā)現(xiàn)這個世界。19世紀末，量子橫空出世，科學家開始發(fā)展了一套全新的理論和概念，來研究微觀世界的運動規(guī)律，這就是量子理論。將量子理論的思想整合成普遍適用的數(shù)學方法則稱作量子力學。量子力學的建立標志著人類認識自然實現(xiàn)了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍。在量子的微觀世界里，所有的一切都變得奇妙起來，與我們司空見慣的宏觀現(xiàn)象完全不同。量子力學以微觀視角，取代了經(jīng)典力學的宏觀視角，給了世界一個完全不同的詮釋，甚至改變了物理世界的基本思想，徹底推翻和重建了整個物理學體系。
量子力學雖然很玄妙，卻不是玄學。在見識了微觀世界里量子的神秘莫測后，物理學家對量子的各種神奇特性給出了更合理的解釋，并成功地應用于現(xiàn)代社會的每個角落，從激光到電腦，從超導到手機，量子無處不在，幾乎所有事物的背后都有量子力學在主宰。許多以往看來不切實際的幻想，在量子力學的指引下，給我們帶來新的希望和可能，必將極大地改變?nèi)祟惿鐣�的面貌�?br />本書的主要特點是： ，突出了量子力學的核心思想，以此為主線貫穿于全書始終，從而給出了量子力學的清晰脈絡，向讀者立體化地展現(xiàn)量子思想的全貌；第二，力求對所講述的問題盡可能給出數(shù)學之外的物理意義，使讀者從零開始讀懂量子力學，逐漸認識一個完全陌生的世界，并真正窺見它的神秘和美麗；第三，注重科普性及應用性，科學屬于人類的共同事業(yè)，科學的威力在于普及和創(chuàng)新，科學理論從來都不會停留在紙面上，只有經(jīng)過廣泛的普及和應用，才會推動人類文明的進步。本書將帶領讀者去親身體驗如何應用量子力學造福人類，讓人們享受更加豐富多彩的現(xiàn)代生活。
〖1〗前言〖2〗讀者怎樣學習量子力學呢？我們認為難以理解的是量子力學的基本概念和核心思想，而不是數(shù)學推導。必要的數(shù)學基礎對于學習量子力學是重要的，但學習量子力學的主要困難在于人們的認識仍然受到傳統(tǒng)思維的束縛，沒有真正樹立起量子力學的觀點。例如，量子糾纏是量子力學深刻的概念之一。在一些科普讀物中，把量子糾纏錯誤解讀為： 姐姐在某地生了一個女兒，遠在千里之外的妹妹就立即升級為姨媽。就被解釋為姐姐和妹妹處于糾纏態(tài)。這樣不恰當解讀的出現(xiàn)，也許是科普作者的無奈之舉。如果僅僅通過與日常生活中觀察到的現(xiàn)象做類比，是很難理解其中的真正意義的。所以，學習量子力學要致力于改變自己的思維模式，彌補你的思維短板，真正理解量子力學不同于經(jīng)典力學的嶄新的物理觀念。這些觀念主要是：
，微觀世界的未來是不確定的，我們永遠無法知道微觀粒子準確的動態(tài)數(shù)據(jù)，只能基于概率的方法去預言。讀者要樹立概率統(tǒng)計的思維。
第二，微觀世界是不連續(xù)的，它可能更像一片沙漠，遠看是連在一起的，走近才發(fā)現(xiàn)，它是由一粒一粒的細沙所構成。讀者要認識世界的本質(zhì)是量子化的。
第三，微觀物質(zhì)具有雙重人格，它既是粒子，又是波，將兩種性質(zhì)截然不同的東西統(tǒng)一到一個物理客體。讀者要樹立波粒二象性的物質(zhì)觀。
基于量子力學的一批顛覆性技術正在浮出水面，比如量子計算機、量子通信和量子測量等技術將是未來信息產(chǎn)業(yè)的基石，有望成為推動第四次工業(yè)革命的重要引擎。如何成功發(fā)展量子科技，可能變成每個國家一場輸不起的技術革命，各國也必將傾舉國之力爭奪量子科技制高點。中國已前瞻布局顛覆性技術戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，牢牢掌握前沿科技發(fā)展的主動權，確保量子技術水平雄居世界前列。
本書是關于量子力學的科普讀物，不可能，也不應該要求讀者具備較深厚的數(shù)學知識，否則，對量子力學有興趣但缺乏足夠數(shù)學基礎的許多讀者將被擋在門外。我們在內(nèi)容取舍和講解方法上更加重視物理概念的描述，它能同時滿足三個方面讀者的需求： 如果你過去沒有學過量子力學，可以把它作為入門書來讀；如果你正在學習量子力學，可以把它作為參考書來讀；如果你已經(jīng)學過量子力學，可以把它當作交流心得體會來讀。
當然，對于廣大想要更好地了解未來科技發(fā)展趨向的工程技術人員和管理者，這本書會使你明白量子力學是什么，它離生活并不遠。
本書很多地方借鑒了國內(nèi)外相關的文獻著作及研究成果，在此對所涉及的專家學者表示衷心的感謝。
無疑，限于作者的能力與水平，本書的缺點和不妥之處肯定不少，懇請讀者批評指正。
下面讓我們一起走進量子世界！

吳今培于2021年4月18日