Jakie są dobre zasoby do nauki mechaniki kwantowej, szczególnie dla początkujących, dyletantów i osób zainteresowanych samodzielnym nauczaniem? Na przykład. książki, filmy i inne media.

Najlepsza odpowiedź

Pierwszą książką na temat zarządzania jakością, jaką kiedykolwiek przeczytałem, była „Podstawa mechaniki kwantowej” autorstwa DTGillespie (http://www.amazon.com/quantum-mechanics-primer-Introduction-Non-relativistic/dp/0470299126/ref=sr\_1\_1?ie=UTF8&qid=1294850847&sr=8-1).

Chociaż jest teraz dość stary (1974), myślę, że jest to nadal jeden z najlepszych tekstów początkowych w QM. część czytelnika niż znajomość podstaw algebry licealnej, rachunku różniczkowego jednej zmiennej, podstawowego prawdopodobieństwa i statystyki oraz liczb zespolonych (choć przegląda te obszary dla czytelników, którzy mogą być trochę zardzewiali). Rozwija podstawowe pojęcia koncepcyjne i matematyczne formalizm nierelatywistycznego QM, w bardzo jasnym i przystępnym stylu, z licznymi sprawdzonymi przykładami i ćwiczeniami, obejmującymi następujące kluczowe tematy:

  • Wartości własne i wektory własne
  • Przestrzeń Hilberta alegbra wektorów
  • Funkcje falowe
  • Obserwowalne kwantowe i operatory
  • Kwantowa teoria pomiaru
  • Interpretacja kopenhaska
  • Niepewny Heisenberga ty Zasada
  • Równanie Schrodingera

Jego punktem kulminacyjnym jest dyskusja na temat jednowymiarowego kwadratowego modelu studni potencjału atomu wodoru. To naprawdę piękna mała perełka w książce, która zainspirowała mnie do zmiany punktu ciężkości moich zainteresowań fizyką z teorii względności i astrofiiki na mechanikę kwantową i fizykę cząstek.

Pozwala to również uniknąć częstego błędu innych rzekomo „wprowadzające” teksty w QM, które natychmiast zanurzają ucznia w oszałamiającym żargonie, abstrakcyjnym matematycznym formalizmie i jędrnych, suchych jak tosty, potwierdzających twierdzenia ekspozycjach, które wydają się być zaprojektowane tak, aby wyłączyć QM na całe życie!

Na szczęście wydaje się, że nie jestem sam w wielkim szacunku, jakim darzę tę książkę; pochwała innych recenzentów pod powyższym linkiem potwierdza moją opinię na ten temat: o)

Oczywiście, gdy już opanujesz podstawowe pojęcia i narzędzia matematyczne nierelatywistycznego QM, które rozwija Gillespie, będziesz przygotuj się na kolejny krok, co oznacza bardziej zaawansowane teksty, które wprowadzają tak ważne tematy, jak spin kwantowo-mechaniczny i moment pędu oraz związaną z nimi maszynerię matematyczną (która może onieśmielać nowicjusza) i przygotować czytelnika do rzeczywistych zastosowań QM takich jak fizyka atomowa i jądrowa. Oczywiście istnieje wiele tekstów na te tematy; niektóre są dobre, ale wielu jest okropnych i najlepiej ich unikać. Z tych dobrych szczególnie lubię „Wykłady z teorii kwantowej” Christophera Ishama (http://www.amazon.com/Lectures-Quantum-Theory-Mathematical-Foundations/dp/1860940013/ref=sr\_1\_1?ie=UTF8&s=books&qid=1294853306&sr=8-1-spell). To przenosi wykład Gillespie na temat podstawowych ram koncepcyjnych QM na wyższy poziom i przygotowuje czytelnika do bardziej zaawansowanych tematów, chociaż jego nacisk kładzie się bardziej na abstrakcyjne teoretyczne aspekty QM niż na jego praktyczne zastosowania, więc jest nie dla wszystkich.

Kolejnym dobrym tekstem wprowadzającym, z którym ostatnio się spotkałem, jest „Quantum Mechanics Demystified” Davida McMahona (http://www.amazon.com/Quantum-Mechanics-Demystified-David-McMahon/dp/0071455469/ref=sr\_1\_1?ie=UTF8&s=books&qid=1294853489&sr=1-1). Zaczyna się prawie od na tym samym poziomie, co Gillespie, i obejmuje wiele tematów, których Gillespie nie robi, w tym obrót i moment pędu oraz niektóre ich zastosowania. Jego siła polega na tym, że oferuje liczne praktyczne przykłady i mnóstwo ćwiczeń, więc naprawdę masz szansę na osiągnięcie pewności siebie i biegłości w matematycznej maszynerii QM. Jedna niewielka krytyka, jaką mam do tej książki, dotyczy tego, że korekta wydaje się być miejscami trochę niechlujna, a w niektórych równaniach występują trudne do zauważenia literówki może potknąć się i zmylić nieostrożnego nowicjusza, więc prawdopodobnie najlepiej jest przeczytać tę książkę w połączeniu z innym tekstem, aby móc znaleźć odnośniki i sprawdzić wszystko, co wygląda podejrzanie.

