Как понимать квантовую механику (версия β001)
М. Г. Иванов1 4 марта 2010 г.
1
e-mail:
[email protected]
2 Аннотация Данное пособие призвано дать студентам, начинающим изучать стандартный курс квантовой механики представление о математическом аппарате квантовой теории и о физическом смысле вводимых понятий. Цель пособия — не просто дать сводку основных формул, но и научить читателя понимать, что эти формулы означают. Особое внимание уделено обсуждению места квантовой механики в современной научной картине мира, её смыслу (физическому, математическому, философскому) и интерпретациям.
— Не может быть! — воскликнула Алиса. — Я этому поверить не могу! — Не можешь? — повторила Королева с жалостью. — Попробуй еще раз: вздохни поглубже и закрой глаза. Алиса рассмеялась. — Это не поможет! — сказала она. — Нельзя поверить в невозможное! — Просто у тебя мало опыта, — заметила Королева. — В твоем возрасте я уделяла этому полчаса каждый день! В иные дни я успевала поверить в десяток невозможностей до завтрака! Льюис Кэрролл, «Сквозь зеркало и что там увидела Алиса, или Алиса в Зазеркалье» (Пер.Н.М.Демуровой) a a Интересны выходные данные книги: Льюис Кэрролл. «Приключения Алисы в стране чудес. Сквозь зеркало и что там увидела Алиса, или Алиса в зазеркалье», М., «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1991.
Оглавление Как читать эту книгу и откуда она взялась 0.1 О распространении данной книги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12 13
1 Место квантовой теории в картине мира (фф) 1.1 Вглубь вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1 Частицы и поля . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2 Как устроены взаимодействия . . . . . . . . 1.1.3 Статистическая физика и квантовая теория 1.1.4 Фундаментальные фермионы . . . . . . . . 1.1.5 Фундаментальные взаимодействия . . . . . Гравитационное взаимодействие . . . . . . . Электромагнитное взаимодействие . . . . . Слабое взаимодействие . . . . . . . . . . . . Сильное взаимодействие . . . . . . . . . . . 1.1.6 Адроны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.7 Лептоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Откуда пошла квантовая теория . . . . . . . . . . 1.3 Квантовая механика и сложные системы . . . . . . 1.3.1 Феноменология и квантовая теория . . . . . 1.3.2 Макроскопические квантовые явления . . . Сверхтекучесть и сверхпроводимость . . . . 1.3.3 Вымораживание степеней свободы . . . . .
15 15 16 17 18 18 19 20 21 21 22 23 24 25 26 26 26 27 28
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 От классики к квантовой физике 2.1 «Здравый смысл» и квантовая механика . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Две ипостаси квантовой теории . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Когда наблюдатель отвернулся. . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 На наших глазах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Принцип соответствия (ф) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Несколько слов о классической механике (ф) . . . . . . . . . . . . 2.4.1 Вероятностная природа классической механики (ф) . . . . 2.4.2 Ересь аналитического детерминизма и теория возмущений 2.5 Теоретическая механика классическая и квантовая (ф) . . . . . . 2.6 Несколько слов об оптике (ф) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1 Механика и оптика геометрическая и волновая (ф) . . . . 2.6.2 Комплексная амплитуда в оптике и число фотонов (ф*) . 2.6.3 Преоб