學量子力學要有什么(要學量子力學,需要先學什么基礎(chǔ)呢?)

1.要學量子力學,需要先學什么基礎(chǔ)呢?

對于許多人來說，也許量子力學比相對論更為有用。

后者一般用于研究基本粒子的產(chǎn)生和相互轉(zhuǎn)化以及大尺度的時空結(jié)構(gòu)，但對于20世紀人類的生產(chǎn)生活，原子層次的世界顯得更為重要。30年代，量子力學用于固體物理，建立了凝聚態(tài)物理學，又用于分子物理，建立了量子化學。

在此之上，材料科學、激光技術(shù)、超導物理等學科蓬勃發(fā)展，為深刻影響20世紀人們生活方式的計算機技術(shù)、信息技術(shù)、能源技術(shù)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。在20世紀上半期，量子力學深入到微觀世界，發(fā)展了原子核結(jié)構(gòu)與動力學理論，提出了關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)的殼層模型和集體模型，研究了原子核的主要反應(yīng)如α、β、γ嬗變過程。

在天體物理中，必須要用到量子力學。對于那些密度很大的天體，如白矮星、中子星，當核燃料耗盡時，恒星的引力將使它坍縮，高密度天體的的費米溫度很高，比恒星實際溫度高得多，白矮星的電子氣兼并壓和中子星的中子兼并壓抗衡了引力，此時量子力學效應(yīng)對于星體的形成起了決定性的作用。

對于黑洞，其附近的狄拉克真空正負能級會發(fā)生交錯，因此有些負能粒子將可能通過隧道效應(yīng)穿透禁區(qū)成為正能粒子，飛向遠方。黑洞的量子力學效應(yīng)很有意義，值得研究。

盡管量子力學取得了巨大成功，但是由于相對于牛頓力學而言，量子力學與常識的決裂更為徹底，因此對于量子力學的基礎(chǔ)仍舊存在著許多爭論，正如玻爾所說：“誰不為量子力學震驚，誰就不懂量子力學。”愛因斯坦和玻爾在20世紀上半期關(guān)于量子力學是否自恰與完備展開了大討論，引發(fā)了一系列關(guān)于量子力學基礎(chǔ)的工作，如隱變量理論、貝爾定理、薛定諤貓態(tài)實驗等，這些工作使得我們看到理解量子力學的艱難。

量子力學的應(yīng)用，一方面讓我們感覺到現(xiàn)實世界豐富多彩的離奇特性，另一方面反過來也促進我們對量子力學基礎(chǔ)的理解。20世紀下半期，量子力學在基礎(chǔ)和應(yīng)用研究上又煥發(fā)出了青春。

對超導本質(zhì)、真空的卡西米爾效應(yīng)、分數(shù)與整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、A-B效應(yīng)和幾何相因子、玻色-愛因斯坦凝聚和原子激光等的研究，極大地豐富了人們對物理世界的認識，而對這些效應(yīng)和技術(shù)的研究，必將對21世紀的科學進步產(chǎn)生深遠意義的影響。

2.求助

數(shù)學基礎(chǔ)：微積分、微分方程、數(shù)學場論、行列式、矩陣、線性代數(shù)、排列組合、概率論。

物理基礎(chǔ)：普通物理，原子物理，理論力學，統(tǒng)計力學。

數(shù)學部分就是大學的數(shù)學書，比如四川大學編的物理類專用的《高等數(shù)學》三本等等。

物理部分推薦《費曼物理學講義》三卷以及趙凱華主編的新概念物理學系列，或者就是大學物理書即可。

再補充幾點：

1）數(shù)學部分，《數(shù)學物理方法》中的偏微分方程的級數(shù)解法、泛函分析、復變函數(shù)等內(nèi)容也會用到；對易代數(shù)似乎沒有專門的數(shù)學書，就是在學量子力學時同步學習的；《群論》也很重要，但那是相當高程度時才需要，現(xiàn)在先不必學。

2）物理部分，還要學會狹義相對論，較高程度的量子力學都是相對論性的，比如著名的狄拉克方程。

3）個人建議，立即就開始自學量子力學，沒有人學一兩遍就學懂，通常都要反反復復好幾遍才能入門，所以，你現(xiàn)在就開始第一遍的學習也沒多大關(guān)系，只是要做好思想準備——會遇到許多困難，不少地方得暫時放一放，等待第N遍學習時再吃透它。在多遍研習量子力學的間隙將那些基礎(chǔ)補齊，我看是適宜的。