中外著名《量子力学》教材之比较

目录/提纲：……
一、曾谨言《量子力学》第四版的评价与分析
1、系统庞大，内容丰富，章节之间联系清晰
二、苏汝铿《量子力学》第二版的评价与分析
2、论述完整，问题开放
3、章节联系紧密
4、应用内容有所侧重
三、张永德《量子力学》第二版的评价与分析
1、内容设计别具用心
2、内容比一般教材包含有更多的应用内容，贴近现代量子论发展
3、条目清晰，罗列了一些假设、公理定理，排列有序，逻辑紧凑
5、排版布局合理、美观、公式简洁、图表清晰
6、语言优美、生动，语境轻松，用猫爬梯子形象的描述梯度算符的作用
1、内容基于物理本身，实验与理论具有同等的地位
2、描述方法传统，语言风格通俗易懂
3、解释概念方法新颖有效
4、课后及课外资源丰富
1、每个主题的结构组织良好，内容清晰明了
2、论证可信有理
3、富有教学特色
4、内容上说是量子力学不如说是量子物理，更适合现代物理学的知识内容
七、“不确定性原理”等知识点论述的比对分析
八、整体对比
2、书籍排版业余、低劣
4、图表少、公式多
3、图表多，公式少，习题例题丰富
九、本文所涉及教材的章节目录
附录一、Diracδ函数
二、时间反演算符
三、全同粒子系统的量子统计
四、量子算法
五、量子Shor算法的两点注记
……
中外著名《量子力学》教材之比较
涂成厚（南开大学物理科学学院博士、副教授）

[内容摘要] 分别选择了中外著名大学使用的3本经典量子力学教材，逐一介绍了各自的内容与特点。在此基础上，对中外著名量子力学教材进行了比对分析，找出了它们的共同点和各自的特色。另外，以“不确定性原理”为例，具体比较了经典知识点在论述方式上的区别。
[关 键 词] 中外著名大学；量子力学；经典教材；比较分析
量子力学（Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。
随着国内高等教育的不断发展，作为物理学重要课程的量子力学得到越来越多的重视，国内外著名大学都开设此课程。为了对国内物理高等教育提供量子力学教学的方面的参考，我们在广泛调研和充分比较的基础上，专门选取了六本国内外著名教材进行对比，从中分析出国内量子力学教学近些年的成长，以及与国际水平的差异与不足，从而有的放矢的优化和改善国内教学资源。
国内三本著名量子力学教材分别是：曾谨言的《量子力学》第四版、苏汝铿的《量子力学》第二版和张永德的《量子力学》第二版；国外三本著名量子力学教材分别是：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》。这六本书都已在国内外使用多年，并拥有广大读者，是极具代表性的量子力学教材。我们首先将由国内到国外教材的顺序逐本展开评价与分析，尤其是讨论各自的内容特色、侧重点和不足；之后选取一个经典的知识点——不确定性原理，来考察不同教材对此问题的具体讲解，进一步明确各本教材的特点；最后再对国内外教材进行相互对比和评价。
一、曾谨言《量子力学》第四版的评价与分析
1.1 引言
《量子力学》是作者根据多年在北京大学物理系教学与科研工作的经验而写成，20世纪80年代初出版以来，深受读者欢迎，多次再版重印。《量子力学（卷2）》第二版（1990）做了大幅度修订与增补，分两卷出版，卷Ⅰ可作为本科生教材或主要参考书，卷Ⅱ则作为研究生的教学参考书；第三版（特别是卷Ⅱ）
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略1907字，正式会员可完整阅读）……　
的遇上球谐函数、合流超几何函数等麻烦的东西。大量的例题、习题更是加大了难度，也因此被国内诸多学校设为考研参考书。由于这套书所涉及面广，内容庞大，自身就被分为上下两卷，可以说要读懂这套书是很费时间和精力的。
1.7 该书值得商榷之处
全书的体系极其庞杂，过多的强调数学物理方法求解量子力学的问题上，反而没能将物理图像及本质弄清晰，有些地方作者也试图做好这方面的工作，但读者很容易就陷进过多的数学形式而无法理解作者的本意。习题与知识点有点脱节，不能很好地衔接，这算是排版上的缺点吧，但对于方便读者来说是不该忽视的一点。本书大量的讲解各种量子力学问题，反而没能很好的展现量子力学体系主干，算是时代催生的产物，的确是一本具有中国社会特色主义的“教科书”。
不过正如作者曾老师在第三版中的序言中所言：“本书卷Ⅰ适合作为本科生学习量子力学的进一步深入的参考书，卷Ⅱ则适合研究生高等量子力学的主要参考书”。本书体系庞大，内容丰富，但对于初学者并不适合作为教材，只有具备一定量子力学基础的人才能很好适用这本参考书，或者可以说是工具书。
