量子化學(xué)科普書(shū)
《尋找薛定諤的貓》(云南出版社),此書(shū)翻譯奇爛,但內(nèi)容相爭(zhēng)當(dāng),我至今覺(jué)得是最好的。
第一推進(jìn)叢刊第四輯出了《新量子世界》,挺好!也是第一推進(jìn),有一本《原子中的幽靈》,是收錄了八十年代末的一個(gè)采訪論集,關(guān)于各類解釋的爭(zhēng)辯。稍為有點(diǎn)了解后讀這本,挺好。
廣東人民出版社支點(diǎn)叢刊有本《命運(yùn)之神應(yīng)置何方——透析量子熱學(xué)》,有點(diǎn)哲學(xué)味,過(guò)分簡(jiǎn)略,不推薦首讀,但還是不錯(cuò)。
《量子化學(xué)雜記》,惟一一本中國(guó)人寫的不錯(cuò)的書(shū),網(wǎng)上很容易找到電子版。
關(guān)于歷史發(fā)展的專業(yè)些的專著可以看《基本粒子化學(xué)學(xué)史》非常好。
以上都是普及書(shū),難度與《果殼中的宇宙》差不多,公式少。
一些美國(guó)久負(fù)盛名的科普大作:《宇宙的琴弦》、《從1到無(wú)窮大》、《新量子世界》、《皇帝新腦》。
看科普書(shū)看再多仍是業(yè)余水平。專業(yè)一點(diǎn)的入門書(shū)可看《費(fèi)恩曼化學(xué)學(xué)課件(第3卷)》,此課件可淺讀可深讀,數(shù)學(xué)專業(yè)中學(xué)生與老師都應(yīng)當(dāng)讀的。
費(fèi)曼課件的淺顯版可以看《費(fèi)曼講化學(xué)入門》量子物理學(xué)科普書(shū)籍,其中摘取了關(guān)于量子熱學(xué)的淺顯介紹。
量子熱學(xué)教科書(shū)(一)選書(shū)的建議
對(duì)于量子熱學(xué)最重要的是概念的清晰掌握,只有明白了量子熱學(xué)的方式體系和核心概念才能感覺(jué)的量子好神秘啊!就會(huì)在解題時(shí)不至于找不到北。真正的把握它的概念須要學(xué)習(xí)空間的知識(shí)和Dirac符號(hào)體系,又以前者最為重要。愚蒙覺(jué)得:
第一,優(yōu)秀的量子熱學(xué)書(shū)的最重要的標(biāo)準(zhǔn)是:深入淺出的講解空間和大量篇幅,透徹的講授Dirac符號(hào).
第二,應(yīng)當(dāng)明晰強(qiáng)調(diào)量子熱學(xué)的5到6條基本原理或假定。
第三,關(guān)鍵性的步驟或概念一定要強(qiáng)調(diào)。
下邊就以上原則剖析一下國(guó)外的流行教科書(shū)
(二)初量教材
1曾謹(jǐn)言《量子熱學(xué)簡(jiǎn)史》
2周世洵《量子熱學(xué)》
3尹鴻鈞《量子熱學(xué)》
4蘇汝鏗《量子熱學(xué)》
首先,我想說(shuō)得是國(guó)外沒(méi)有一本面向初等量子力學(xué)的教科書(shū)把概念說(shuō)明白的,尤其,以清華的曾謹(jǐn)言先生《量子熱學(xué)簡(jiǎn)史》為首,此書(shū)發(fā)行量巨大,我上專科時(shí)就是用它的。坦白說(shuō)。它的錯(cuò)誤極少,但這決不是好書(shū)的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于Dirac符號(hào)就寫了兩頁(yè),但是語(yǔ)焉不詳,關(guān)鍵地方幾乎沒(méi)有說(shuō)。我想,即使PAM.Dirac蒞臨也恐怕看不太明白。:),至于曾老師的《量子熱學(xué)》第一。二卷,的確詳盡,不過(guò)缺點(diǎn)依然一樣,作為研究生教材,沒(méi)有完整的理論體系,當(dāng)字典用到行,可以作參考書(shū),不適宜當(dāng)教材。
同濟(jì)的周世洵先生寫的《量子熱學(xué)》相比而言比曾謹(jǐn)言的強(qiáng)了不少,即使年代久了點(diǎn),但講解較為透徹,步驟也詳盡點(diǎn),。其實(shí)對(duì)付考研也不用與時(shí)俱進(jìn),老一點(diǎn)沒(méi)哪些問(wèn)題。
