Problems and Solutions on Quantum Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:Lim, Yung-Kuo (EDT)/ Chung-Kuo K'O Hsueh Chi Shu Ta Hsueh Physics Coaching Class (COR)

出品人:

页数:750

译者:

出版时间:1998-11

价格:358.00元

装帧:Paperback

isbn号码:9789810231330

丛书系列:

图书标签:

• 英文版
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好的，这是一本名为《宇宙的脉动：从经典到前沿的物理探索》的图书简介，它专注于宏观宇宙学、广义相对论、标准模型之外的粒子物理学、凝聚态物理的前沿进展，以及对未来物理学方向的哲学反思，完全避开了量子力学（Problems and Solutions on Quantum Mechanics）的核心内容。 --- 宇宙的脉动：从经典到前沿的物理探索 内容概述 本书《宇宙的脉动：从经典到前沿的物理探索》旨在为物理学爱好者、本科高年级学生以及希望拓宽视野的研究人员，提供一个全面而深入的视角，审视自二十世纪初经典物理学遭遇瓶颈以来，人类对宇宙结构、基本作用力以及物质深层本质的认知飞跃。 本书的叙事核心并不围绕微观世界的概率波函数或算符代数展开，而是聚焦于宏观的结构、时空的几何、极端条件下的物质行为，以及超越现有粒子物理框架的理论探索。全书共分为四个主要部分，逻辑递进，层层深入，力求勾勒出现代物理学宏伟的图景。 --- 第一部分：时空的回响——广义相对论与宇宙学基础 本部分将读者从牛顿的绝对时空观中解脱出来，投向爱因斯坦描绘的弯曲时空之中。 第一章：黎曼几何的语言 本章详细介绍了描述弯曲时空所需的基础数学工具——微分几何和黎曼几何。我们着重讲解张量分析的物理意义，如何构建度规张量来编码时空结构，以及测地线的概念如何取代引力作为物体运动的自然路径。重点在于理解时空几何的内在动力学，而非求解具体的薛定谔方程。 第二章：场方程的几何解释 爱因斯坦场方程（$G_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$）被深入剖析，我们将焦点放在其两侧的物理含义：左侧描述时空的曲率（几何），右侧描述物质和能量的分布（源）。本章将详细探讨这些方程在真空中的解（如史瓦西解和克尔解），以及它们如何预言了黑洞的存在和奇点的本质。 第三章：宇宙学的拓扑与演化 本部分的核心是宇宙学模型。我们将从弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规出发，推导弗里德曼方程组，详述宇宙的膨胀、物质密度参数 ($Omega$) 以及宇宙的几何形状（平坦、开放或封闭）。我们将讨论大爆炸模型的证据，包括宇宙微波背景辐射（CMB）的观测特征（如各向异性）及其对早期宇宙物理状态的限制，以及哈勃常数的测量困境。 第四章：暗物质与暗能量的挑战 现代宇宙学最大的未解之谜——暗物质和暗能量——将占据重要篇幅。对于暗物质，我们将梳理从星系旋转曲线到引力透镜观测的所有间接证据，并探讨主流的候选者（如WIMPs的经典设想及其在直接探测实验中的局限性），以及修正牛顿动力学（MOND）等替代性引力理论的地位。关于暗能量，我们将分析其作为宇宙学常数或动态场的角色，以及它如何驱动当前宇宙加速膨胀的观测事实。 --- 第二部分：物质的极限——极端条件下的物理现象 本部分将探索物质在极端高能或极端低温下表现出的奇异宏观行为，这些现象由经典场论或凝聚态物理的集体效应支配。 第五章：超导现象与拓扑材料 深入探讨凝聚态物理的核心问题：多体系统的集体激发。我们将重点解析BCS理论对传统超导体的描述，强调超导能隙和准粒子激发，而不涉及量子隧穿或非相对论量子力学的细节。随后，我们将转向更前沿的拓扑绝缘体和拓扑超导体，讨论其边缘态的鲁棒性，以及如何利用陈数等拓扑不变量来分类这些材料。 第六章：费米液体理论与强关联系统 描述在低温下行为复杂的电子系统。费米液体理论提供了一个强大的框架来理解电子如何像“准粒子”一样运动，即使它们处于强烈的相互作用环境中。本章对比费米液体与非费米液体行为（如高温超导体中电子行为的某些方面），强调电子的集体行为对材料宏观电磁性质的决定性影响。 第七章：强磁场与朗道能级 研究物质在极强磁场下对经典电磁场（麦克斯韦方程组）的响应。重点分析电子在均匀磁场中运动的经典轨迹，并过渡到量子霍尔效应的经典（整数量子霍尔效应）和拓扑（分数霍尔效应）描述，强调其精确的电导率测量，这完全是基于宏观输运测量的结果。 --- 第三部分：超越标准模型的猜想 本部分考察粒子物理学中那些尚未被实验证实，但旨在解决标准模型内部结构性矛盾的前沿理论框架。 第八章：规范理论的统一性与遗留问题 本章回顾了电磁力、弱核力和强核力如何通过规范场论得到统一描述，重点是杨-米尔斯理论的结构及其非阿贝尔性质。我们将讨论希格斯机制如何赋予规范玻色子质量，并分析标准模型自身的局限性，例如无法解释引力、中微子质量的微小值，以及夸克-轻子世代的数目。 第九章：大统一理论（GUTs）的愿景 探讨将强核力与电弱力统一起来的理论尝试，如SU(5)或SO(10)模型。我们将分析这些理论如何自然地解释电荷的量化，以及它们对质子衰变的预言——这是一个实验上尚未被观测到的关键预测，也是检验这些宏大理论的重要途径。 第十章：引力的量子化难题与弦理论的几何观 鉴于广义相对论（经典场论）与微观描述的深刻矛盾，本章介绍弦理论作为解决量子引力问题的主要尝试。我们将侧重于弦理论的几何基础，例如紧化空间（Calabi-Yau流形）如何决定了低能下的物理常数，以及膜（D-branes）的概念如何作为基本物理对象的描述。我们将强调对额外维度的概念化理解，以及它如何提供解释精细结构常数等参数的新途径。 --- 第四部分：物理学的哲学与未来方向 本书的收尾部分将超越纯粹的数学推导，探讨物理学作为一门学科的边界、方法论以及对人类认知的挑战。 第十一章：热力学与信息论的交汇 本章回顾统计力学的宏观基础，重点探讨熵与信息（如冯·诺依曼熵）的联系。我们将讨论布雷默的极限定理，以及它在理解黑洞信息悖论（聚焦于视界事件和霍金辐射的宏观效应）中的作用，侧重于信息守恒的原则在弯曲时空中的应用。 第十二章：复杂性与涌现现象 探讨物理学在描述从简单定律到复杂行为（如湍流、生命起源等）时的能力边界。本章讨论“涌现”的哲学概念，即宏观性质如何从微观定律中产生，但又无法被完全还原的现象。这包括对耗散系统和混沌动力学的定性讨论，强调物理学方法论在处理非线性、不可逆过程时的挑战。 结语：未知的地图 最后，本书将总结当前物理学面临的几大未解之谜，并从认识论的角度展望未来物理学可能采取的路径——是需要新的实验范式，还是更深刻的数学结构来指导我们前进。 --- 目标读者群体： 对宇宙学、广义相对论、凝聚态物理前沿以及超越标准模型的理论框架有强烈兴趣的读者。本书假设读者具备扎实的经典力学和电磁学基础，以及初步的微积分和线性代数知识，但不要求读者具备复杂量子力学或高等量子场论的专业背景。它旨在提供一个宏大叙事的物理画卷。