Po omówieniu nierelatywistycznej QM, jesteś gotowy na relatywistyczną QM, co oznacza kwantową teorię pola. Po raz kolejny jest kilka dobrych tekstów wprowadzających na ten temat, ale wiele naprawdę okropnych. Kwantowa teoria pola może być wystarczająco trudna dla nowicjusza (w rzeczywistości jest uważana za najtrudniejszy przedmiot w całej fizyce, ze względu na abstrakcyjną abstrakcję i gęsty język matematyczny) bez dodatkowej przeszkody w postaci złego pisania i przerażającego składu przezwyciężyć! Na szczęście seria „… Demystified” zawiera tomy na temat teorii względności, teorii pola kwantowego i teorii strun (mam wszystkie cztery, w tym jedną na temat zarządzania jakością) i prawdopodobnie można by było zrobić o wiele gorzej niż kupić je jako tanie, przystępne wprowadzenie teksty do każdej z tych dziedzin, jeśli w takim kierunku chcesz podążać studium. Kiedy już je przeczytasz, powinieneś być dobrze przygotowany do zajęcia się bardziej zaawansowanymi, klasycznymi tekstami na te tematy autorstwa autorów „wielkich nazwisk” (np. Misner, Wheeler & Thorne, Penrose, Hawking, Kaku, Witten).

Och, a jeśli chcesz zająć się kwantową teorią pola, jedną z książek, które naprawdę powinieneś przeczytać na początku, jest „Feynman” s Thesis ”Richarda Feynmana (http://www.amazon.com/Feynmans-Thesis-Approach-Quantum-Theory/dp/9812563806/ref=sr\_1\_1?s=books&ie=UTF8&qid=1294855895&sr=1-1). Jest to przedruk rozprawy doktorskiej wielkiego amerykańskiego fizyka Richarda Feynmana (Nagroda Nobla w dziedzinie elektrodynamiki kwantowej, 1965), w której po raz pierwszy rozwinął swoje „podejście czasoprzestrzenne” do QFT i integralnego formalizmu ścieżki Feynmana, który jest obecnie standardowym formalizmem matematycznym w QFT i fizyce cząstek. Jest to więc nie tylko przełomowa praca z punktu widzenia historii QFT, ale także nauczysz się jednego z jego najważniejszych formalizmów matematycznych od faceta, który go wynalazł! książki. Jednak zanim kupisz jakąkolwiek inną książkę na QM, naprawdę polecam zacząć od Gillespie!: o)

Odpowiedź

Ok, wyznaję, że będę niekonwencjonalne! Przeczytaj to, jeśli wierzysz w powiedzenie „Idź do mistrzów”.

Najpierw są dwie mechaniki kwantowe.

1. Stara mechanika kwantowa s (1900–1924)

2. Nowa mechanika kwantowa (od 1924 do teraz)

W przypadku starej teorii kwantowej mogę polecić trzy dobre źródła.

  1. Struktura atomowa Arnolda Sommerfelda i linie widmowe. (Książka, która został nauczony przez pionierów kwantowych, w tym Maxa Borna, Heisenberga itp.)
  2. Źródła mechaniki kwantowej autorstwa Van der Waerdena (jest to zbiór 17 oryginalnych prac pionierów Quantum, w tym 5 oryginalnych artykułów w Współczesna mechanika kwantowa)
  3. D.ter Haar Stara teoria kwantowa. (Prosta, zwięzła i precyzyjna prezentacja oryginalnych artykułów Starej Teorii Kwantowej autorstwa twórców wczesnej teorii kwantowej)

Wracając do teorii Nowego Kwantu, wielu ludzi mówi o przestrzeniach Hilberta, notacjach Diraca bez rozumieją fale Debrogliea lub nawet nie wiedzą, co to jest fala fazowa lub dlaczego jest większa od prędkości światła pomimo ograniczenia szczególnej teorii względności.

Pierwszy nowoczesny QM rozpoczął się od Debroglie Paper on Wave Mechanics, a następnie Heisenberg s Papier i późniejsze rozwiązanie zarówno przez Mechanikę Matriksa Heisenberga, jak i Mechanikę falową Schrodingera (zapoznaj się z historią, aby dowiedzieć się o zaciekłej zawodowej walce między nimi i jak ostatecznie Schrodinger był w stanie zrównać obie formy jako równoważne na zawsze).

Więc najpierw przeczytaj

1.Debroglie Paper English Translation (O teorii Quanty – doskonała praca, którą często utożsamiam nawet z niektórymi z najlepszych prac Einsteina, ponieważ jest tak pedagogiczna i wszechstronna) ( 80 stron)

https : //www.google.com/url? sa = t

2. Jeśli nie jest to łatwe, przeczytaj książkę Debroglie na temat wprowadzenia Wave Mechanics (250 stron)

Teraz już wiesz, czym jest Wave Mechanics.

