Я действительно интересуюсь квантовой теорией и хотел бы узнать о ней все, что смогу. Я следовал нескольким учебникам и прочитал несколько книг, но ни одна из них не удовлетворила меня полностью. Я ищу введения для начинающих, которые не сильно зависят от линейной алгебры или исчисления, или которые обеспечивают мягкое введение в необходимую математику по мере их продвижения.
Каковы хорошие вводные руководства по QM в этом направлении?
Введение в квантовую механику Дэвида Гриффитса , в любой день! Просто возьмите эту книгу один раз и попробуйте прочитать ее. Поскольку у вас нет предыдущего опыта, это книга для начала. Он предназначен для студентов, которые имеют солидный опыт в основах математического анализа, но предполагают очень мало справочного материала помимо него: много линейной алгебры вводится в основном самостоятельным образом.
Кроме того, она содержит весь необходимый базовый материал и примеры, такие как гармонический осциллятор, атом водорода и т. д. Вторая половина книги посвящена теории возмущений. Для первокурсников или студентов второго курса это довольно хорошее место для начала изучения QM, хотя некоторые из других ответов на этот вопрос предлагают книги, которые идут немного дальше или продвигаются на более строгом уровне.
Для квантовой механики оригинал по-прежнему лучший:
Это ясно, это кратко и это всеобъемлюще. Все остальные книги берут большую часть материала из этого источника.
Для краткого введения в квантовую механику лучше всего подойдет:
Это очень хорошо и интуитивно понятно, и дополняет остальные книги.
много хороших упражнений и математических инструментов. L&L включают темы, не охваченные где-либо еще. Стандартные учебники по квантовой механике для студентов не очень хороши по сравнению с ними, и их не следует использовать.
Книга, которая требует минимум вычислений или непрерывной математики,
Основное внимание уделяется современным исследованиям и дискретным системам в квантовых вычислениях. Если вы не знаете исчисления, изучите его, но эта книга может показаться вам наиболее доступной. Хотя это долго.
По продвинутой квантовой механике есть хорошие книги Готфрида и Сакураи. Книга Березина — тоже великая классика.
Для интеграла по путям вы можете прочитать Фейнмана и Хиббса, но мне больше нравится статья Фейнмана «Обзоры современной физики» 1948 года. Существует также хорошая книга, в которой рассматривается интеграл по путям:
На мой взгляд, первоначальный источник фермионного интеграла по путям по-прежнему остается лучшим:
Если вы хотите убедить себя, что квантовая механика необходима , вы должны резюмировать историческое развитие. Для этого подойдет следующий источник:
Вы также можете прочитать краткий обзор старой квантовой теории на странице Википедии , а затем просмотреть страницу о матричной механике . Это объясняет интуицию Гейзенберга относительно матричных элементов, чего нет ни в книге Дирака, ни где-либо еще. Рассуждения Гейзенберга также в определенной степени можно найти в первых главах этой книги:
Эта книга очень интересна и по другим причинам.
ХОРОШО. Во-первых, вам нужно некоторое утешение в линейной алгебре. Перейдите на сайт MIT Open Courseware и посмотрите лекцию по линейной алгебре (видео) Стрэнга. Это здорово.
Далее посмотрите видео «Теоретический минимум» Леонарда Сасскинда. Они представляют собой теоретический минимум, который вам нужно знать о квантовой механике. (т. е. название видеокурса является теоретическим минимумом, но на самом деле это курс по квантовой механике. Сасскинд — отличный учитель, и видео отличные. Вы можете получить к ним доступ на itunes и You Tube. Найдите лекции Сасскинда по квантовой механике из Стэнфорда, они только что вышли (несколько недель назад)
Наконец, вам нужен текст «Принципы квантовой механики» Шанкара. Он также отличный учитель. У него есть видеолекции по общей физике, но нет видеолекции по квантовой механике. Тем не менее, его книга — отличная книга для обучения. Это около 70 долларов, но если вы погуглите (с PDF в поиске Google), вам может повезти.
Если вы не желаете изучать линейную алгебру, на которой основана вся теория квантовой механики, то вам вряд ли повезет найти тот учебник, который вы ищете. Мне кажется, что вам нужен учебник, который знакомит вас с тем, что называется «современной физикой». Большинство текстов по «современной физике» охватывают концепции квантовой механики, оставаясь в основном в области алгебры. Большинство учебников, рекомендованных в ответах, опубликованных до моего, переполнены исчислениями.