二、苏汝铿《量子力学》第二版的评价与分析
2.1 引言
自1960年创办开设的“量子力学”课程历来是复旦大学物理系的“明星课程”，“教育部第一批国家理科基地创建名牌课程”、“优秀创建项目”、“上海市精品课程”到如今的“国家精品课程”，它的身上有着许多的光环，而教授这门课的物理系教授苏汝铿也曾是上海市名师奖获得者。
2.2 作者简介
苏汝铿，理论物理学家，物理教育家，毕业于北京大学物理系，现任职于复旦大学。在量子力学教学和教材建设、提高中国量子力学教学水平和培养人才等方面作出了重要贡献；在真空稳定性，自发破缺、温度场论、核物质的相变理论研究、天体物理、原子核系统的临界现象及多体关连效应等方面有突出贡献。
2.3 教材总体架构与内容简介
《量子力学》（第2版）是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向21世纪课程教材，其着重阐述量子力学的基本原理、基本方法和广泛的应用，全书共包括13章，分别讲述量子论基础、力学量和算符、表象理论、近似方法、自旋和角动量、散射理论、波函数的相位、多体问题、路径积分、相对论量子力学、隐变数理论、量子纠缠和量子信息等。还就朗道坠落、相干态、贝利相位、卡什米尔效应、超导和超流微观理论等前沿应用问题作了深入浅出的介绍，各章都有一定量的例题、习题，供读者练习，用以检验自己对概念的理解和熟练应用各种数学方法。
《量子力学》（第2版）可作为高等学校物理类本科生和研究生的教材或教学参考书，也可供相关专业师生和科技研究人员阅读。
2.4 该书的主要特色
1、系统完整，包含了非相对论和相对论的量子力学内容，前部分偏重于基本知识、基本理论，后部分涉及更多的应用和更深刻的理论探讨。将量子力学与高等量子力学融在一本书中，但相对论量子力学体系远大于非相对论量子力学，也正因为如此，也不可能太多的涉及场的量子化的内容，有取有舍，对于能力强的读者能更方便的衔接这两部分知识，对于教师应视其课时长短、学生水平高低而有所取舍。另外作为参考，带“*”号的章节可以留在高等量子力学中讲授。
2、论述完整，问题开放。为了表述清楚量子力学的基本概念，不仅通过与经典力学对照，还就量子力学的三种不同表述形式：波动力学、矩阵力学和路径积分张开讨论，彼此等价的描述了量子力学。而且就适用范围、相互联系、各种推理做出了深入浅出的阐述。后半部分还就物理界争论比较多的隐变量理论和时下热门的量子信息、量子纠缠独立成章论述，它们分别涉及量子力学的基础问题和目前应用发展讨论最热的两个方面，虽然只是简单介绍，但极具代表性和引导性。
3、章节联系紧密。几乎每章开始都附有小序，不仅对上一章的内容有做总结，还逻辑清晰的转向之后讨论章节的内容及意义。承上启下的小序，让看起来庞大又晦涩的量子力学看起来清晰且轻松了些，提纲挈领的作用也能减少读者对量子力学理论本身很多不知从何而来的疑惑的问题。小序字数虽少，但感官效果可不小。
4、应用内容有所侧重。量子力学在一个多世纪内得到广泛的发展，在固体物理、介观物理、原子物理、表面物理、天体物理，甚至化学、生物各个领域都有广泛应用。当然任何一本好的量子力学教材不可能通过简单的罗列来展现。本书有针对性的介绍了一些重要而又有启发性的前沿内容，比如处理夸克紧闭的MIT袋模型、涉及量子力学基础的隐变量理论，这些问题现在依旧很热且未完全解决；一些实用的方法和效应，形式微扰理论、密度矩阵、跃迁矩阵和散射矩阵、扭曲波近似、超流和近似二次量子化方法、哈特里一福克近似、阿哈朗诺夫一玻姆效应、贝利相位、卡什米尔效应；以及一些基本概念和思辨，克莱因佯谬、EPR佯谬、bell不等式、对称性等内容。
5、内容讨论详细，图表盒例题相对少些，但把大部分重心放在知识内容本身的讨论上，为了简述清楚概念，推导了大量的公式，并不是单纯的为了教会读者做题，而是先弄明白理论，在通过章节后的习题练习加深，当然有的题目难度偏大，有的本身就是学术论文，读者也可以借此开拓下视野，或进一步寻找钻研的课题。
2.5 侧重方向
本书的出发点不仅仅是作为大学生的教学用书，还是作为教师和研究生科研的参考书，所以介绍了很多有针对性的前沿内容。注重对知识点本身的理解，少量的例题足以说明概念，而不是为了做题而罗列一堆例题习题，看起来也不至于过于繁琐。知识点的链接也很恰当。
2.6 难易程度
