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本科生如何才能学好量子力学?

 pgl147258 2014-12-28

已经研究生阶段了,对于本科的量子力学仍然无法理解。它真的需要比高等数学更高级的数学工具才能驾驭吗?或者是我要求得太多?真是越学越费解。。。

傅渥成的回答(22票)】:

题主您好。谢谢邀请。我曾经在 「作为非物理专业的学生,量子物理大学课程应该如何学?若要学习量子物理,还应该有哪些知识基础? 」这个问题里写过给非物理专业学习者的一些建议,我想,如果是对物理本质的「理解」上存在问题,我的那个回答或许会有些帮助。

当然,您的情况可能跟非物理专业的学生情况很不一样。既然你是物理相关的专业,并且已经学过本科量子力学,那我也不必说得太客气。学会量子力学,其实不是需要更高级的数学工具的问题,而是你要会一些更简单、更基本的数学工具——其中大部分是代数的工具、而非分析的工具。

据我观察,凡是自认为没学好量子力学的朋友,都是只会解 Schr?dinger 方程、或者是一本常规的量子力学书看下来,便停在解 Schr?dinger 方程有关的章节翻不过去了的。这一点非常可怕。

在我看来,学会量子力学的关键不在于你会那些「高等数学」的技巧,不在于你能解 Schr?dinger 方程不查表——而要学熟练地用「代数」来描述和推导。例如以下的一些问题,我认为是很基本的,它们都可以用代数的方法有很干净的推导:

  • 谐振子问题的升降算符解法。

  • 自旋(甚至角动量)升降算符的有关推导。

  • 从 Fermi 子和 Bose 子的对易关系推导出 Fermi 统计和 Bose 统计。

我前面讲的这些例子,都是从具体物理体系的一些对易关系出发,让你亲自感受到什么是「量子化」。真正的研究也更像这样。有了对易关系、找出一些守恒量、写出系统的 Hamiltonian 并作进一步的处理、最终处理这些体系中的实际问题。而不是去处理无限深、有限深的势阱。不需要那么多的「高等数学」。这里的「高等数学」是指与解 Schr?dinger 方程有关的那些小技巧。如果你想学懂量子力学,请一开始千万不要在那些东西上浪费时间。一旦发现有自己急需但确实没有掌握的数学或者物理背景,再临时去学一点也好。

如果还有其它问题也可以在这里跟比我更厉害的大神们交流。

【Lepton的回答(3票)】:

其实吧,我读到物理phd第三年了,也不敢说对量子力学有多懂。但是碰到问题基本上知道该如何处理,细想起来,并不是自己真的有多“懂”,而是见得多用得多了,“熟练”了。对于更深入一层的量子场论也是如此,眼熟了,就无所谓懂不懂了。我想这熟能生巧的“懂”对多数学科都是适用的。

回想起当年一本又一本地啃量子力学书,其实效果还不如找一个课题做,边做边用,等到熟练了,就融会贯通了。

【陈子宏的回答(0票)】:

你可能用的教材是曾谨严的吧,那个作教材不是很好。建议先看看喀兴林写的高等量子力学,逻辑论证比较强,想能解决你很多疑问

【知乎用户的回答(0票)】:

不知道,反正我不用学

原文地址:知乎

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