Научиться умножать матрицы и векторы совсем несложно — вы можете научиться этому из Wiki, YouTube или Академии Хана. Как только вы узнаете, как это сделать, я настоятельно рекомендую первые несколько глав следующего учебника:
«Квантовая механика: парадигмальный подход» , Дэвид Х. Макинтайр.
Я использовал эту книгу, когда в последний раз преподавал квантовую механику, и она очень понравилась студентам. Вы можете изучить «настоящую» квантовую механику по этой книге, используя нотацию скобок Дирака, используемую в исследованиях реальной физики и в квантовой теории информации.
Как только вы изучите исчисление, вы сможете взяться за любую из других книг, рекомендованных другими ответами, но мой личный фаворит, который подготовит вас к дипломной работе по квантовой теории, — это
«Современный подход к квантовой механике» Джона С. Таунсенда.
Раньше я использовал текст Гриффитса из-за его популярности и из-за традиционного акцента на волновой функции. Однако мои студенты не так много узнали из текста Гриффитса, как из двух, упомянутых выше. Кроме того, я теперь убежден, что студентам лучше изучать подход вектора состояния, а не сосредотачиваться исключительно на волновой функции, поскольку это позволяет им читать недавние статьи о прорывах в исследованиях QM. Вы не можете сделать слишком много с волновыми функциями, когда ваш эксперимент имеет дело со спинами частиц или с поляризацией фотонов.
Я большой поклонник книги Альберта Мессии «Квантовая механика», которая теперь доступна (два тома в одном переплете) в твердой мягкой обложке из Дувра по разумной цене.
Не знаю, почему это вышло из моды — люди жалуются, что оно слишком ориентировано на ядерную физику. Что ж, я физический биохимик, ставший спортсменом с магнитным резонансом, и я считаю, что это превосходно приспособлено к моим потребностям.
Проблема здесь в том, что нет легких хороших книг. Тема действительно сложная. Ранее респонденты цитировали Ландау и Дирака; Ландау — еще один мой фаворит, но он тверже гранита. Дирак великолепен, но его сложность легендарна. Читать Дирака — все равно, что пытаться взобраться на отвесную мраморную стену — опор для ног и рук не так много. Ландау (по крайней мере) часто дает хорошее физическое объяснение, почему то-то и то-то должно быть так, прежде чем он начнет писать уравнения. Будьте готовы провести много времени, размышляя над его значением.
Удачи.
Книгой для самостоятельного изучения, которая поможет вам перейти от вводного КМ к элементарному, является учебник Клода Коэна-Таннуджи по квантовой механике, который состоит из двух томов. У него очень высокая цена, но он этого заслуживает. У него внутри есть все детали славы! ( Книга Шанкара также великолепна и находится на том же уровне, а также охватывает интегралы по путям. Книга Гриффитса является только вводной, хотя в ней также есть некоторые главы, которых нет в других книгах того же уровня)
Одним из вводных в элементарный QM является «Квантовая механика: концепции и приложения» Зеттили . В нем также содержится множество упражнений и множество решенных задач.
Для освоения знаний, полученных в вышеуказанных книгах, рекомендуется книга по решению задач (обе ссылки на Amazon):
Эти книги будут с вами от этого уровня до уровня доктора философии. Очень полезные книги. И за исключением того, что вы используете их только для освоения того, чему вас научили вышеупомянутые книги, вы обнаружите, что они очень полезны для освоения материала из более продвинутых учебников (для выпускников и продвинутых бакалавров).
Я думаю, возможно, со всеми приведенными выше книжными рекомендациями вы также могли бы попробовать пройти правильный онлайн-курс по квантовой механике. Я знаю два таких превосходных курса, которые могут представлять интерес.
Квантовая физика В. Балакришнана . Преподаватель знакомит вас со всеми основами линейной алгебры, которые вам нужны, но вам придется очень много работать самостоятельно, потому что он также познакомит вас со многими другими причудливыми математическими выражениями, которые могут вам понадобиться (например, он расскажет о L^2-пространствах). .) Я не знаю подходящей книги, которая идет вместе с курсом (другие могут порекомендовать ее)
ПРИМЕЧАНИЕ. Я ознакомился с книгой Р. Шанкара "Основы квантовой механики". Это хорошо сочетается с вышеупомянутым онлайн-курсом.
Квантовая физика Дж. Дж. Бинни . Это также очень хороший вводный курс, который преподается студентам бакалавриата в Оксфорде. Это может быть то, что вам очень поможет. Книга, которая идет вместе с курсом, также доступна от того же автора (бесплатно) здесь .