很好的做到了深入浅出，内容丰富，概念清晰，言简意赅。习题也不少，作者希望读者通过必要的练习，正确的计算来理解正确的概念，但有的题目难度偏大，读者也可以借此开拓下视野，或进一步寻找钻研的课题。网上也配有相关教学视频，可以结合学习，有很明显的良好效果。
2.7 该书值得商榷之处
本书知识涵盖面广，属于百科全书类型的教程，但习题难度大了一些，图表和例题似乎少了些，适当的添加有用的图表有助于其工具书的功能，比如C-G系数表，总体而言，还是很不错的量子力学教材。
三、张永德《量子力学》第二版的评价与分析
3.1 引言
本书于2002年出版后，先后获准为普通高等教育“十五”和“十一五”国家级规划教材，迄今已印刷4次。本书可与作者的《高等量子力学》一书前后相继，相互配合。本书被清华和中科大使用多年。
3.2 作者简介
张永德，理论物理学家。1959年毕业于北京大学物理系原子能系核反应专业，之后一直在核工业部从事原子能方面的国防科研工作，曾参与和领导了多次重大国防工程核物理与中子物理实验与计算工作。1981年转入中国科技大学任教。1987年提为理论物理教授。现任近代物理系理论物理专业教授、博士生导师，中国科学院等离子体物理研究所兼职研究员，全国高校量子力学研究会副理事长，维也纳原子所客座教授。合作编著了大型丛书《高等物理精编》（五卷），主编大型丛书《美国物理试题与解答》（七卷）。在国内外著名期刊上发表学术论文近60篇。和所指导的多名硕士博士研究生一起系统地创立了量子变换理论。多次主持国家自然科学基金项目和国际合作研究项目。1992年首批获国务院政府特殊津贴。
3.3 教材总体架构与内容简介
本书讲述非相对论量子力学，全书分三部分内容，1、基本内容：量子力学的物理基础、Schrodinger方程的一般讨论、一维问题、中心场束缚态问题、量子力学的表象与表示、对称性分析和应用、电子自旋角动量、束缚定态的近似求解方法；2、进一步内容：电磁作用分析和重要应用、势散射理论；3、开放系统问题：含时问题与量子跃迁、量子态描述与操控。
适合作为物理类各专业本科生、研究生教材，并可供教师及研究人员教学科研参考，同时，书中针对不同学时，给出了三种不同的选用方案，为便于教学和自学，书中习题配有题解出版（《量子力学习题精解》，吴强，柳盛典编著)。
3.4 该书的主要特色
1、内容设计别具用心。量子力学作为一门基础性的理论课程，一般是很难有新颖的面貌更新，作者就量子力学的框架分成了三部分讨论，第一部分与传统的教材一样，注重量子力学基本原理和思想的分析理解；第二部分考虑了现实中量子力学传统经典的研究和观测途径，电磁效应和散射效应；考虑课时和难易程度，将含时微扰与定态微扰分开讨论，并与量子信息论划分在第三部分。这是作者对学时安排而做的一个独特安排，其中有许多带星号的章节，以及第三部分是选学内容。无星号的第一部分为60学时，无星号的第一、第二部分正好为一学期76学时。适量多余的讲授和讨论的内容，供有余力的学生拓展思路。
2、内容比一般教材包含有更多的应用内容，贴近现代量子论发展。深入浅出的介绍了相干态、非惯性系量子力学、AB效应、Casimir效应、量子Zero效应和量子信息等。在第二章考虑了量子力学的经典过渡；在第五章中引入了实际用途更大的非惯性系量子力学，完整理论的同时对概念也能有更深的启示，介绍了量子引力相关效应的COW实验和引力红移；在第十一章中细致分类讨论了常微扰、周期微扰、突然微扰、绝热微扰等情形。第十二章对量子信息论的物理基本做了详细的描述，就量子测量、态描述、存储、操作展开介绍。
3、条目清晰，罗列了一些假设、公理定理，排列有序，逻辑紧凑。比如总结了一维问题的四个定理，列出量子体系的五公设。表述方式采用不少数学化的定理证明，条理清晰。有些章节还将重要而有针对性的例题整理在一个小节里，方便读者。
4、内容具有开放性，不仅仅是把一套成型的理论呈现出来，而且还指出目前对问题认识的局限性，比如，Born近似的适用条件、非相对论量子力学的局限性，量子体系的逻辑自洽性讨论，同时也指明了相关文献，这样不仅有利于避免读者对量子力学的理解变成教条式理解，而且有助于读者对内容的深入理解和思想的活跃。
3.5 侧重方向
本书是一本关于非相对量子力学的教材或参考书，面向教师授课和研究生科研等用途，按课时需求提供了三种方案，便于教学和自学，对量子力学的教学注重开放性理解，不回避问 ……（未完，全文共29778字，当前仅显示5356字，请阅读下面提示信息。收藏《中外著名《量子力学》教材之比较》）