Учебное пособие - Отличная квантовая механика - Львовский А. (1238821), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Удивительным образом Анастасия, не будучи профессиональнымфизиком, сумела найти ряд опечаток, которые я допустил в формулах(!)в английском оригинале. В чтении корректур решений к упражнениямоказали неоценимую помощь мои студенты и аспиранты: Дима Белобородов, Артем Иванов, Арсен Кужамуратов, Катя Сажина, Демид Сычев,Егор Тиунов, Саша Уланов и Митя Чермошенцев.Несмотря на всю эту помощь, основная ответственность за опечаткии ошибки, которые могли остаться в переводе, лежит на мне. Я старался максимально тщательно вычитать его текст и гранки книги,но почти наверняка что-то упустил.
Прошу сообщать мне о замеченных проблемах по электронной почте; адрес легко найти в интернете.Вы без сомнения заметите, что всем главам предшествуют эпиграфы. Для них я использовал строки песен Михаила Щербакова.С его поэзией я познакомился больше двадцати лет назад и во многом благодаря ему сохранил живую связь с русским языком, котораясовсем не помешала мне при подготовке этого текста. Включая этиэпиграфы в книгу, я хочу поделиться с вами своей любовью к творчеству этого автора, которая в моей душе не менее сильна, чем любовьк квантам, пусть и безответна-ибо в квантовую физику я могу внести хотя бы какой-то вклад.Оксфорд,27июня222019 г.ПРЕДИСЛОВИЕРОССИЙСКОГО КВАНТОВОГО ЦЕНТРАКак много людей сталкивается в своей повседневной жизни со словосочетаниями«квантовая физика»или«квантовая механика».А сколько из них действительно понимают всю глубину, котораяскрывается за этими понятиями? Думаю, ответ очевиден: немного(по крайней мере, меньше, чем хотелось бы).
Квантовая механикаявляется одной из самых сложных областей физики, которую приходится изучать студентам в технических вузах. В дополнение к далеконе самому простому математическому аппарату сложность этой дисциплины заключается в высокой степени абстракции рассматриваемых в ее рамках явлений. К тому же постулаты квантовой механики зачастую противоречат «здравому смыслу», что также не способствует быстрому освоению предмета.
В результате существеннаячасть материала часто остается непонятой студентами, что значительно уменьшает их желание заниматься квантовой физикой в дальнейшем. В своем учебнике «Отличная квантовая механика» наш коллега и замечательный ученый Александр Львовский сделал вполнеуспешную попытку исправить сложившуюся ситуацию и, не теряя глубины изложения, объяснил многие сложные вещи простым языком,тем самым делая обучение живее и интереснее. На мой взгляд, Александр проделал титаническую работу по переосмыслению и структурированию одной из самых тяжелых областей физики, и я надеюсь,что эта книга вдохновит еще не одно поколение студентов на изучение столь сложной, многогранной, но при этом невероятно красивойнауки-квантовой механики.Руслан Юнусов,генеральный директорРоссийского квантового центраБЛАГОДАРНОСТИМне потребовалосьв январе200513лет, чтобы написать эту книгу,г., а закончил в декабре-я начал ее2017 г.
Дату окончания работынад книгой запоминают часто, поскольку это, как правило, срок,заданный издателем (в моем случае срок сдачи переносился много разна протяжении нескольких лет). Причина того, что я помню такжедату начала, вот в чем: она соответствует семестру, когда я приступилк преподаванию вводного курса квантовой механики в УниверситетеКалгари. Я тогда только-только пополнил ряды профессоров университета и, строго говоря, еще не должен был заниматься преподаванием. Однако, когда заведующий кафедрой Барт Хикс однажды подошел ко мне и мило спросил «Алекс, не хотели бы вы начать преподавание чуть раньше? Я слышал, ваши интересы связаны с квантами,а у нас как раз есть место в расписании», я (наивный, романтичнонастроенный профессор-новичок) ответил «да».
Вот тогда и появилсяпервый рукописный конспект.Но подлинная история плода начинается с корней. А поскольку этакнига во многом посвящена именно корням, имеет смысл следоватьданному принципу и в этом разделе. Я могу проследить корни до1962 г"когда мои родители Исай и Татьяна всего за несколько месяцев до того,как познакомились друг с другом в Москве, посмотрели «Девять днейодного года»-советский фильм о физиках, ставший в то время культовым. (Кстати говоря, вам тоже стоит посмотреть его, если будет возможность.
Его несложно найти в онлайн-варианте с английскими субтитрами; он наверняка доставит вам удовольствие. И, между прочим, этотфильм проповедует вполне правильные ценности.) Культовость «Девятидней".» быстро поблекла, но не для моих родителей. Так что моя будущая профессия была выбрана за11 лет до моего рождения.Единственное, о чем не могли договориться родители, так это стоит ли мне статьакадемиком (в Советском Союзе это было аналогично статусу членаКоролевского общества) или лауреатом Нобелевской премии.
Мой дедпримирил их, указав, что одно не мешает другому.К счастью, мои природные наклонности не противоречили амбициям родителей-если не по величине, то по крайней мере по направлению. (Я иногда спрашиваю себя, кем мог бы стать, если бы былвоспитан в другой семье. Мне кажется, либо автомехаником, либопрограммистом. Так что физик-экспериментатор представляется25ОТЛИЧНАЯ КВАНТОВАЯ МЕХАНИКАнеплохим компромиссом.) Поэтому через несколько лет я оказалсяучащимся знаменитой московской школы №57 (у школв СоветскомСоюзе были номера, а не названия) с углубленным преподаваниемматематики и физики. Именно там я на себе испытал сократовскийпринцип преподавания, о котором говорил в предисловии и на котором основана моя книга.
Метод этот придумал московский учительНиколай Николаевич Константинов, но в нашем классе преподавал-и, соответственно, познакомил меня с данным методом-БорисМихайлович Давидович. Сюжет первых двух разделов приложения Аи некоторые упражнения оттуда взятыпрямо измоих школьныхархивов.Затем институт. Профессором, который открыл для меня квантовую физику и увлек ею, был Юрий Михайлович Белоусов. Он искусносочетал строгость «старой школы» Льва Ландау и Евгения Лифшицас ярким, глубоким и страстным стилем преподавания: «Что такоесостояние? Неопределяемое понятие! Как в геометрии: вы же не определяете, что такое точка или прямая, правда? Так же и с состоянием.Каково ваше состояние? Вы пьяный? Трезвый? Усталый? Вот вамсостояние.
Множество состояний называется пространством состояний. Опять же-почему нет? Но затем мы говорим, что это пространство линейно. А вот это уже претензия ... »Тем не менее, как тоже говорилось выше, не все мои вопросы получили ответы (и даже были правильно заданы) в институте, и мне пришлось долго искать их самостоятельно, уже после выпуска.
В этомпоиске меня поддерживали многие блестящие ученые. Назову лишьнекоторых: Ален Аспе, Конрад Банашек, Мауро д'Ариано, Хауке Хансен, Петер Марцлин, Филипп Гранжье, Миклош Гуиласси, Пол Квят,Миша Лукин, Юджин Ползик, Майк Реймер, Барри Сандерс, КристофСимон, Эфраим Стейнберг, Иан Уолмсли, Син Вэй и Антон Цайлингер.
Два имени я должен упомянуть отдельно: моего институтскогонаучного руководителя Анатолия Викторовича Масалова, которыйпознакомил меня с исследовательской деятельностью, и научногоруководителя моей диссертации Свена Хартмана, или мистера Фотонное Эхо. Свен научил меня не только многому из физики, но и искусству писать научные тексты.
Если в этой книге есть какой-то стиль,то благодаря ему.Хотя мне трудно назвать одного-единственного человека, которыйоказал бы наибольшее влияние на формирование моих представленийо квантовой физике, я могу точно назвать период своей жизни, когда26БЛАГОДАРНОСТИя достиг наибольшего прогресса. Я тогда работал постдоком в Университете Констанца, в институте, который возглавлял доктор ЮргенМлынек. Этот институт в те годы был настоящей Меккой для квантовых физиков, там бывали лучшие умы, занимающиеся этой сферой науки. Иногда мне удавалось урвать несколько минут из их плотного расписания, чтобы обсудить с ними волновавшие меня вопросы,включая фундаментальные для квантовой физики (если только мнеудавалось набраться храбрости и преодолеть страх показаться глупымили невежественным).Теперь я хотел бы вновь вернуться к тому моменту, когда приступил к преподаванию Квантовой МеханикиI в Калгари и составил своипервые заметки.
Впоследствии они переписывались и дополнялисьдесятки раз. Возможно, поворотным пунктом в превращении заметок в книгу стало добавление в них решений к упражнениям. Первоначально их там не было; я просто излагал решения устно на лекциях(я до сих пор не понимаю, как те студенты умудрялись сдавать экзамены). Но затем у меня состоялось два важных разговора. Во-первых,я поговорил с профессором Массачусетского технологического института Джеффом Шапиро, научившим меня многому в квантовой оптикево время наших (увы, кратких) встреч. Я сообщил Джеффу об идеепревратить свои лекционные записи в книгу и о сократовском методе.Джефф серьезно посмотрел на меня и спросил: «Но ведь у задач будути решения ...
Правда?» А во-вторых, почти чудесным образом, примерно в то же время, ко мне подошли два моих студента, Джефф Кэмпбелл и Даллас Хоффман. «С решениями ваши заметки станут намноголучше. Мы подумали, может быть, нам стоило бы написать некоторые из них?» И они сделали этоиз глав1, 2-многие решения для упражненийи приложения А принадлежат им, и я очень благодаренэтим ребятам.На самом деле поддержка студентов была чрезвычайно важнана всех этапах создания этого труда. Начиная сКвантовую МеханикуIшесть раз примерно2005 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