Хотя в Интернете можно найти множество конспектов лекций. Я нашел это чрезвычайно полезным.
Курс QM Алана Адамса в Массачусетском технологическом институте очень и очень классный. ИМХО, он лучший учитель. Самое лучшее в нем то, что он вдохновляет студентов задавать вопросы, а студенты Массачусетского технологического института задают так много хороших вопросов, что также помогает человеку, который смотрит видео лекции. На сайте вы также найдете книги, которые идут вместе с курсом. http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-04-quantum-physics-i-spring-2013/
Для начала вы можете начать с Квантовая механика для инженеров - Леон ван Доммелен, она доступна бесплатно на сайте автора:
http://www.eng.fsu.edu/~dommelen/quantum/style_a/index.html
Пусть автор говорит сам за себя:
Здесь вы найдете ту же историю, которую физики рассказывают своим студентам. Разница в том, что эта книга разработана так, чтобы ее было намного легче читать и понимать, чем сопоставимые тексты. Квантовая механика по своей сути является математической, и эта книга объясняет ее полностью. Но математика рассматривается только в той мере, в какой она дает представление о квантовой механике. Это не книга для развития ваших навыков умных математических манипуляций, которые не имеют абсолютно никакого отношения к физическому пониманию. Вы уже можете найти много других подобных текстов, если это ваша цель.
Я бы предложил «Квантовую физику атомов, молекул, твердых тел, ядер и частиц» Роберта Мартина Айсберга, Роберта Резника, если вы хотите иметь очень хорошее понимание без сложной математики. Делая упор на приложения, авторы обсудили все темы с физическим пониманием, без особой математики (но им нужно знать некоторые базовые математические вычисления). Книга объясняет вам, как устроен мир микроскопии.
Квантовая механика в простой матричной форме: [ссылка Amazon]
В этой книге нет вычислений. Вводятся все понятия линейной алгебры. К сожалению, это означает, что вы не столкнетесь с такими вещами, как уравнение Шредингера. У вас будет гораздо лучшее, чем у PBS, понимание квантовой механики (что такое квантовое состояние, как вы можете добавлять состояния, вероятность в квантовой механике и т. д.). Легкий и дешевый!
Вы также можете попробовать две более простые, очень короткие книги Валерио Скарани (рассчитанные, в основном, на старшеклассников),
Все три книги современные: вместо того, чтобы подчеркивать (в противном случае свободные) частицу (частицы) в ящике и атом Бора, они делают упор на интерференцию одной частицы, запутанность, локальный реализм, квантовую телепортацию. В книге доктора Бека описываются лаборатории квантовой оптики, которые действительно проводили его студенты, для проверки однофотонной интерференции, нарушения локального реализма и т. д.
Еще одна современная книга
Это примерно такой же уровень сложности, как книга Марка Бека, но намного дешевле, если покупать подержанное. Похожие на книги Валерио Скарани
Обратите внимание, что все вышеперечисленные авторы являются известными профессорами и/или исследователями.
Многие рекомендации уже даны. Я просто хотел бы порекомендовать «Принципы квантовой механики » Рамамурти Шанкара .
Мне нравится эта книга, потому что она начинается со всей необходимой алгебры, затем переходит к операторной формулировке классической, необходимой в квантовой науке, а затем в квантовой.
Я бы рекомендовал его вместо Гриффитса для человека, который не силен в линейной алгебре и находится на предварительном уровне. После этого Гриффитс в порядке.
Если вы новичок в этом, начните с Университетской физики Янга и Фридмана. Причина в том, что в этой книге обсуждаются концепции без строгой математики.
Изучите следующие главы:
Глава 38 Фотоны: световые волны, ведущие себя как частицы Глава 39 Частицы, ведущие себя как волны Глава 40 Квантовая механика Глава 41 Структура атома
Главы 38 и 39 знакомят вас с ранней квантовой теорией. В главах 40 и 41 обсуждается квантовая механика.
Вы также можете прочитать том 3 лекций Фейнмана, чтобы понять концепции без тяжелой математики.
Если вы хотите копнуть глубже, вы должны изучить линейную/матричную алгебру и исчисление. После прочтите «Введение в квантовую механику» Дэвида Гриффитса или Ричарда Либоффа.
Тогда, если вы хотите больше, прочитайте «Современную квантовую механику» Дж. Дж. Сакурая.
