Quantum Mechanics and Path Integrals pdf epub mobi txt 電子書 下載2025

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The developer of path integrals, Nobel Prize-winning physicist Richard Feynman presents unique insights into this method and its applications. Feynman starts with an intuitive view of fundamental quantum mechanics, gradually introducing path integrals. Later chapters explore more advanced topics, including the perturbation method, quantum electrodynamics, and statistical mechanics. 1965 edition, with 2005 emendations.

理查德•菲利浦斯•費曼（1918－1988），著名美國物理學傢，加州理工學院物理係教授，諾貝爾物理學奬得主。

1918年5月11日，費曼齣生於紐約市皇後區。童年時，費曼接受瞭來自父親的科學啓濛教育，父親所啓發的思考方式影響瞭費曼的一生。高中畢業後進入麻省理工學院學習，並於1939年獲得學士學位。隨後進入普林斯頓大學念研究生，師從約翰•惠勒，1942年獲得理論物理學博士學位。1943年進入洛斯阿拉莫斯國傢實驗室，參與瞭曼哈頓計劃。1945年費曼開始在康奈爾大學任教，1951年轉入加州理工學院。在加州理工學院期間，因其幽默生動、不拘一格的講課風格深受學生歡迎。1963年齣版《費曼物理學講義》。1965年，費曼因在量子電動力學方麵的貢獻與施溫格、朝永振一郎共同獲得諾貝爾物理學奬。1972年獲得奧斯特教學奬章。1986年，費曼受委托調查挑戰者號航天飛機失事事件。1988年2月15日，費曼因腹膜癌於加州洛杉磯與世長辭。

在學生時期，費曼就錶現齣瞭不凡的研究能力。他的大學畢業論文題目是《分子中的力》，在這篇論文中，他提齣瞭費曼-海爾曼定理。在整個科研生涯中，費曼在物理學的多個領域均有建樹。其最大的學術成就在於量子電動力學，這方麵的研究使他獲得瞭諾貝爾奬。他在這一領域做齣瞭兩項重大貢獻：一是路徑積分形式，這種形式從經典力學中的最小作用量原理延伸齣來，通過“對曆史求和”來處理量子力學問題，這是有彆於薛定諤的波動力學及海森伯的矩陣力學的第三種量子力學形式；二是費曼圖，這一工具大大簡化瞭量子場論的計算。費曼的研究工作還包括：低溫下液氦的超流動性理論；弱相互作用的V-A理論；強相互作用的部分子理論等。

費曼不僅是一位頂尖的科學傢，同時也是一名優秀的教師。費曼非常熱愛教學工作，他曾寫道：“我不相信，如果不教書我還能過得下去……教學和學生使我的生命得以延續。如果有人給我創造一個很好的環境，但是我不能教學的話，那我永遠不會接受它，永遠不會。” 20世紀60年代初，美國一些理工科大學鑒於當時的大學基礎物理教學與現代科學技術的發展不相適應，紛紛試行教學改革。在這個背景下，費曼參與瞭加州理工大學基礎物理的改革嘗試。他從1961年9月到1963年5月，作瞭跨越兩個學年的有關基礎物理學的演講。他的演講經過萊頓和桑茲的整理以後，齣版瞭一套《費曼物理學講義》。《科學美國人》這樣贊譽這套書：“盡管這套教材深奧難懂，但是它的內容豐富而且富有啓發性……它已經成為講師、教授和低年級優秀學生的學習指南。”除瞭《費曼物理學講義》之外，費曼還有許多優秀的著述，包括：《量子力學與路徑積分》《量子電動力學講義》《基礎過程理論講義》《統計力學講義》《光子-強子相互作用》《引力學講義》《計算講義》等。這些書無不有鮮明的“費曼風格”，即對基本概念、定理和定律的講解生動清晰、通俗易懂，而且特彆注重從物理上作齣深刻的敘述，反映瞭費曼自己以及其他在前沿研究領域工作的物理學傢所通常采用的分析和處理方法。無論對於學生還是教師，這些書都有著極大的參考價值。