交大的尹鴻鈞先生編的《量子熱學(xué)》是面向大專和研究生的教材,對(duì)于本科來(lái)說(shuō)難了點(diǎn),關(guān)于空間和Dirac符號(hào)都寫的比較多,但沒(méi)產(chǎn)生主線,比較可惜。另外編排有點(diǎn)亂,彩印太差,不知第二版(?)有無(wú)改進(jìn)?我想假如更改一下使之完全面向初等量子力學(xué)倒也不錯(cuò)。
同濟(jì)學(xué)院,蘇汝鏗先生的《量子熱學(xué)》在以上幾本書(shū)中算是最好了,講解很是透徹,覆蓋面也很廣。近來(lái),我在書(shū)城見(jiàn)到了高教版的蘇先生的《量子熱學(xué)》,這本書(shū)包括研究生課的內(nèi)容,對(duì)于Dirac符號(hào)倒也多說(shuō)了一些,不過(guò),仍不令人滿意,想借此書(shū)看懂量子熱學(xué)基本上也是做夢(mèng)。

到目前為止我所看過(guò)的最好的初等或高等量子力學(xué)入門書(shū)是英國(guó)Cohen等人著的《》英文版,第一卷第一分冊(cè)有中譯本,張家莫,等譯。全書(shū)長(zhǎng)度驚人,英語(yǔ)版的上下兩冊(cè)有半尺厚,不過(guò)看上去很爽,全書(shū)行文流暢,且有助于英語(yǔ)寫作的提升,呵呵。且正文與補(bǔ)充文章分列,初學(xué)者可以選擇閱讀,整個(gè)內(nèi)容以初等量子開(kāi)始,在第二章就詳細(xì)地,深入淺出的述說(shuō)了量子力學(xué)的主要物理工具空間的知識(shí)和Dirac符號(hào),注意:學(xué)懂量子熱學(xué)原理的最重要的工具。我想是:空間的形象化與Dirac符號(hào)的熟練運(yùn)用。把原理與物理統(tǒng)一上去就基本明白了量子熱學(xué)。把這本書(shū)看懂《高量》就幾乎不用學(xué)了。
注:Cohen是個(gè)很厲害的化學(xué)學(xué)家,NOBELPRIZE獲得者,1997年與朱隸文等一起得獎(jiǎng),并且,他幾六年前錯(cuò)過(guò)了一次得獎(jiǎng)機(jī)會(huì),不然就兩次了。
最后,我想補(bǔ)充的是想學(xué)明白量子熱學(xué),看“初量”是沒(méi)有前途的,也是不可能的,由于初量基本不涉及空間的知識(shí)和Dirac符號(hào)體系。假如把看初量的精力花在一部?jī)?yōu)秀的高量書(shū)上會(huì)使你迅速把握其真諦。說(shuō)實(shí)在的看書(shū)還是看精典原著最好。
我感覺(jué)空間的知識(shí)和Dirac符號(hào)并不是很具象也并不難懂,鑒于它們對(duì)于量子熱學(xué)的理解這么重要,希望教育部老師們重新更改專科生量子熱學(xué)的教學(xué)大綱,將其列入初量中,詳盡述說(shuō)。
(三)高量教材
高量方面名著好多,大多是美國(guó)的。留傳的量子四大名著是:的,的,Pauli的,Dirac的。又以Dirac的《Theof》最有名,堪稱王者之聲。也是我唯一看過(guò)的一遍的。其中第四版有中譯本,陳咸亨譯,只有三百多頁(yè),建議你們找一找,打印一下。書(shū)中的精華是(注:俺的想法,沒(méi)哪些權(quán)威性。)構(gòu)建了量子化學(xué)的方式體系,統(tǒng)一了不同繪景,假象的方式敘述,指出了化學(xué)思想的產(chǎn)生過(guò)程。雖然看過(guò)了這本書(shū)我才感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是為了更改它,更好的抒發(fā)這個(gè)宇宙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,趕超人類意識(shí)經(jīng)驗(yàn)的禁錮。哈哈,越扯越遠(yuǎn)了。
另外知名的教材有:
朗道和著的《,Non-.》,
