高等量子力学(第二版)

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出版者:高等教育出版社
作者:喀兴林
出品人:
页数:507
译者:
出版时间:2001-08
价格:44.6
装帧:
isbn号码:9787040099256
丛书系列:研究生教学用书
图书标签:
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具体描述

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。

理论物理学前沿:探索物质世界的基础架构 本书简介 《理论物理学前沿:探索物质世界的基础架构》是一部面向高年级本科生、研究生及科研人员的深度专著,旨在系统、严谨地阐述现代物理学理论体系的基石与最新发展。本书并非对某一特定分支(如量子力学或电动力学)的重复介绍,而是致力于构建一个宏观与微观、经典与量化相统一的理论框架,着重于那些跨越学科边界、驱动前沿研究的核心概念和数学工具。 全书的叙事逻辑遵循从对称性到场论,再到引力与时空几何的递进路径,力求展现物理学思维的内在一致性和强大的预测能力。我们避免了对初级概念的冗长铺陈,而是将精力集中于那些构成现代理论物理学骨架的关键性、非平凡的要素。 --- 第一部分:结构化思维与数学基础的深化 本部分着重于为深入理解高能物理和凝聚态物理提供必要的数学和概念工具,这些工具往往是跨越不同物理领域的通用语言。 第一章:群论在物理学中的应用与深化 本章从抽象代数的角度重新审视对称性原理。我们不再满足于对洛伦兹群和庞加莱群的初级描述,而是深入探讨其表示论。重点分析紧致群和非紧致群的表示结构,特别是李群和李代数的精细结构,如卡丹子(Cartan subalgebra)的选择和根系(Root Systems)的构建。通过研究 $SU(N)$ 和 $SO(N)$ 群,展示如何利用这些代数工具来理解守恒定律的内在机制以及粒子分类的可能性。引入纤维丛(Fiber Bundles)的概念,为后续的规范场论奠定几何基础,解释规范变换的非平凡拓扑性质。 第二章:微分几何与张量分析的高级工具 本章聚焦于描述弯曲时空和复杂场论所需的几何语言。详细介绍流形(Manifolds)的拓扑和微分结构,包括切空间、余切空间以及张量场在流形上的操作。重点阐述协变导数(Covariant Derivative)的严格定义,并探讨黎曼几何中的核心要素——黎曼曲率张量(Riemann Curvature Tensor)及其缩并形式。引入外微分(Exterior Calculus),展示其如何优雅地统一麦克斯韦方程组中的散度和旋度,并将其推广到更高维流形上的微分形式的积分和微分运算。 --- 第二部分:量子场论的统一框架 本部分是全书的核心,构建了描述基本相互作用的量子理论框架,着重于处理无穷大和非微扰效应的方法。 第三章:正则量子化到路径积分的过渡 本章超越了传统的对易关系量子化,系统性地引入费曼路径积分(Feynman Path Integrals)作为量子场论的构造基础。详细推导自由标量场和狄拉克场的路径积分形式,并讨论如何通过引入母函数(Generating Functional)来提取所有的关联函数。深入分析正则化(Regularization)的必要性,并详细阐述维克转动(Wick Rotation)在连接实时间与欧几里得时空中的关键作用。 第四章:重整化群与有效场论 本章的核心在于解决量子场论中的无穷大问题,并展现理论的尺度依赖性。详细介绍重整化(Renormalization)的原理,区分一级重整化和二级重整化。重点阐述重整化群方程(Renormalization Group Equations, RGEs),包括Callan-Symanzik方程。通过有效场论(Effective Field Theory, EFT)的视角,解释低能物理如何独立于高能细节,并分析微扰论的局限性以及渐进自由(Asymptotic Freedom)的物理意义。 第五章:规范场论:杨-米尔斯理论的构建 本章严格构建非阿贝尔规范场论的基础。从规范不变性的原理出发,通过要求局域对称性,自然地引入规范玻色子(如胶子)。详细推导杨-米尔斯拉格朗日量及其场的运动方程。重点分析规范场论中的Faddeev-Popov幽灵(Ghosts)的引入,解释它们在路径积分求和中保持幺正性的关键作用。简要概述自发对称性破缺(Spontaneous Symmetry Breaking)的机制,并将其应用于规范玻色子获得质量的希格斯机制的原理性描述(不深入标准模型的细节)。 --- 第三部分:引力、时空与量子场论的融合尝试 本部分探讨理论物理学面临的最大挑战:将广义相对论的几何描述与量子力学的概率描述相兼容。 第六章:广义相对论的现代几何诠释 本章回顾爱因斯坦场方程,但从更现代的几何角度审视。重点讨论黑洞物理的理论前沿,包括事件视界和奇点的几何性质。引入爱因斯坦-希尔伯特作用量的变分原理,并结合微分形式,阐述爱因斯坦方程的拓扑含义。探讨共形场论(Conformal Field Theory)在描述渐近平坦时空边界处的理论(如全息对偶的数学结构)中的潜在联系。 第七章:量子引力学的挑战与非微扰方法 本章概述将量子力学应用于引力理论时遇到的核心困难,特别是非重整化性。不详细展开任一具体模型,而是侧重于这些方法背后的基本理念: 1. 圈图量子引力(Loop Quantum Gravity)的几何化视角: 简要介绍Ashtekar变量和自旋网络(Spin Networks)的概念,强调其在将时空本身离散化上的尝试。 2. 弦理论的几何景观(概述): 介绍超对称性(Supersymmetry)作为解决费米子和玻色子质量问题的自然延伸,以及D-膜(D-Branes)作为基本对象的概念。探讨T对偶和S对偶如何暗示不同理论描述之间的内在等价性,揭示了物理定律在不同参数范围下的“统一观”。 --- 总结与展望 本书的最终目标是培养读者对理论物理学的批判性理解,认识到当前描述自然界的各个方面(从基本粒子到宇宙学)的理论框架的内在联系和各自的适用边界。它要求读者不仅掌握计算技巧,更要理解支撑这些理论的深刻几何和对称性原理。本书为有志于从事粒子物理、宇宙学、高能理论或数学物理研究的学者提供了必要的理论深度和视野广度。

作者简介

喀兴林,蒙古族人,蒙姓喀尔堪,祖籍甘肃敦煌一带。1929年6月生于吉林省吉林市,北京师范大学教授。

中国物理学会第四、五、六届理事,在学会内任物理教学委员会委员、副主任委员;物理名词委员会委员;《大学物理》杂志副主编。

高等学校量子力学研究会理事长、名誉理事长。

曾任国家教委物理教材编审委员会、物理教学指导委员会成员;理论物理教材编审组和教材建设组副组长。

1951年毕业于北京师范大学物理系本科。毕业后留校任教。毕生从事理论物理,特别是量子力学的教学工作。1994年退休。著述不多,本书为代表作。

目录信息

读后感

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作者在前言里提到,付出与收获总是成正比的,所以喀老从来也没有想要做到什么简明易懂。恰恰相反,与体育训练类似,本书中安排了大量的练习,从而使学生的能力得到锻炼。 高量是一门很难的课程,它讲述的内容比初量多得多,它的难度也比初量难得多,偏偏高量的课时比初量还少,...  

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本科学习高量的教材,现在回想起来,观点很陈旧,比如二次量子化,就是老的观点。把Dirac方程当作粒子状态方程去讲也值得商榷,因为现代的观点是,Dirac方程,Klein-Gordon方程都是场方程,不是粒子的方程。 国外有不少优秀的同等程度的教材。J.J.Sakurai的两本量子力...

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本科学习高量的教材,现在回想起来,观点很陈旧,比如二次量子化,就是老的观点。把Dirac方程当作粒子状态方程去讲也值得商榷,因为现代的观点是,Dirac方程,Klein-Gordon方程都是场方程,不是粒子的方程。 国外有不少优秀的同等程度的教材。J.J.Sakurai的两本量子力...

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前前后后花了一个半月左右,看完了前五章,也算看了一大半了,后面散射和电磁场量子化没看。看过的部分都基本做了一遍习题。 总的来说还是很不错的,有自己完备的体系,这是最大的特点。就整体体系来讲,很少有内部漏洞 : 不会没有前置理论的铺垫而直接空降一个结论,也很少出...  

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引用大学时给我们讲《量子力学》的裴寿镛教授的话来说,目前国内量子力学教材没有错误的寥寥无几,只有北大曾谨言先生的《量子力学》和北师大喀兴林先生的《高等量子力学》堪称无错! 没有错误虽然不一定就是好教材,但是在一堆错误百出的教科书中,没有错误就成了难能可贵的...  

用户评价

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这本书的封面设计,坦白说,第一眼并没有给我留下太深刻的印象,那种深蓝底配着银色印刷的传统学术书籍风格,虽然稳重,却也略显沉闷。然而,一旦翻开扉页,那种油墨的清香和纸张的质感,立刻让人感受到这是一本经过精心打磨的教材。内容上,它显然不是那种试图用华丽辞藻来包装基础概念的读物,而是直截了当地切入核心——那些令人望而生畏的狄拉克符号和薛定谔方程的精确求解。我特别欣赏作者在引入对易子和角动量理论时所采用的逻辑推导路径,它不是简单地罗列公式,而是通过物理图像的逐步构建来引导读者理解抽象数学工具的物理意义。例如,在讨论自旋-轨道耦合的部分,作者没有急于给出最终的哈密顿量表达式,而是先花了大量的篇幅去阐述空间反演对称性在体系中的作用,这使得后续的矩阵对角化过程显得水到渠成,而不是单纯的代数操作。对于初学者来说,这可能需要多花一些时间去消化,但对于有志于深入研究量子场论或凝聚态物理的人来说,这种严谨性恰恰是构建坚实理论基础的关键。唯一的遗憾是,某些高阶的微扰论应用案例略显单薄,如果能加入一些近年来在超导或拓扑绝缘体研究中的实例,那就更完美了。

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这本书的二手市场流通情况反映了它真实的地位——虽然价格不菲,但损耗率极低,因为一旦拥有,很少有人会轻易舍弃。对我个人而言,它最宝贵的地方在于其对**微扰论在非厄米系统**中的处理方式。在最新的版本中,作者加入了一章专门讨论耗散量子系统的有效哈密顿量构建,这一点在很多经典的教材中是缺失的,而这恰恰是当前光量子学和开放量子系统研究的核心。书中的公式推导极为细致,几乎每一步的中间变量都会被明确标识出来,这对于经常在复杂积分中迷失方向的我来说,是极大的便利。它教会了我一种“解题的范式”,而不仅仅是“一个解”。当然,如果硬要挑剔,我会说,附录中对更高级数学工具(比如张量微积分)的引用略显简略,对于完全没有接触过的读者来说,可能需要同时备着一本高等数学的参考书。但总的来说,这是一本真正意义上的“进阶之梯”,能将一个合格的物理系学生,稳稳地推向理论研究的门槛之内。

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我拿到的是精装版本,说实话,它的重量已经可以媲美一块小砖头了,可见其内容的密度之高。我花了整整一个周末的时间,试图啃完关于相对论性量子力学的部分,结果发现,我必须将速度降到蜗牛级别。这本书的难度曲线是陡峭的,它假设读者已经对非相对论量子力学(比如你高中物理课上学到的那个版本)了如指掌,并且对线性代数和复变函数有相当的把握。它没有花篇幅去复习这些前置知识,而是直接跳到了泡利方程和狄拉克方程的推导,这对于那些希望“一册搞定”的读者来说,可能会造成初步的挫败感。然而,一旦你攻克了开头的难关,后面的收获会是巨大的。特别是当作者开始讲解如何在洛伦兹变换下保持薛定谔方程的协变性时,那种豁然开朗的感觉,是其他教材难以给予的。那种将时空结构与量子演化完美融合的数学美感,让人不得不感叹物理定律的内在和谐。这本书的价值不在于“快餐式”的学习,而在于它迫使你停下来,深入思考量子力学在更宏大物理图景中的位置。

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与其他几本市面上常见的“标准量子力学”参考书相比,这本《高等量子力学(第二版)》明显倾向于现代物理学的前沿应用,而不是历史梳理。你不会在这里看到太多关于玻尔模型或早期量子化尝试的冗长叙述。作者的重点放在了泛函分析在无限维希尔伯特空间中的应用,以及如何用更抽象的语言来处理不可表象的对称性。对于准备考研或准备进入专业研究领域的学生而言,这本书的优势在于其对**格林函数方法**的深入阐述。它不仅仅是给出一个公式,而是从散射理论的角度,系统地构建了久期方程和S矩阵的物理意义。我尤其喜欢它在处理近自由电子模型时的详尽步骤,从布洛赫定理的引入到维格纳-塞茨元胞法的讨论,每一步都逻辑清晰,且计算量适中,足以让人亲手完成推导而不至于陷入纯粹的符号泥潭。这本书更像是导师在给你“开小灶”,传授那些在本科课堂上因时间限制而被略去但至关重要的方法论。

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这本书的排版和插图处理,简直是教科书制作艺术的典范。不同于市面上许多充斥着低分辨率、模糊不清的数学图形的教材,这里的每一个能级图、每一个费曼图的示意,都清晰锐利,线条分明。尤其是那些涉及到路径积分表述的章节,作者巧妙地将时间演化算符的积分路径用不同粗细的线条区分开来,即便是像我这种对路径积分直觉感把握不佳的人,也能立刻分辨出哪个是经典路径,哪个是量子涨落的贡献。语言风格上,它保持了一种近乎外科手术般精准的克制,很少出现冗余的形容词,每一个句子都像是在搭建一个逻辑框架。但这种严谨性也带来了一点点“距离感”。在介绍一些哲学意味较浓的概念,比如波函数的坍缩和多世界诠释的边界时,作者更倾向于给出数学上的边界条件,而不是深入探讨物理学家的思想交锋。这让我想起一位严谨的导师,他能告诉你如何准确地算出答案,但不会花太多时间去讨论“为什么”这个问题在哲学上能有多深刻的含义。不过话说回来,作为一本工具书,它无疑是顶尖的,它教会你如何精确地使用量子力学的语言去描述自然。

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喀爷爷的书也看过前面的基本章节,想学好量子力学,就靠老爷爷们了!

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终于可以把这本书藏起来嘞!这将是我的物理理论的顶端,从此理论方面以不超过此为限,我是个懒孩子,静不下来!书确实是好书,而且贵的说!

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流行教材,比较透彻

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读过一点点,读不懂。。555

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一二三四七

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