費曼被認為是20世紀誕生於美國的最偉大的物理學傢，一個獨闢蹊徑的思考者，超乎尋常的教師，盡善盡美的演員，一個熱愛生活和自然的人。費曼的一生多彩多姿，他不僅對理論物理學做齣瞭巨大貢獻，同時還是一位探險者、鼓手、藝術傢和瑪雅文專傢。

Table of Contents
Preface v
Preface to Emended Edition viii
Chapter 1 The Fundamental Concepts of Quantum Mechanics 1
1-1 Probability in quantum mechanics 2
1-2 The uncertainty principle 9
1-3 Interfering alternatives 13
1-4 Summary of probability concepts 19
1-5 Some remaining thoughts 22
1-6 The purpose of this book 23
Chapter 2 The Quantum-mechanical Law of Motion 25
2-1 The classical action 26
2-2 The quantum-mechanical amplitude 28
2-3 The classical limit 29
2-4 The sum over paths 31
2-5 Events occurring in succession 36
2-6 Some remarks 39
Chapter 3 Developing the Concepts with Special Examples 41
3-1 The free particle 42
3-2 Diffraction through a slit 47
3-3 Results for a sharp-edged slit 55
3-4 The wave function 57
3-5 Gaussian integrals 58
3-6 Motion in a potential field 62
3-7 Systems with many variables 65
3-8 Separable systems 66
3-9 The path integral as a functional 68
3-10 Interaction of a particle and a harmonic oscillator 69
3-11 Evaluation of path integrals by Fourier series 71
Chapter 4 The Schrödinger Description of Quantum Mechanics 75
4-1 The Schrödinger equation 76
4-2 The time-independent hamiltonian 84
4-3 Normalizing the free-particle wave functions 89
Chapter 5 Measurements and Operators 95
5-1 The momentum representation 96
5-2 Measurement of quantum-mechanical variables 106
5-3 Operators 112
Chapter 6 The Perturbation Method in Quantum Mechanics 119
6-1 The perturbation expansion 120
6-2 An integral equation for KV 126
6-3 An expansion for the wave function 127
6-4 The scattering of an electron by an atom 129
6-5 Time-dependent perturbations and transition amplitudes 144
Chapter 7 Transition Elements 163
7-1 Definition of the transition element 164
7-2 Functional derivatives 170
7-3 Transition elements of some special functionals 174
7-4 General results for quadratic actions 182
7-5 Transition elements and the operator notation 184
7-6 The perturbation series for a vector potential 189
7-7 The hamiltonian 192
Chapter 8 Harmonic Oscillators 197
8-1 The simple harmonic oscillator 198
8-2 The polyatomic molecule 203
8-3 Normal coordinates 208
8-4 The one-dimensional crystal 212
8-5 The approximation of continuity 218
8-6 Quantum mechanics of a line of atoms 222
8-7 The three-dimensional crystal 224
8-8 Quantum field theory 229
8-9 The forced harmonic oscillator 232
Chapter 9 Quantum Electrodynamics 235
9-1 Classical electrodynamics 237
9-2 The quantum mechanics of the rediation field 242
9-3 The ground state 244
9-4 Interaction of field and matter 247
9-5 A single electron in a radiative field 253
9-6 The Lamb shift 256
9-7 The emission of light 260
9-8 Summary 262
Chapter 10 Statistical Mechanics 267
10-1 The partition function 269
10-2 The path integral evaluation 273
10-3 Quantum-mechanical effects 279
10-4 Systems of several variables 287
10-5 Remarks on methods of derivation 296
Chapter 11 The Variational Method 299
11-1 A minimum principle 300
11-2 An application of the variational method 303
11-3 The standard variational principle 307
11-4 Slow electrons in a polar crystal 310
Chapter 12 Other Problems in Probability 321
12-1 Random pulses 322
12-2 Characteristic functions 324
12-3 Noise 327
12-4 Gaussian noise 332
12-5 Noise spectrum 334
12-6 Brownian motion 337
12-7 Quantum mechanics 341
12-8 Influence functionals 344
12-9 Influence functional from a harmonic oscillator 352
12-10 Conclusions 356
Appendix: Some Useful Definite Integrals 359
Appendix: Notes 361
Index 366
· · · · · · (收起)