本书是“泡利物理学讲义”的第八册《量子力学的普遍原理》,是对量子力学的全面介绍。沃尔夫冈·泡利(1900~1958),20世纪卓越的理论物理学家,1945年诺贝尔物理学奖得主,他在原子物理学和量子力学领域做出了重要贡献,发现了“泡利不相容原理”,建立了著名的“中微子”假说,提出了二分量波函数的概念和著名的泡利自旋矩阵,并在量子场论、固体物理等领域都做了很多杰出的工作。泡利去世后,他晚年的助手查尔斯·恩斯教授编辑修订了他在苏黎世联邦理工学院的授课讲义的英文版,分6卷(《电动力学》《光学和电子论》《热力学和气体分子运动论》《统计力学》《波动力学》《场量子化选讲》),由The MIT Press出版。泡利年轻的时候还写过两篇重要的长达数百页的综述长文《相对论》和《量子力学的普遍原理》,直至今日仍是相对论与量子力学领域重要的经典文献。1921年,泡利为《数学科学百科全书》撰写了关于相对论的长篇综述文章,爱因斯坦阅读后评价道:“任何该领域的专家都不会相信,该文出自一个仅21岁的青年人之手,作者在文中显示出来的对这个领域的理解力、熟练的数学推导能力、对物理深刻的洞察力、使问题明晰的能力、系统的表述、对语言的把握、对该问题的完整处理、和对其评价,使任何一个人都会感到羡慕。”1933年,泡利又为《物理百科全书》撰写了量子力学的长篇综述文章,很快也成为经典,这两篇综述长文后来都以单行本的方式独立出版。在泡利生命的最后一年,他又对两书进行了全面修订,英文版分别由Pergamon Press和Springer再次出版。我们将这两本书作为“泡利物理学讲义”的第7卷和第8卷收录进来。1994年,Springer又出版了同样由泡利晚年助手查尔斯·恩斯教授编辑的《泡利物理哲学文集》,此书包含了泡利关于相对论、量子力学、泡利不相容原理、中微子等科学领域的21篇演讲稿和重在阐述科学思想与哲学的文章。我们将此书作为“泡利物理学讲义”的第9卷。泡利对所有科学基本问题都具有极深刻的洞察力和准确的评判能力,这种能力对当时原子物理学和量子力学的发展产生了积极的影响,这种能力也体现在他的每一本著作中,内容简洁,直击物理的核心问题,而非迷失在繁琐的数学推导中。美国麻省理工学院的维克托·韦斯科夫院士在The MIT Press出版的6卷本“泡利物理学讲义”中写道:“泡利这种对物理的阐释方式永远不会过时”。
Pauli and the Development of Quantum Theory. By Charles P. Enz
Foreword. By S. Flügge
Translator's Preface
Part 1. The Uncertainty Principle and Complementarity
- The Uncertainty Principle and Complementarity
- The Measurement of Position and Momentum
Part 2. Schrödinger Equation and Operator Calculus
- The Wave Function of Free Particles
- The Wave Function of a Particle Acted on by Forces
- Many-Particle Interactions - Operator Calculus
Part 3. Stationary States and the Eigenvalue Problem
- Stationary States as Eigenvalue Problem
Part 4. Matrix Mechanics
- General Transformations of Operators and Matrices
- The General Form of the Laws of Motion
Part 5. Theory of Measurements
- Determination of the Stationary States of a System through Measurement: General Discussion of the Concept of Measurement
Part 6. Approximation Methods
- The General Formalism of Perturbation Theory
- Adiabatic and Sudden Perturbations
- The W K B Approximation
Part 7. Identical Particles, Spin and Exclusion Principle
- Hamiltonian Functions with Transformation Groups. Angular Momentum and Spin
- The Behaviour of Eigenfunctions of Many Identical Particles Under Permutation. The Exclusion Principle
Part 8. Semiclassical Theory of Radiation
- Treatment of the Radiation Processes Based on the Correspondence Principle
- Application of the Semiclassical Theory to the Coherence Properties of Radiation
Part 9. The Relativistic One-Particle Problem
- Introduction
- Dirac's Wave Equation for the Electron. Free Particle Case
- Relativistic Invariance
- The Behaviour of Wave-Packets in the Free Particle Case
- The Wave Equation when Forces are Present
- Approximations of the Dirac Theory: The Non-Relativistic Quantum Mechanics of Spin as First Approximation
- Approximations of the Dirac Theory: Limiting Transition to the Classical, Relativistic Particle Mechanics
- Transitions to States of Negative Energy. Limitations of the Dirac Theory
Part 10. Quantum Electrodynamics
- Quantization of the Free Radiation Field
- Interaction Between Radiation and Matter
- Self-Energy of the Electron. Limits of the Present Theory
Bibliography
Index
沃尔夫冈·泡利(Wolfgang E. Pauli),1900年4月25日生于奥地利维也纳,毕业于慕尼黑大学,1958年12月15日,在瑞士苏黎世逝世,享年58岁。美籍奥地利科学家、物理学家,1945年诺贝尔物理学奖得主。他在原子物理学和量子力学领域做出了重要贡献,发现了“泡利不相容原理”,建立了有名的“中微子”假说,提出了二分量波函数的概念和有名的泡利自旋矩阵,并在量子场论、固体物理等领域都做了很多杰出的工作。