量子力學朝花夕拾--教與學篇

變分法、微擾論和變分微擾論 丁亦兵
費曼、蓋爾曼和外因伯論量子力學 關洪
一種沒有發散的量子微擾方法 海文華
談談量子力學中的算符 喀興林
好量子數在簡並微擾論中的應用 柯善哲
二維鹼金屬原子中價電子的能級與波函數 柯善哲
風格與傳統——楊振寧等名家論量子力學名家風格 李華鍾
質量可變的帶電粒子在含時電場中的精確解 李秀平劉文森
等權波包的物理與數學 劉全慧
EIT的基本理論與應用 劉雄軍 葛墨林
量子力學中的參照系：量子力學的繪景 龍桂魯
學習量子力學五十年——「i」與「I」之謎 倪光炯
Dirac梳，束縛態與散射態的關系——能帶與勢阱之上的束縛能級 王靖 曾謹言
耗散系統的線性空間結構和本征矢量展開 楊綱凱馬尚德
講授高等量子力學的一些心得 楊澤森
從「在液氦中的宇宙學實驗」說起 張禮
量子「天龍八部」——談量子理論的諸般性質 張永德
強耦合Schrodinger方程的解析解及其在高能核物理中的應用 庄鵬飛

量子力學，廣泛一些說包括相對論量子場論在內的整個量子理論，自1900年誕生以來，已逾百年。這百年時光中，它從上個世紀前期為近代物理學兩大支柱之一，到20世紀中期發展成為整個近代物理學的共同理論基礎，繼而到20世紀末期再拓展成為整個近代科學的共同理論基礎。目前，這種拓展過程正在迅速進行中。可以說迄今為止，量子理論已經成為支撐人類科學技術進步、提高人類物質文明、豐富人類精神文明的最重要的物理理論。

由於量子理論是一門研究微觀粒子運動基本規律的科學。從尺度上看，微觀世界離開我們生活的宏觀世界如此幽遠，以致於微觀粒子的許多行為，從我們生活在宏觀世界的人們來看，顯得很怪癖荒誕。於是就有一個如何根據實驗事實去建立起一個邏輯自洽的理論，或者說是如何以前后連貫、統一自洽的方式去理解的問題了。何況，量子理論目前正處在一個廣泛應用的蓬勃發展階段，更顯得問題很多。

韓愈說過：「師者，所以傳道授業解惑也。」這里點明了當老師的三條責任。韓愈把「傳道」放在第一位。通常，老師比較注意授業和解惑，常常忽略了(除做人道理之外)應當逐級逐步的傳道——傳授治學之道。而對於量子理論，這三方面的確都有值得說說的地方。

先說關於量子力學的授業方面，也許有人認為，教好它並不難，只要講清楚對易子計算、求解本征值、本征方程等，總之只要講清楚數學推導就可以了，剩下如何理解的問題以后慢慢來就是。然而，事實並非如此。量子理論的數學只是量子理論的外衣，而物理觀點、物理概念、物理思想、物理圖像、物理邏輯、物理結論，總之物理內涵才是它的靈魂。講清楚它的數學外衣確實不難，但只講「當然」而不講「所以然」的辦法，只能培養出只知道「當然」而不知道「所以然」的學生——「照貓畫虎」而已。為了避免這種情況，教授量子力學的教師就需要盡力去傳授作為量子力學靈魂的物理內涵、傳授(甚至超越量子理論書本知識之外的)「治」量子理論之「道」。這只有教師本人不僅知道「當然」，而且要盡量去知道「所以然」——盡量增加自己對量子理論的理解才行。這些理解有時還很難，以致需要我們對自己業已形成的宏觀思維模式和認識積習作深刻反省之后才行。

量子力學在解惑方面的問題。解惑中有些教師常常窘於，至少不易於解答初學量子力學同學們觀念上的困惑。往往解答並不准確，甚至干脆就避開有些疑問。

《周易．系辭上》說「形而上者謂之道」；《道德經》說：「道之為物，唯恍唯惚。惚兮恍兮，其中有象；恍兮惚兮，其中有物；窈兮冥兮，其中有精，其精甚真，其中有信。」這些都是說，雖然量子理論物理內涵的「道」游離數學之外，看似窈冥恍惚，難以琢磨，其實它有物有精，甚真有信!

有鑒於此，我們全國高校量子力學研究會特地延請海內長期從事量子理論科研和教學的專家，談談對量子理論的個人理解、心得和體會。不拘一格，各抒己見，百花齊放。以供有關教師教學中借鑒和學生們學習時參考。

應當說明，由於我們交游見識所限，這里只延請了部分教授。未及延請的名家還很多，一本小書難以周容，還望海涵。這本書得到湖南大學熱忱資助，聊城大學王繼鎖教授熱情參與了本書的組織和審校工作，在此表示謝意。

張永德謹識