Malcolm+Longair

本書(shū)力求再現(xiàn)1900年到1930年期間，在大量的各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的推動(dòng)下，利用各種數(shù)學(xué)分析工具，創(chuàng)造出量子力學(xué)的輝煌歷史。作者是劍橋大學(xué)的一位自然哲學(xué)教授，卡文迪什（Cavendishi）實(shí)驗(yàn)室發(fā)展部主任，在物理學(xué)與天文學(xué)領(lǐng)域深受尊重并獲得過(guò)許多榮譽(yù)。

作者認(rèn)為量子和量子化是20世紀(jì)物理學(xué)中最偉大的發(fā)現(xiàn)。盡管量子力學(xué)現(xiàn)象并沒(méi)有對(duì)仍為經(jīng)典物理學(xué)所支配的我們的意識(shí)世界構(gòu)成直接沖擊，但量子力學(xué)已經(jīng)成了物質(zhì)和輻射的所有現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)，而且也將是21世紀(jì)文明的一切方面的基礎(chǔ)。作為大學(xué)物理學(xué)中的主要學(xué)科，量子力學(xué)的卓越教科書(shū)并不鮮見(jiàn)，許多成功的教材采用公理化方法，從一組基本公理出發(fā)建立量子力學(xué)的理論體系，然后借助于一系列數(shù)學(xué)步驟發(fā)展它的全部推論。但是量子力學(xué)究竟是怎么來(lái)的？我們能夠理解對(duì)于這樣一種抽象形式所對(duì)應(yīng)的解釋嗎？近幾十年來(lái)關(guān)于這些問(wèn)題的詳細(xì)討論有許多著作面世，特別值得一提的是1967年出版的“量子力學(xué)起源”（Source of Quantum Mechanics，B.L.van der Waerden 著）和1992年-2001年出版的6卷集“量子理論的歷史發(fā)展”（The Historical Development of Quantum Theory，Mehra and Rechenberg 著）等，都得到了廣泛的好評(píng)。但作者認(rèn)為這些優(yōu)秀著作通常內(nèi)容很深，需要讀者具有很強(qiáng)的經(jīng)典與量子物理的基礎(chǔ)。

作者曾于2003年撰寫(xiě)了“物理學(xué)中的理論概念”（Theoretical Concepts in Physics）一書(shū)，從歷史角度重新思考物理學(xué)的基礎(chǔ)，討論了到量子發(fā)現(xiàn)與被物理學(xué)界接受為止的經(jīng)典物理學(xué)和相對(duì)論理論概念的發(fā)展。本書(shū)是作者對(duì)于量子物理繼續(xù)作出的努力。作者假定讀者熟悉不超過(guò)大學(xué)二年級(jí)水平的物理與數(shù)學(xué)知識(shí)，力求采用的數(shù)學(xué)不失嚴(yán)格性而盡可能簡(jiǎn)單，使最后一年的大學(xué)生在閱讀時(shí)不會(huì)遇到麻煩。

全書(shū)內(nèi)容分成3個(gè)部分，共18章：第1部分 量子的發(fā)現(xiàn)，含第1-3章：1.1895年的物理學(xué)與理論物理學(xué)；2.普朗克和黑體輻射；3.愛(ài)因斯坦和量子，1900-1911。第2部分 氫原子的波爾模型，含第4-8章：4.Sommerfeld 和Ehrenfest-推廣的波爾模型；5.愛(ài)因斯坦系數(shù)，波爾對(duì)應(yīng)原理和第一個(gè)選擇定則；6.理解原子光譜——可加量子數(shù)；周期表的波爾模型和自旋起源；7.波爾的元素周期表模型和自旋的起源；8.波粒二象性。第3部分 量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)，含第9-17章：9.舊量子論的失敗及其重生的原因；10.海森伯的突破性進(jìn)展；11.矩陣力學(xué)；12.狄拉克的量子力學(xué)；13.薛定諤和波動(dòng)力學(xué)；14.矩陣力學(xué)與波動(dòng)力學(xué)的殊途同歸；15.自旋和量子統(tǒng)計(jì)；16.量子力學(xué)的解釋；17.一個(gè)時(shí)代結(jié)束之后。

作者特別強(qiáng)調(diào)本書(shū)不是一部量子力學(xué)的教科書(shū)，而是專為高年級(jí)大學(xué)生、物理學(xué)家、歷史學(xué)家和物理哲學(xué)家撰寫(xiě)的一部專著，可以看作是標(biāo)準(zhǔn)教材的補(bǔ)充，可以增強(qiáng)對(duì)于量子物理學(xué)的理解和欣賞。本書(shū)對(duì)浩瀚的物理學(xué)史的文獻(xiàn)與專著進(jìn)行了匯總，通過(guò)引人注目的敘述，提供了物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家實(shí)際工作的許多范例。與其他教科書(shū)相比，本書(shū)特別贊賞在數(shù)學(xué)、理論與實(shí)驗(yàn)之間的交流，并在這種思想指導(dǎo)下對(duì)于幫助讀者深入理解量子力學(xué)的發(fā)展做了最大的努力。

丁亦兵，教授

（中國(guó)科學(xué)院大學(xué)）

Ding Yibing， Professor

（University of CAS）endprint