Вот как я предлагаю вам сделать это. Квантовая механика, к сожалению, является одним из самых сложных предметов физики. Вы должны строить свои знания из более простых текстов, иначе вы заблудитесь.
Просмотр лекций также возможен. Стэнфорд и Оксфорд загрузили свои лекции по QM на Youtube. Опять же, вы должны знать исчисление и линейную алгебру, чтобы не отставать от лекций.
Ваше здоровье!
Берти
«Шесть простых пьес» Фейнмана — отличное введение в квантовую механику. Для более тщательного анализа (и некоторых философских размышлений) я бы порекомендовал «Танцующие мастера Ву Ли» Гэри Зукава. Для легкого для понимания обсуждения странностей квантовой механики превосходно подойдет книга Фреда Каттнера и Брюса Розенблюма «Квантовая загадка: физика сталкивается с сознанием».
Вот список Amazon , который я составил с некоторыми книгами, которые я нашел полезными.
Учебник по квантовой механике от Гиллеспи хорош. Всего 125 страниц. Он начинает охватывать основные математические инструменты с нуля: вероятность, комплексные числа, векторы, операторы в гильбертовом пространстве и обзор классической механики, включая формулировку Гамильтона. Затем идет через постулаты квантовой механики с простой, но точной математикой. В нем используются обозначения, немного отличающиеся от обозначений скобок Дирака, но по существу они такие же, возможно, более понятные для новичков. Главная сильная сторона состоит в том, что он не предполагает каких-либо предварительных знаний, кроме базового исчисления, и тем не менее дает разумное понимание основного формализма и его значения.
Я думаю, что это идеальный компаньон для других книг, таких как Гриффит или Шанкар.
Это обзор https://doi.org/10.1119/1.1987211
Квантовая механика — довольно содержательный предмет, который невозможно изучить по одной книге. Итак, в этом ответе я предоставляю список книг по этому вопросу, которые я считаю полезными для понимания квантового мира.
Есть прекрасная книга Роджера Пенроуза «Дорога к реальности». Это интересный микс, написанный в разговорной, легкой и доступной форме, с блестящими и проницательными описаниями от настоящего мастера своего дела. Тем не менее, он не скупится на математику. Если вы серьезно относитесь к изучению квантовой механики и фундаментальной физики в целом, это отличное место для поиска. Это весело, хотя и не так просто, ездить.
Это очень хорошая книга, и ее легко понять. Он имеет хорошие обозначения и очень формальный. Автор любит писать каждое утверждение как можно более общим (что обычно можно увидеть в продвинутых всеобъемлющих книгах, но не во вводных). Похоже, что эта книга набирает популярность как альтернатива книге Гриффитса для UG. Как и у Гриффитса, в нем много упражнений и много решенных задач.
Самый популярный вводный учебник по QM. Хорошо для интуитивного понимания для начинающих. Вы, наверное, уже знаете об этой книге, поэтому я не буду много говорить об этом.
Эта книга довольно строгая, но все же кажется очень интуитивным педагогическим подходом. Он написан для аспирантов, в отличие от двух вышеперечисленных, но по-прежнему очень удобен для чтения пользователями UG.
Эта книга находится на том же уровне, что и Шанкар. Но несколько меньше, поэтому пояснения несколько короче. Это все еще очень хорошая книга.
Примечание . В последних двух книгах также обсуждается введение в релятивистскую квантовую механику.
Если вы хотите сделать больше, чем «просто вычислить» (как однажды могли бы сказать Фейнман или Н. Дэвид Мермин, ища происхождение знаменитой цитаты ), один из лучших способов конкретизировать ваше понимание квантовой физики, IMO, — это недавняя короткая и очень читабельная статья Филипа Болла (редактора журнала Nature) «За гранью странностей — почему все, что вы думали, что знали о квантовой физике, отличается». Даже некоторые профессора теоретической физики признали, что это была книга, которую они сами хотели бы написать.
Он справляется с мелкими вопросами, которые всегда возникают, когда вы начинаете работать над предметом, и я нашел его особенно хорошим в решении проблемы декогеренции и измерения.
Он явно глубоко размышлял над этой темой в течение долгого времени, и его редакционный опыт дает ему преимущество в объяснении трудностей, которые калькуляторы игнорируют, не задумываясь.
Я думаю, что это отличное дополнение к любому вводному курсу по QM и должно быть в списках для чтения.
Он доступен на Kindle (в США сейчас дешевле, чем в Великобритании, 01.01.19 ) энт
Эмилио Писанти