3. Następnie przeczytaj Fizyczne zasady mechaniki kwantowej Hiesenberga, aby dowiedzieć się o zasadzie nieoznaczoności Heisenberga (200 stron). krok po kroku. Czy kiedykolwiek wiesz, jaki jest problem z pomiarem przestrzeni, czasu lub czegokolwiek w świecie kwantowym w porównaniu ze światem klasycznym? Przeczytaj to, aby się dowiedzieć).

https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19840008978

4. Mając już tło, jesteś gotowy do przeczytania najbardziej ekscytującej części operacyjnego zarządzania jakością! Witamy w Dirac ” s Zasady mechaniki kwantowej. (Elegancja nieograniczona). Wiele PPL mówi o notacji bra-ket Diraca, nawet nie wiedząc, co to znaczy. Przeczytaj to od oryginalnego autora. Moim ulubionym jest jego eleganckie 2-stronicowe wyprowadzenie Pozytonu z Relatywistycznej Mechaniki Kwantowej (300 stron)

Do tej pory zakochałbyś się w elegancji Diraca, ale uważaj, zanim unikniesz problematycznych notacji Diraca, które są matematycznie nieprecyzyjne pomimo swojej elegancji.

5. Więc przeczytaj książkę Johna Von Nuemana Mathematical Foundations of Quantum Mechanics, aby uzyskać końcowe, rygorystyczne podejście matematyczne. (Bardzo interesująca książka ze 100-procentową pedagogiką, ale załóż wiesz trochę o QM zanim to przeczytasz. Prawdziwy klasyk.) (około 450 stron)

6. Teraz są to klasyki, więc zaktualizuj się dzięki książce Shankars Principles of Quantum Mechanics. (Około 650 stron).

Jedyną książką, która da dostęp absolutnie początkującym, będzie Arthur Beiser Concepts of Modern Physics. licencjacką książkę z prostym i łatwym podejściem, ale pamiętaj, że być może będziesz musiał zajrzeć do klasycznych książek wspomnianych powyżej później.

Kolejną dobrą książką dla średnio zaawansowanych będzie książka Townsenda „A Modern Approach to Quantum mechanics”, która zawiera złożona ekspozycja na temat dwóch wielkich klasyków, wykładu Feynmana tom 3 i współczesnej mechaniki kwantowej JJSakurai. Mechanika spinów i macierzy potraktowana w tej książce z wyjątkową łatwością i zrozumieniem.

Przeczytaj tyle artykułów naukowych jak to tylko możliwe, aby poczuć fizykę kwantową we krwi.Z mojego osobistego doświadczenia wynika, że ​​nigdy nie będziesz w stanie zrównać wglądu, jaki uzyskasz z oryginalnych artykułów i monografii (takich jak autorów takich jak Pauli, deBroglie, Dirac i inni) z jakichkolwiek podręczników. Czytając artykuł po raz pierwszy, nie spodziewaj się, że w pierwszym czytaniu wyciągniesz z niego wszystkie informacje. Wypełnij artykuł raz i przeczytaj go ponownie trzykrotnie, aby uzyskać wgląd w intuicję i wgląd, których nie możesz oczekiwać od nikogo oprócz mistrzowie (autorzy oryginalni).

7. Niektóre bardziej zaawansowane tematy obejmują nierówności Bella, które można przeczytać w książkach Johna Bella Speakable and Unspeakable in Quantum mechanics (zbiór oryginalnych prac Bella). Ale żeby to zrozumieć, musisz przeczytać książkę Davida Bohma o teorii kwantowej, aby dowiedzieć się o teorii ukrytych zmiennych.

8. Inną dobrą książką do nauczenia się o całkach po ścieżce Feynmana byłaby książka od mistrza Feynmana peice Mechanika kwantowa i całki po ścieżce, przez wielu uważane za najlepsze źródło wiedzy na temat formułowania całek po ścieżce w mechanice kwantowej.

9. Na koniec musisz wiedzieć o teorii wielu światów Hugh Everetta, która można się dowiedzieć o tym samym z książki Brycea „DeWitt”. Będziesz potrzebować tego, aby dowiedzieć się więcej o mnie Problem pomiarowy w mechanice kwantowej, który w ostatnim stuleciu ogarniał większe umysły, w tym Einsteina. Tutaj zobaczymy, jak proces pomiaru opisany w mechanice kwantowej jest niekompletny, ponieważ konfiguracja nie obejmuje obserwatora jako części konfiguracji.

PS By teraz zostałbyś profesjonalistą w QM. Ucz się z ostatnich artykułów naukowych i innych artykułów w czasopismach. Ta odpowiedź zakłada, że ​​znasz wystarczająco mechanikę klasyczną. Jeśli nie, przeczytaj książkę Corneliusa Lanczosa „The Variational Principles of Mechanics” i unikaj Goldsteina jeśli nie uczysz się do klasy lub egzaminów.

Miłej lektury !!!

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *