现代量子力学-第2版-樱井纯-研究生用-中文版-高清.pdf

现代量子力学第2版美樱井纯著美J.拿波里塔诺丁亦兵沈彭年译兴里阳书火版司北京广州上海西安图书在版编目(CIP)数据现代量子力学：第2版/（美）樱井纯(Sakurai,J.J.),(美)拿波里塔诺(Napolitano,J.)著；丁亦兵，沈彭年译.一北京：世界图书出版公司北京公司，2014.5书名原文：Modern quantum mechanics2nded.ISBN978-7-5100-6099-1I.现.樱拿丁沈.量子力学V.0413.1中国版本图书馆CIP数据核字(2014)第090635号Authorized translation from the English language edition,entitled MODERN QUANTUM MECHANICS,2E,by SAKURAI,J.J.NAPOLITANO,J.,published by Pearson Education,Inc Addison-Wesley,Copyright 1994,2011 by Addison-Wesley Publishing Company,Inc.All Rights Reserved.No Part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means,electronic or mechanical,including photocopying,recording or by any information storage retrieval system,without permission from Pearson Education,Inc.CHINESE SIMPLIFIED Language edition published by PEARSON EDUCATION ASIA LTD.and BEI-JING WORLD PUBLISHING CORPORATION Copyright 2016.著者：樱井纯J.拿波里塔诺译者：丁亦兵沈彭年责任编辑：刘慧装帧设计：蔡彬出版发行：世界图书出版公司北京公司多址：北京市东城区朝内大街137号邮编：100010电话：010-64038355（发行）64015580（客服）64033507(总编室)网址：http:邮箱：销售：新华书店印刷：三河市国英印务有限公司开本：787mm1092mm1/16印张：26字教：480千版次：2016年8月第1版2016年8月第1次印刷版权登记：01-2011-1089定价：99.00元版权所有翻印必究(如发现印装质量问题，请与本公司联系调换)译者前言在世界图书出版公司（以下简称世图）北京公司的大力支持下，由樱井纯(J.J.Sakurai)与J.拿波里塔诺(J.Napolitano)撰写的现代量子力学（第2版）中译本终于出版面世.作为该书的译者，我们感到十分欣慰在为数众多的量子力学教科书中，该书以新颖的物理内容和独特的叙述风格广受赞誉.据了解，该书作为物理学研究生的高等量子力学教材，在国内外被相当普遍地采用正因如此，世图北京公司对该书的出版一直十分重视，2005年影印出版了由美国夏威夷大学段三复(San Fu Tuan)教授整理的Aodern Quantum Mechanics(l994年修订版)；2011年影印出版了该书第2版.在该版中，除了原作者之外的另一位署名作者J.拿波里塔诺是执笔改编者，他是美国纽约州伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)物理系教授.相继出版的这两部影印版著作均受到了读者的欢迎，赢得了很好的口碑.为了扩大该书在我国的使用范围，满足高等量子力学教学的需要，使国内更多领域的读者能够更方便地选用和参考，我们受出版社的委托，非常荣幸地承担起将其英文第2版翻译成中文的重任.关于此书的写作背景、各个版本的特色以及内容简介，在几个版本（包括影印版）的序言中均有详细介绍，此处不再赘述.但我们想要指出的是，在英文第2版出版后不久，执笔修订者J.拿波里塔诺教授就发现了书中的许多错误，相继发布了两份勘误表（可在拿波里塔诺教授的个人主页上查到).我们在这次翻译中，按照勘误表的内容一一做了修正.需要强调的是，勘误表中有一些内容是对书中习题给出的评注，指出这些题目存在不妥之处，以后应该进行修改.作为译者，我们无权对这些内容做相应的改动，只好建议读者参考勘误表，自行判断.我们还发现了一些没有列入勘误表的明显错误，在翻译时做了更正，并在书中以“译者注”的形式注明.受到译者英文水平、翻译能力与物理知识水平的局限，译文中的错误与不当之处恐难避免，欢迎热心的专家、读者不吝赐教，以便再版时予以更正本书得以出版，与世图北京公司的大力支持是分不开的.特别是编辑高蓉与刘慧的热心指导与帮助对于本书的完成起到了保障作用，译者借此机会对她们表示深深的谢意，中国科学院大学教授丁亦兵中国科学院高能物理研究所研究员沈彭年2015年6月于北京第1版前言樱井纯是一位罕见的认为实验事实比只做理论推演甚至更有意义的理论家之一是欧洲核子研究中心(CERN)广受欢迎的客人.