Principles of Quantum Mechanics(Dirac).pdf

这份文档是P.A.M. Dirac所著的《量子力学原理》一书的PDF版本。Paul Adrien Maurice Dirac是著名的理论物理学家，他在量子力学、量子电动力学以及相对论性量子力学领域做出了开创性的贡献，尤其是Dirac方程的提出，对量子力学和粒子物理学有着深远的影响。这本书被广泛认为是量子力学领域的经典教材，适合不同层次的读者。 书中第一版序言提到，理论物理学在本世纪的进步经历了巨大的变化。传统的经典物理学方法主要是考虑可观测对象（如粒子、流体、场等）按照确定的力的规律在空间和时间中的运动，形成一个整体的图像。但最近人们意识到，自然界按照不同的规则运作。其基本规律并不直接控制我们心灵中的世界图景，而是控制着一个我们无法形成基本图像的底层基础。这些基本规律的表述需要使用数学形式，尤其是线性代数等数学工具。 量子电动力学（QED）的章节在第四版中被重写。Dirac在第三版中描述的量子电动力学类似于经典电磁学，它描述了带电粒子在电磁场中的运动，并且保持了带电粒子数量的守恒。然而，这个理论不能被推广以允许带电粒子数量的变化。在现代高能物理学中，带电粒子的产生和湮灭是一个频繁发生的事件。因此，Dirac将原先的量子电动力学替换成了一种包含正电子产生和湮灭的量子电动力学。这意味着放弃了与经典电子理论的紧密类比，但提供了更接近自然的描述。Dirac似乎认为经典电子概念不再是一个有用的物理模型，除了可能对于那些限制在低能量现象的基本理论。 在量子力学中，波函数和薛定谔方程是基础概念之一，描述了量子系统的状态及其随时间的演化。然而，波函数的物理意义一直是量子力学解释中争论的焦点。Dirac提出了他的观点，即波函数的绝对值的平方给出了找到粒子在特定位置的概率密度。这个观点后来发展为著名的哥本哈根诠释。 量子力学的数学基础包括希尔伯特空间、算符理论和线性代数等，书中很可能会对这些概念进行详细的阐述。狄拉克符号（Dirac notation）是量子力学中用来描述量子态和算符的记号，是现代量子物理学家进行理论分析和表达时不可或缺的工具。 此外，量子力学的核心概念还包括不确定性原理，这个原理表明在量子尺度上，对某些成对的物理量（如位置和动量）不可能同时精确测量。这一点突破了经典物理学对确定性的理解，是量子力学与经典物理学的根本区别之一。 总结来说，这份文档是一份宝贵的资料，涵盖了量子力学的经典基础理论，并且随着时间的推移而不断更新，反映了物理学理论发展的历史。Dirac在文档中提到的量子电动力学的变革，以及对经典物理学概念的重新评估，都是量子力学发展中的重要环节，对后续的研究工作产生了深远的影响。对于想要深入了解量子力学、量子场论和粒子物理的读者而言，这份文档提供了理论物理学的一个重要视角，并且在理解现代物理学的诸多现象时提供了坚实的理论基础。