中外著名《量子力學(xué)》教材之比較

目錄/提綱：……
一、曾謹(jǐn)言《量子力學(xué)》第四版的評價與分析
1、系統(tǒng)龐大，內(nèi)容豐富，章節(jié)之間聯(lián)系清晰
二、蘇汝鏗《量子力學(xué)》第二版的評價與分析
2、論述完整，問題開放
3、章節(jié)聯(lián)系緊密
4、應(yīng)用內(nèi)容有所側(cè)重
三、張永德《量子力學(xué)》第二版的評價與分析
1、內(nèi)容設(shè)計別具用心
2、內(nèi)容比一般教材包含有更多的應(yīng)用內(nèi)容，貼近現(xiàn)代量子論發(fā)展
3、條目清晰，羅列了一些假設(shè)、公理定理，排列有序，邏輯緊湊
5、排版布局合理、美觀、公式簡潔、圖表清晰
6、語言優(yōu)美、生動，語境輕松，用貓爬梯子形象的描述梯度算符的作用
1、內(nèi)容基于物理本身，實驗與理論具有同等的地位
2、描述方法傳統(tǒng)，語言風(fēng)格通俗易懂
3、解釋概念方法新穎有效
4、課后及課外資源豐富
1、每個主題的結(jié)構(gòu)組織良好，內(nèi)容清晰明了
2、論證可信有理
3、富有教學(xué)特色
4、內(nèi)容上說是量子力學(xué)不如說是量子物理，更適合現(xiàn)代物理學(xué)的知識內(nèi)容
七、“不確定性原理”等知識點論述的比對分析
八、整體對比
2、書籍排版業(yè)余、低劣
4、圖表少、公式多
3、圖表多，公式少，習(xí)題例題豐富
九、本文所涉及教材的章節(jié)目錄
附錄一、Diracδ函數(shù)
二、時間反演算符
三、全同粒子系統(tǒng)的量子統(tǒng)計
四、量子算法
五、量子Shor算法的兩點注記
……
中外著名《量子力學(xué)》教材之比較
涂成厚（南開大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院博士、副教授）

[內(nèi)容摘要] 分別選擇了中外著名大學(xué)使用的3本經(jīng)典量子力學(xué)教材，逐一介紹了各自的內(nèi)容與特點。在此基礎(chǔ)上，對中外著名量子力學(xué)教材進(jìn)行了比對分析，找出了它們的共同點和各自的特色。另外，以“不確定性原理”為例，具體比較了經(jīng)典知識點在論述方式上的區(qū)別。
[關(guān) 鍵 詞] 中外著名大學(xué)；量子力學(xué)；經(jīng)典教材；比較分析
量子力學(xué)（Quantum Mechanics)是研究微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論，它與相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)不僅是近代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一，而且在化學(xué)等有關(guān)學(xué)科和許多近代技術(shù)中也得到了廣泛的應(yīng)用。
隨著國內(nèi)高等教育的不斷發(fā)展，作為物理學(xué)重要課程的量子力學(xué)得到越來越多的重視，國內(nèi)外著名大學(xué)都開設(shè)此課程。為了對國內(nèi)物理高等教育提供量子力學(xué)教學(xué)的方面的參考，我們在廣泛調(diào)研和充分比較的基礎(chǔ)上，專門選取了六本國內(nèi)外著名教材進(jìn)行對比，從中分析出國內(nèi)量子力學(xué)教學(xué)近些年的成長，以及與國際水平的差異與不足，從而有的放矢的優(yōu)化和改善國內(nèi)教學(xué)資源。
國內(nèi)三本著名量子力學(xué)教材分別是：曾謹(jǐn)言的《量子力學(xué)》第四版、蘇汝鏗的《量子力學(xué)》第二版和張永德的《量子力學(xué)》第二版；國外三本著名量子力學(xué)教材分別是：David J.Griffiths的《Introduction to Quantum Mechanics》、A. P. French and Edwin F. Taylor的《An Introduction to Quantum Physics》和Robert Eisberg and Robert Resnick的《Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles》。這六本書都已在國內(nèi)外使用多年，并擁有廣大讀者，是極具代表性的量子力學(xué)教材。我們首先將由國內(nèi)到國外教材的順序逐本展開評價與分析，尤其是討論各自的內(nèi)容特色、側(cè)重點和不足；之后選取一個經(jīng)典的知識點——不確定性原理，來考察不同教材對此問題的具體講解，進(jìn)一步明確各本教材的特點；最后再對國內(nèi)外教材進(jìn)行相互對比和評價。
一、曾謹(jǐn)言《量子力學(xué)》第四版的評價與分析
1.1 引言
《量子力學(xué)》是作者根據(jù)多年在北京大學(xué)物理系教學(xué)與科研工作的經(jīng)驗而寫成，20世紀(jì)80年代初出版以來，深受讀者歡迎，多次再版重印�！读孔恿W(xué)（卷2）》第二版（1990）做了大幅度修訂與增補(bǔ)，分兩卷出版，卷Ⅰ可作為本科生教材或主要參考書，卷Ⅱ則作為研究生的教學(xué)參考書；第三版（特別是卷Ⅱ）
……（新文秘網(wǎng)http://jey722.cn省略1907字，正式會員可完整閱讀）……　
的遇上球諧函數(shù)、合流超幾何函數(shù)等麻煩的東西。大量的例題、習(xí)題更是加大了難度，也因此被國內(nèi)諸多學(xué)校設(shè)為考研參考書。由于這套書所涉及面廣，內(nèi)容龐大，自身就被分為上下兩卷，可以說要讀懂這套書是很費(fèi)時間和精力的。
1.7 該書值得商榷之處
全書的體系極其龐雜，過多的強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)物理方法求解量子力學(xué)的問題上，反而沒能將物理圖像及本質(zhì)弄清晰，有些地方作者也試圖做好這方面的工作，但讀者很容易就陷進(jìn)過多的數(shù)學(xué)形式而無法理解作者的本意。習(xí)題與知識點有點脫節(jié)，不能很好地銜接，這算是排版上的缺點吧，但對于方便讀者來說是不該忽視的一點。本書大量的講解各種量子力學(xué)問題，反而沒能很好的展現(xiàn)量子力學(xué)體系主干，算是時代催生的產(chǎn)物，的確是一本具有中國社會特色主義的“教科書”。
不過正如作者曾老師在第三版中的序言中所言：“本書卷Ⅰ適合作為本科生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的進(jìn)一步深入的參考書，卷Ⅱ則適合研究生高等量子力學(xué)的主要參考書”。本書體系龐大，內(nèi)容豐富，但對于初學(xué)者并不適合作為教材，只有具備一定量子力學(xué)基礎(chǔ)的人才能很好適用這本參考書，或者可以說是工具書。
二、蘇汝鏗《量子力學(xué)》第二版的評價與分析
2.1 引言
自1960年創(chuàng)辦開設(shè)的“量子力學(xué)”課程歷來是復(fù)旦大學(xué)物理系的“明星課程”，“教育部第一批國家理科基地創(chuàng)建名牌課程”、“優(yōu)秀創(chuàng)建項目”、“上海市精品課程”到如今的“國家精品課程”，它的身上有著許多的光環(huán)，而教授這門課的物理系教授蘇汝鏗也曾是上海市名師獎獲得者。
2.2 作者簡介
蘇汝鏗，理論物理學(xué)家，物理教育家，畢業(yè)于北京大學(xué)物理系，現(xiàn)任職于復(fù)旦大學(xué)。在量子力學(xué)教學(xué)和教材建設(shè)、提高中國量子力學(xué)教學(xué)水平和培養(yǎng)人才等方面作出了重要貢獻(xiàn)；在真空穩(wěn)定性，自發(fā)破缺、溫度場論、核物質(zhì)的相變理論研究、天體物理、原子核系統(tǒng)的臨界現(xiàn)象及多體關(guān)連效應(yīng)等方面有突出貢獻(xiàn)。
2.3 教材總體架構(gòu)與內(nèi)容簡介
《量子力學(xué)》（第2版）是教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃”的研究成果，是面向21世紀(jì)課程教材，其著重闡述量子力學(xué)的基本原理、基本方法和廣泛的應(yīng)用，全書共包括13章，分別講述量子論基礎(chǔ)、力學(xué)量和算符、表象理論、近似方法、自旋和角動量、散射理論、波函數(shù)的相位、多體問題、路徑積分、相對論量子力學(xué)、隱變數(shù)理論、量子糾纏和量子信息等。還就朗道墜落、相干態(tài)、貝利相位、卡什米爾效應(yīng)、超導(dǎo)和超流微觀理論等前沿應(yīng)用問題作了深入淺出的介紹，各章都有一定量的例題、習(xí)題，供讀者練習(xí)，用以檢驗自己對概念的理解和熟練應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法。
《量子力學(xué)》（第2版）可作為高等學(xué)校物理類本科生和研究生的教材或教學(xué)參考書，也可供相關(guān)專業(yè)師生和科技研究人員閱讀。
2.4 該書的主要特色
1、系統(tǒng)完整，包含了非相對論和相對論的量子力學(xué)內(nèi)容，前部分偏重于基本知識、基本理論，后部分涉及更多的應(yīng)用和更深刻的理論探討。將量子力學(xué)與高等量子力學(xué)融在一本書中，但相對論量子力學(xué)體系遠(yuǎn)大于非相對論量子力學(xué)，也正因為如此，也不可能太多的涉及場的量子化的內(nèi)容，有取有舍，對于能力強(qiáng)的讀者能更方便的銜接這兩部分知識，對于教師應(yīng)視其課時長短、學(xué)生水平高低而有所取舍。另外作為參考，帶“*”號的章節(jié)可以留在高等量子力學(xué)中講授。
2、論述完整，問題開放。為了表述清楚量子力學(xué)的基本概念，不僅通過與經(jīng)典力學(xué)對照，還就量子力學(xué)的三種不同表述形式：波動力學(xué)、矩陣力學(xué)和路徑積分張開討論，彼此等價的描述了量子力學(xué)。而且就適用范圍、相互聯(lián)系、各種推理做出了深入淺出的闡述。后半部分還就物理界爭論比較多的隱變量理論和時下熱門的量子信息、量子糾纏獨(dú)立成章論述，它們分別涉及量子力學(xué)的基礎(chǔ)問題和目前應(yīng)用發(fā)展討論最熱的兩個方面，雖然只是簡單介紹，但極具代表性和引導(dǎo)性。
3、章節(jié)聯(lián)系緊密。幾乎每章開始都附有小序，不僅對上一章的內(nèi)容有做總結(jié)，還邏輯清晰的轉(zhuǎn)向之后討論章節(jié)的內(nèi)容及意義。承上啟下的小序，讓看起來龐大又晦澀的量子力學(xué)看起來清晰且輕松了些，提綱挈領(lǐng)的作用也能減少讀者對量子力學(xué)理論本身很多不知從何而來的疑惑的問題。小序字?jǐn)?shù)雖少，但感官效果可不小。
4、應(yīng)用內(nèi)容有所側(cè)重。量子力學(xué)在一個多世紀(jì)內(nèi)得到廣泛的發(fā)展，在固體物理、介觀物理、原子物理、表面物理、天體物理，甚至化學(xué)、生物各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。當(dāng)然任何一本好的量子力學(xué)教材不可能通過簡單的羅列來展現(xiàn)。本書有針對性的介紹了一些重要而又有啟發(fā)性的前沿內(nèi)容，比如處理夸克緊閉的MIT袋模型、涉及量子力學(xué)基礎(chǔ)的隱變量理論，這些問題現(xiàn)在依舊很熱且未完全解決；一些實用的方法和效應(yīng)，形式微擾理論、密度矩陣、躍遷矩陣和散射矩陣、扭曲波近似、超流和近似二次量子化方法、哈特里一�？私�、阿哈朗諾夫一玻姆效應(yīng)、貝利相位、卡什米爾效應(yīng)；以及一些基本概念和思辨，克萊因佯謬、EPR佯謬、bell不等式、對稱性等內(nèi)容。
5、內(nèi)容討論詳細(xì)，圖表盒例題相對少些，但把大部分重心放在知識內(nèi)容本身的討論上，為了簡述清楚概念，推導(dǎo)了大量的公式，并不是單純的為了教會讀者做題，而是先弄明白理論，在通過章節(jié)后的習(xí)題練習(xí)加深，當(dāng)然有的題目難度偏大，有的本身就是學(xué)術(shù)論文，讀者也可以借此開拓下視野，或進(jìn)一步尋找鉆研的課題。
2.5 側(cè)重方向
本書的出發(fā)點不僅僅是作為大學(xué)生的教學(xué)用書，還是作為教師和研究生科研的參考書，所以介紹了很多有針對性的前沿內(nèi)容。注重對知識點本身的理解，少量的例題足以說明概念，而不是為了做題而羅列一堆例題習(xí)題，看起來也不至于過于繁瑣。知識點的鏈接也很恰當(dāng)。
2.6 難易程度
很好的做到了深入淺出，內(nèi)容豐富，概念清晰，言簡意賅。習(xí)題也不少，作者希望讀者通過必要的練習(xí)，正確的計算來理解正確的概念，但有的題目難度偏大，讀者也可以借此開拓下視野，或進(jìn)一步尋找鉆研的課題。網(wǎng)上也配有相關(guān)教學(xué)視頻，可以結(jié)合學(xué)習(xí)，有很明顯的良好效果。
2.7 該書值得商榷之處
本書知識涵蓋面廣，屬于百科全書類型的教程，但習(xí)題難度大了一些，圖表和例題似乎少了些，適當(dāng)?shù)奶砑佑杏玫膱D表有助于其工具書的功能，比如C-G系數(shù)表，總體而言，還是很不錯的量子力學(xué)教材。
三、張永德《量子力學(xué)》第二版的評價與分析
3.1 引言
本書于2002年出版后，先后獲準(zhǔn)為普通高等教育“十五”和“十一五”國家級規(guī)劃教材，迄今已印刷4次。本書可與作者的《高等量子力學(xué)》一書前后相繼，相互配合。本書被清華和中科大使用多年。
3.2 作者簡介
張永德，理論物理學(xué)家。1959年畢業(yè)于北京大學(xué)物理系原子能系核反應(yīng)專業(yè)，之后一直在核工業(yè)部從事原子能方面的國防科研工作，曾參與和領(lǐng)導(dǎo)了多次重大國防工程核物理與中子物理實驗與計算工作。1981年轉(zhuǎn)入中國科技大學(xué)任教。1987年提為理論物理教授�，F(xiàn)任近代物理系理論物理專業(yè)教授、博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院等離子體物理研究所兼職研究員，全國高校量子力學(xué)研究會副理事長，維也納原子所客座教授。合作編著了大型叢書《高等物理精編》（五卷），主編大型叢書《美國物理試題與解答》（七卷）。在國內(nèi)外著名期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文近60篇。和所指導(dǎo)的多名碩士博士研究生一起系統(tǒng)地創(chuàng)立了量子變換理論。多次主持國家自然科學(xué)基金項目和國際合作研究項目。1992年首批獲國務(wù)院政府特殊津貼。
3.3 教材總體架構(gòu)與內(nèi)容簡介
本書講述非相對論量子力學(xué)，全書分三部分內(nèi)容，1、基本內(nèi)容：量子力學(xué)的物理基礎(chǔ)、Schrodinger方程的一般討論、一維問題、中心場束縛態(tài)問題、量子力學(xué)的表象與表示、對稱性分析和應(yīng)用、電子自旋角動量、束縛定態(tài)的近似求解方法；2、進(jìn)一步內(nèi)容：電磁作用分析和重要應(yīng)用、勢散射理論；3、開放系統(tǒng)問題：含時問題與量子躍遷、量子態(tài)描述與操控。
適合作為物理類各專業(yè)本科生、研究生教材，并可供教師及研究人員教學(xué)科研參考，同時，書中針對不同學(xué)時，給出了三種不同的選用方案，為便于教學(xué)和自學(xué)，書中習(xí)題配有題解出版（《量子力學(xué)習(xí)題精解》，吳強(qiáng)，柳盛典編著)。
3.4 該書的主要特色
1、內(nèi)容設(shè)計別具用心。量子力學(xué)作為一門基礎(chǔ)性的理論課程，一般是很難有新穎的面貌更新，作者就量子力學(xué)的框架分成了三部分討論，第一部分與傳統(tǒng)的教材一樣，注重量子力學(xué)基本原理和思想的分析理解；第二部分考慮了現(xiàn)實中量子力學(xué)傳統(tǒng)經(jīng)典的研究和觀測途徑，電磁效應(yīng)和散射效應(yīng)；考慮課時和難易程度，將含時微擾與定態(tài)微擾分開討論，并與量子信息論劃分在第三部分。這是作者對學(xué)時安排而做的一個獨(dú)特安排，其中有許多帶星號的章節(jié)，以及第三部分是選學(xué)內(nèi)容。無星號的第一部分為60學(xué)時，無星號的第一、第二部分正好為一學(xué)期76學(xué)時。適量多余的講授和討論的內(nèi)容，供有余力的學(xué)生拓展思路。
2、內(nèi)容比一般教材包含有更多的應(yīng)用內(nèi)容，貼近現(xiàn)代量子論發(fā)展。深入淺出的介紹了相干態(tài)、非慣性系量子力學(xué)、AB效應(yīng)、Casimir效應(yīng)、量子Zero效應(yīng)和量子信息等。在第二章考慮了量子力學(xué)的經(jīng)典過渡；在第五章中引入了實際用途更大的非慣性系量子力學(xué)，完整理論的同時對概念也能有更深的啟示，介紹了量子引力相關(guān)效應(yīng)的COW實驗和引力紅移；在第十一章中細(xì)致分類討論了常微擾、周期微擾、突然微擾、絕熱微擾等情形。第十二章對量子信息論的物理基本做了詳細(xì)的描述，就量子測量、態(tài)描述、存儲、操作展開介紹。
3、條目清晰，羅列了一些假設(shè)、公理定理，排列有序，邏輯緊湊。比如總結(jié)了一維問題的四個定理，列出量子體系的五公設(shè)。表述方式采用不少數(shù)學(xué)化的定理證明，條理清晰。有些章節(jié)還將重要而有針對性的例題整理在一個小節(jié)里，方便讀者。
4、內(nèi)容具有開放性，不僅僅是把一套成型的理論呈現(xiàn)出來，而且還指出目前對問題認(rèn)識的局限性，比如，Born近似的適用條件、非相對論量子力學(xué)的局限性，量子體系的邏輯自洽性討論，同時也指明了相關(guān)文獻(xiàn)，這樣不僅有利于避免讀者對量子力學(xué)的理解變成教條式理解，而且有助于讀者對內(nèi)容的深入理解和思想的活躍。
3.5 側(cè)重方向
本書是一本關(guān)于非相對量子力學(xué)的教材或參考書，面向教師授課和研究生科研等用途，按課時需求提供了三種方案，便于教學(xué)和自學(xué)，對量子力學(xué)的教學(xué)注重開放性理解，不回避問 ……（未完，全文共29778字，當(dāng)前僅顯示5356字，請閱讀下面提示信息。收藏《中外著名《量子力學(xué)》教材之比較》）