的《》有中譯本,
朗道的書(shū),超級(jí)名著,打印了還沒(méi)看,很難的說(shuō),
席夫的量子熱學(xué)也是名著,講的很廣,中規(guī)中矩的,看之欲睡。
國(guó)外的高量教材其實(shí)比初量的強(qiáng)多了。例如,
北工大喀興林先生,著的《高等量子力學(xué)》,
同濟(jì)倪光炯先生,陳蘇卿先生專著的《高等量子力學(xué)》,
清華張啟仁先生的《量子熱學(xué)》,
清華曾謹(jǐn)言先生的《量子熱學(xué)》兩卷
楊澤森先生的《高等量子力學(xué)》
張永德先生的《量子熱學(xué)》,
徐在新先生的《高等量子力學(xué)》。等
下邊大約評(píng)價(jià)一下其中幾本,
喀興林先生著的《高等量子力學(xué)》,本人推許為中國(guó)第一高量教材,全書(shū)物理討論十分嚴(yán)謹(jǐn),邏輯清晰無(wú)比,第一章和第二章分別討論空間與量子熱學(xué)的理論結(jié)構(gòu),更是將Dirac符號(hào)放在空間的物理基礎(chǔ)之上,進(jìn)行嚴(yán)格剖析,幾乎將我對(duì)量子熱學(xué)概念的所有疑問(wèn)都一掃而空,那個(gè)覺(jué)得真是奇爽無(wú)比!!喀先生是全省院校量子熱學(xué)研究會(huì)理事長(zhǎng),可見(jiàn)其在國(guó)外地位,真是名副雖然。假如要說(shuō)缺點(diǎn)的話,我認(rèn)為這本書(shū)更適宜作為化學(xué)研究生學(xué)習(xí)高量的第二次教材,而第一次學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)選一本物理討論不這么嚴(yán)格的,可讀性較強(qiáng)的高量教材。之后,研讀喀先生的《高等量子力學(xué)》以全面梳理概念和體系。喀先生對(duì)于算符代數(shù)有很大發(fā)展,使全書(shū)看上去非常優(yōu)美,為了追求方式和邏輯之間的統(tǒng)一,喀先生甚至沒(méi)有將費(fèi)曼的路徑積分寫進(jìn)書(shū)中,有點(diǎn)遺憾。不過(guò),費(fèi)曼以前寫過(guò)一本闡述路徑積分的著作并且淺顯易懂,你們可以直接看此書(shū)。
同濟(jì)倪光炯先生,陳蘇卿先生專著的《高等量子力學(xué)》,闡述較為前沿,用墨好省啊,限制了她的可讀性,說(shuō)不準(zhǔn)也是哥們道行不夠。該書(shū)的包含了大量現(xiàn)代量子熱學(xué)前沿課題,并對(duì)好多問(wèn)題有自己獨(dú)到看法,是其很大優(yōu)點(diǎn)。總體來(lái)說(shuō),不宜作為教科書(shū)自學(xué)。
徐在新先生的《高等量子力學(xué)》講解深入淺出,淺顯易懂,行文流暢,只是散射和相對(duì)論量子熱學(xué)方面有些不夠,總體而言,挺好的入門書(shū)籍,尤其是第一章(量子熱學(xué)的通常描述)講的極好,可迅速把握Dirac符號(hào)真諦。
楊澤森先生的《高等量子力學(xué)》,早就據(jù)說(shuō)寫的無(wú)比復(fù)雜量子物理學(xué)科普書(shū)籍,尤其是散射一章,沒(méi)人看的懂。哥們?cè)静恍牛襾?lái)一看,果然名不虛傳。

曾謹(jǐn)言先生的《量子熱學(xué)》一二卷哥們前文說(shuō)過(guò)了,不錯(cuò)的工具書(shū)。
其他的書(shū),我只是見(jiàn)過(guò),沒(méi)看過(guò),你們可以參考其他文章。例如,F(xiàn)ang的
(四)量子熱學(xué)的方式體系與基本概念簡(jiǎn)述
重要概念:
一.空間
1.量子熱學(xué)中指出的態(tài)矢量是所謂的空間中的矢量,哪些是空間哪?相信線形空間你們都明白,空間就是在線形空間上加上內(nèi)積運(yùn)算,而且滿足完全性條件的內(nèi)積空間。量子熱學(xué)所用的空間是復(fù)數(shù)域上的空間。
2.空間可以是有限維,無(wú)限維,連續(xù)或分立維,甚至是無(wú)理數(shù)維。
3.簡(jiǎn)單說(shuō)描述態(tài)矢的座標(biāo)系就是所謂的假象,而描述態(tài)矢隨時(shí)間的演進(jìn)就是繪景,例如說(shuō):薛定諤繪景,海森堡繪景,狄拉克繪景(互相作用)。不同的繪景在不同的假象中來(lái)抒發(fā)就產(chǎn)生了不同的等式,例如說(shuō),薛定諤繪景在座標(biāo)假象中的敘述就是知名的等式。
同一態(tài)矢在不同假象中有不同的抒發(fā),而且她們都是空間中的同一矢量,如同是歐幾里得空間中同一矢量在不同座標(biāo)系中有不同的表示,不同的假象(座標(biāo)系)之間存在假象(座標(biāo))變換。即所謂的么正變換。而熱學(xué)量在不同假象中是相像變換的關(guān)系。
4.所謂波函數(shù),我發(fā)覺(jué)初量書(shū)都不分辨波函數(shù)和態(tài)矢的概念。而是混用之。以曾謹(jǐn)言的書(shū)為例,波函數(shù)Ψ(x)首先拿來(lái)表示機(jī)率幅,它的模方正比于出現(xiàn)的概率。所謂,機(jī)率幅是個(gè)重要概念,表示態(tài)矢在一個(gè)假象的一個(gè)基矢上的投影的值。(講到這兒,我才發(fā)覺(jué)還沒(méi)解釋基矢,~,無(wú)奈啊!!)機(jī)率幅的模方正比于熱學(xué)量取該態(tài)矢本征值的概率。而另一方面Ψ(x,t)又拿來(lái)表示態(tài)矢量,即等價(jià)與一個(gè)右矢,所以,座標(biāo)假象中的一個(gè)本征矢用
Ψ(x,t)|x>來(lái)表示才更準(zhǔn)確。原先學(xué)初量時(shí)我對(duì)此是有點(diǎn)迷糊的。
基矢就是一個(gè)或一組熱學(xué)量的共同本征矢,并使之正交歸一化。一個(gè)或一組熱學(xué)量所有的基矢即在希爾伯特空間中張成一個(gè)假象,淺顯點(diǎn)說(shuō)就是一個(gè)座標(biāo)系。熱學(xué)量是希爾伯特空間中的張量,通常是二階的,即為矩陣。
二.狄拉克符號(hào)
把希爾伯特空間一分為二,互為排比的空間,就是狄拉克符號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。
用右矢|α>表示態(tài)矢,左矢減去的平方根。
|β>+=是右矢,表示一個(gè)右矢,中取各值ai機(jī)率,與態(tài)矢量|Ψ>按A的歸一化本征矢量{|ai>}的展開(kāi)式中|ai>的系數(shù)的復(fù)平方成反比,即與下式中ci的復(fù)平方成反比:
|Ψ>=∑|ai>cici=
波包的坍縮:處于|Ψ>態(tài)的系統(tǒng),假如檢測(cè)化學(xué)量A得值ai則該系統(tǒng)檢測(cè)后步入A的本征態(tài)|ai>。
原理三.微觀系統(tǒng)的粒子在直角座標(biāo)下位置算符X,正則動(dòng)量P滿足對(duì)易關(guān)系:
[XiPj]=ih/2πδij
原理四.微觀狀態(tài)隨時(shí)間的變化規(guī)律是薛定諤多項(xiàng)式。
原理五.描寫全同粒子系統(tǒng)的態(tài)矢量,對(duì)于任意一對(duì)粒子的變換是對(duì)稱和反對(duì)稱的,即為:波骰子和費(fèi)米子。反映了全同粒子的不可區(qū)分性。
所謂態(tài)疊加原理喀先生說(shuō)得挺好,既要指出疊加態(tài)與與每位分立態(tài)的聯(lián)系,更要指出她們的區(qū)別。Dirac說(shuō):處于疊加態(tài)|Ψ>的系統(tǒng),部份得處于|Ψ1>,部份的處于|Ψ2>……,
也可以說(shuō),處于疊加態(tài)|Ψ>的系統(tǒng),既不是|Ψ1>態(tài),也不是|Ψ2>態(tài),……,是一個(gè)新態(tài)。
就是如此多內(nèi)容了,以上都是理解量子熱學(xué)概念的物理工具和基本原理。