他还以工作在理论物理研究以及教学这一他持有强烈观点的领域为乐而著称.尽管如此，他认为很多理论物理的教学面太窄，离应用太远.“我们看到很多富有经验但缺乏知识的理论家，他们熟知海森伯(Heisenberg)场算符的LSZ形式体系，却不知道为什么受激发的原子会辐射，或者他们不知道解释天空是蔚蓝色的瑞利(Rayleigh)定律的量子理论推导.”他坚称学生必须会使用所学过的知识，读了书但不能做习题的读者等于什么也没有学到.他的杰作不变性原理与基本粒子(1964)和高等量子力学(1967)充分运用了这些原则.在欧洲核子研究中心的图书馆，这两本书一直被频繁地借用.现代量子力学这本新书甚至被一个更大的、欠缺专业知识的群体使用.这本书把广泛的兴趣和详尽的实用性结合在一起.经过持续努力把书读懂，读者就会在这里找到他们想要知道的东西樱井纯于1982年11月1日突然去世，留下了这本未完成的书.莱因霍尔德博德曼(Reinhold Bertlmann)和我帮助樱井纯夫人整理了她丈夫在欧洲核子研究中心的论文.在这些论文中，我们找到了一本有关该书大部分内容未经加工的手稿和大量的习题.尽管只有三章已完全写好，大部分创造性的工作业已完成，然而还是明显地留下了许多需要填补空白、斟词酌句和整理手稿的工作.今天，这本书的完成应归功于樱井法子(Noriko Sakurai)的决心和段三复的奉献.樱井纯去世后，其夫人立即决定不能让樱井纯最后的工作付之东流.她以极大的勇气和威严，克服了所有的困难并设定了一直被保持下来的高标准，成为了这个项目的幕后推动力.段三复欣然付出他的时间和精力，编辑和完成了樱井纯的著作.也许，只有那些与高能理论物理这一令人紧张而且兴奋的领域密切相关的人才能领悟到其中奉献的价值，对我个人而言，樱井纯早就不只是一个特别杰出的同事.我感到非常悲哀的是，我们将再也不能一起笑谈物理、物理学家以及日常生活，而他也再看不到他最后工作的成就但让我感到欣慰的是他的这部作品终成硕果J.S.贝尔(John S.Bell)欧州核子研究中心，日内瓦第1版修订版序1989年以来，为了使这本教科书能延用到21世纪，编辑一直致力于出版由他的已故挚友樱井纯撰写的现代量子力学的修订版.为此，他咨询了多位曾协助第一版出版的樱井纯的朋友，特别是日本筑波大学的原康夫(Yasuo Hara.)教授及京都产业大学的樱井明夫(Akio Sakurai)教授本书是为学过初等或高等量子力学的一年级研究生撰写的，因此没有为初学者提供量子力学导论内容，本书要求读者应该具备一定的求解时间相关和时间无关波动方程的能力.作为求解一维透射-反射问题的必备能力，读者应熟悉高斯波包在无力场区域随时间演化的知识.使用本书的学生还应该知道一些能量本征函数和能量本征值的一般性质.修订版有三处重要的补充或更改，除此之外的其他部分均保持不变.这些变更包括：麻省理工学院(MIT)的肯尼思约翰逊(Kenneth Johnson)教授对5.2节简并情况下时间无关微扰论部分进行了修改；印第安纳大学的罗杰牛顿(Roger Newton)教授对斯塔克效应中寿命展宽的细化，以及对共振态相移、光学定理和不可归一态的补充解释作出了贡献，并以“编者评注”或“编者按”的形式出现；约翰霍普金斯大学的托马斯富尔顿(Thomas Fulton)教授重写了他所写的库仑散射贡献，并以强调物理的、简短的正文出现，而数学细节则转移到了附录C中，尽管一些补充不是正文的主要内容，但考虑到1982年11月1日以来量子力学中的那些重要发展，补充若干这方面的内容是必要的.为了这个目的，在本书的末尾加人了两篇补遗.补遗I是关于绝热变化和几何相位的1983年以来，M.V.贝里(M.V.Berry)已将其通俗化，它是樱井明夫教授为日文版现代量子力学(Yoshioka-Shoten Publishing of Kyoto出版)撰写的补遗的英文译文.关于非指数衰变的补遗II,由我的同事薛西斯塔塔(Xerxes Tata)教授撰写，并由得克萨斯大学奥斯汀分校的E.C.G.苏达珊(E,C.G.Sudarshan)教授仔细核对.理论上讲，虽然研究非指数衰变问题已有很长的历史，但间接检验这类衰变的跃迁速率的实验仅在1990年做过.引入附加材料当然是编辑方的主观决定，读者可自行判断它的适用性.感谢樱井明夫教授认真地核对，他修正了原来版本中的印刷错误，这次修订自始至终是在我的同事桑迪普帕克瓦萨(Sandip Pakvasa)教授的整体指导和鼓励下进行的.除了感谢以上几位之外，我以前的学生李萍(Li Ping的音译一译者注)、史小红(Shi Xiaohong的音译一译者注)和铃木安永(Yasunaga Suzuki),l992年春季在夏威夷大学选修量子力学研究生课程时，为出版修订版出谋划策.作为课程的学期论文，铃木安永提供了日文补遗I的最初译文.安迪阿克(Andy Acker)博士帮助我解决了计算机图形问题.夏威夷大学马诺阿分校的物理学和天文学系，特别是高能物理组，再次向我提供了设施和良好的氛围以完成我的编辑任务.最后，我希望向爱迪生-韦斯利(AddisoWesley)公司的高级物理编辑（及赞助）斯图尔特约翰逊(Stuart Johnson)和他的助