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我必须强调这本书的排版质量和符号系统的一致性。在处理涉及大量希腊字母、上下标和特殊函数的物理文献时，清晰的排版是保证阅读体验的关键。这本著作在这方面做得非常出色，所有的数学表达都干净利落，变量的定义和所使用的算符符号在前文都有明确的界定，这在阅读长篇复杂的推导过程时，极大地减少了因符号混淆而产生的挫败感。此外，书中对物理图像的配图也恰到好处，虽然不多，但每一张图都起到了画龙点睛的作用，比如对角动量本征态的球谐函数图像，就比纯粹的数学表达式更容易让人理解其空间分布的意义。对于一个对细节比较较真的读者来说，这种对细节的尊重和专业的呈现方式，是衡量一本技术类书籍是否值得信赖的重要标准。总而言之，它提供了一种近乎完美的学习体验，既有理论的深度，又有实践的指导性，是量子力学学习者工具箱中不可或缺的一件利器。

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这本书真是让我大开眼界，尤其是它对量子力学核心概念的阐述方式，简直是教科书级别的清晰。我记得我一开始对波函数的叠加态和测量问题感到非常困惑，市面上很多教材都只是简单地抛出公式，不深入探讨背后的物理图像。但这本书不同，它花了大量的篇幅，用非常直观的类比和深入浅出的语言，将这些抽象的概念具象化。例如，在讨论薛定谔方程的解时，作者不仅仅是展示了数学推导，更重要的是解释了这些解在物理世界中究竟意味着什么，它们如何描述粒子的概率分布和演化。我特别欣赏它在处理复杂系统时的逻辑性，每一步的过渡都自然流畅，让人感觉像是跟着一位经验丰富的导师在逐步解密。而且，书中大量的例题设计得非常巧妙，它们往往不是那种一眼就能看出答案的简单计算，而是需要读者真正理解了理论基础后才能迎刃而解的挑战。完成这些例题的过程，对我而言，就像是进行了一场智力的探险，每一次成功都带来了巨大的成就感，也极大地巩固了我对量子理论的掌握程度。对于任何想要扎实掌握量子力学基础的自学者或学生来说，这本书绝对是一份不可多得的宝藏。

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这本书的价值，我认为主要体现在它对“思维定势”的突破上。很多时候，我们在学习物理时会不自觉地陷入某种固定的解题套路，一旦遇到稍微改变了提问方式或物理情境的题目，就会感到手足无措。这本书似乎深谙此道，它所提供的解决方案往往不是唯一的，而是展示了多种思维路径去逼近同一个答案。比如，针对同一个势阱问题，书中可能展示了用波函数匹配法、变分法，甚至是通过路径积分的定性讨论，来获得近似解。这种多角度的审视，极大地拓宽了我的解题视野。阅读过程中，我经常会停下来思考：“作者为什么选择这种特定的坐标系？”或“如果我从能量本征态的角度去理解会怎样？”。这些思考不仅锻炼了我的批判性思维，更重要的是，让我对量子力学的数学结构和物理本质之间的内在联系有了更深刻的体悟。这本书不是那种读完一遍就能束之高阁的工具书，它更像是一本需要反复咀嚼、时常回顾的经典，每次重温都会有新的感悟。

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这本书的编排结构简直是为那些有一定物理基础，但希望在问题解决能力上实现飞跃的读者量身定制的。它没有采取那种传统的章节式叙述，而是围绕着一系列精心挑选的“难题”展开，每道题的背后都对应着一个或多个关键的理论点。这种“问题驱动学习”的模式，极大地激发了我主动探索的欲望。当我遇到一个看似无从下手的问题时，我不再是被动地去翻阅课本寻找答案，而是被驱使着去回顾和重新审视相关的理论框架，试图构建起从理论到实践的桥梁。这种学习过程是积极且富有成效的，它强迫你的大脑以一种更灵活、更具应用性的方式去思考物理定律。书中对每一步推导的细节描述都极其到位，丝毫不含糊，特别是涉及到角动量量子化、微扰理论和散射理论这些公认的难点时，作者展现出了惊人的耐心和精确性。我用了好几个下午的时间，对着其中一个关于非简并微扰的例子反复演算，最终才完全吃透了其中微妙的边界条件处理。这种深度体验，远胜于仅仅看懂一个标准推导的步骤。

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说实话，我一开始对这本书抱持着谨慎的态度，因为市面上关于量子力学的书籍汗牛充栋，很多都声称自己能解决所有问题，结果却沦为公式的堆砌。然而，这本著作真正让我印象深刻的是它在概念深度和实用性之间的完美平衡。它没有为了追求数学的严谨性而牺牲物理图像的直观性，反之亦然。例如，在讲解全同粒子统计力学时，它不仅给出了玻色-爱因斯坦和费米-狄拉克分布的数学形式，还非常清晰地阐述了泡利不相容原理和玻色子凝聚现象在这些公式中的体现。这种将抽象数学符号与真实物理世界现象紧密联系起来的能力，是很多教材所欠缺的。更值得称赞的是，书中的许多例子都来自于现代物理的前沿领域，比如对量子场论的初步探讨，这使得读者在打好基础的同时，也能对未来的学习方向有一个初步的认知，避免了学习内容过于陈旧的弊端。每一次翻开这本书，都感觉像是在进行一次高水平的思维体操，既锻炼了逻辑推理，又提升了对微观世界的洞察力。

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CUSPEA习题集。记得自己在BBS上读到TDLee的小故事。给CUSPEA的留学生们，付邮费寄材料联系美国教授。这就是桥梁吧，他是一座跨海大桥。

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