The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926 (Historical Development of Quant

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出版者:Springer
作者:
出品人:
页数:343
译者:
出版时间:1982-11-15
价格:USD 179.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780387906751
丛书系列:
图书标签:
  • 量子力学7
  • 量子力学
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具体描述

Quantum Theory, together with the principles of special and general relativity, constitute a scientific revolution that has profoundly influenced the way in which we think about the universe and the fundamental forces that govern it. The Historical Development of Quantum Theory is a definitive historical study of that scientific work and the human struggles that accompanied it from the beginning. Drawing upon such materials as the resources of the Archives for the History of Quantum Physics, the Niels Bohr Archives, and the archives and scientific correspondence of the principal quantum physicists, as well as Jagdish Mehra's personal discussions over many years with most of the architects of quantum theory, the authors have written a rigorous scientific history of quantum theory in a deeply human context. This multivolume work presents a rich account of an intellectual triumph: a unique analysis of the creative scientific process. The Historical Development of Quantum Theory is science, history, and biography, all wrapped in the story of a great human enterprise. Its lessons will be an aid to those working in the sciences and humanities alike.

《量子力学矩阵理论的诞生与演变:1925-1926》 本书深入探讨了1925年至1926年间,量子力学核心理论——矩阵力学——的革命性发展及其早期的修正与深化。这段时期是量子理论发展史上一个至关重要的转折点,标志着从旧量子论向现代量子力学的过渡。本书将带您回顾那个充满思想碰撞与智慧闪光的年代,追溯矩阵力学诞生的历史脉络。 一、旧量子论的困境与新理论的曙光 在20世纪初,原子光谱的精确解释以及黑体辐射、光电效应等一系列物理现象,已远远超出了经典物理学的范畴。玻尔模型在解释氢原子光谱方面取得了巨大成功,但对于多电子原子和更复杂的原子光谱,却显得力不从心。同时,旧量子论中的“量子化条件”和“对应原理”虽然具有一定的启发性,但其数学框架的模糊性、概念的不一致性以及对实验现象解释的局限性,使得物理学家们迫切需要一个更普适、更严谨的理论体系。 正是在这样的背景下,维尔纳·海森堡、马克斯·玻恩和帕斯卡尔·约旦等一批杰出的物理学家,在对原子光谱数据进行深入分析和理论思考的过程中,逐渐孕育出一种全新的量子力学描述。他们发现,原子系统中一些可观测量的性质,如能量、角动量等,并不能用经典的连续变量来描述,而是以离散的、一系列“矩阵”形式存在的。 二、矩阵力学的诞生:海森堡的革命性创见 1925年夏天,海森堡在与玻尔及其哥本哈根学派的讨论中,受到了启发。他开始抛弃一些难以观测的、例如电子轨道等物理图像,转而专注于那些能够直接通过光谱实验测量的量,如跃迁频率和跃迁强度。他意识到,这些可观测量之间存在着一种非交换的代数关系,这种关系可以通过数学上的矩阵来精确描述。 海森堡的革命性之处在于,他将这些可观测量的“跃迁”视为基本概念,并用矩阵来表示这些跃迁的可能性和数值。能量、动量、位置等物理量都被映射为无穷维的矩阵,而这些矩阵的运算规则则遵循一种全新的代数体系。他提出的“不确定性原理”的雏形,也在这段时间的思考中显露端倪,预示着微观世界内在的随机性和不确定性。 三、玻恩与约旦的数学完善与理论深化 海森堡的矩阵力学初具雏形,但其数学表述尚显不够完善。马克斯·玻恩和他的学生帕斯卡尔·约旦在海森堡工作的基础上,对矩阵力学的数学框架进行了系统的整理和发展。他们引入了更严谨的矩阵代数,并清晰地阐述了量子力学中的基本算符、对易关系以及能量本征值方程。 玻恩和约旦将海森堡的“跃迁”概念转化为数学上的“算符”,并揭示了这些算符之间遵循非交换律的重要性,即算符的乘法顺序不能随意颠倒。他们深刻认识到,这种非交换性是量子力学区别于经典力学的核心特征之一,它直接导致了像位置和动量之间不确定关系这样的量子现象。 四、狄拉克与约当对矩阵力学的统一与推广 与此同时,在英国,保罗·狄拉克也在独立地发展一种新的量子理论。他从拉格朗日力学和哈密顿力学出发,通过一种“正则量子化”的方法,巧妙地将经典力学中的泊松括号转化为量子力学中的对易关系。狄拉克的理论框架具有更高的抽象性和普适性,能够更自然地处理角动量量子化等问题。 1926年,狄拉克和约旦分别独立地证明了,他们各自发展的理论体系在数学上是等价的。狄拉克的正则量子化方法,实际上是为海森堡的矩阵力学提供了一个更普适的数学基础,并将其推广到了更广泛的物理情形。这种理论的统一,极大地增强了量子力学的说服力和应用范围。 五、矩阵力学的修正与早期应用 在矩阵力学初步建立之后,物理学家们并未止步。他们开始尝试用这一新理论来解决更具体的物理问题,并在这个过程中不断对理论进行修正和完善。例如,对于原子中电子的能量、跃迁概率的计算,以及对光谱线强度的解释,都离不开矩阵力学的应用。 约旦对原子光谱跃迁的“规则”进行了更深入的研究,并将其与矩阵力学联系起来。沃尔夫冈·泡利利用矩阵力学成功地解释了原子光谱中的选择定则,并提出了著名的泡利不相容原理,该原理是理解多电子原子结构的关键。 六、历史意义与深远影响 《量子力学矩阵理论的诞生与演变:1925-1926》这段历史,不仅仅是关于数学公式和理论推导的记载,更是关于人类思想突破极限、勇于挑战传统观念的生动写照。海森堡、玻恩、约旦、狄拉克等科学家们的智慧、勇气和合作精神,共同铸就了现代量子力学这座宏伟的科学殿堂。 矩阵力学的建立,不仅彻底改变了我们对微观世界的理解,也深刻影响了物理学乃至整个科学的发展方向。它为后来的量子场论、粒子物理、凝聚态物理等领域奠定了坚实的基础,并不断催生出新的科学发现和技术创新。本书的深入剖析,将帮助读者理解这一划时代的理论是如何一步步建立起来的,以及它所蕴含的深刻的哲学和物理意义。

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在翻阅《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》的初步印象中,我便被它所呈现的那个充满思想激荡与理论创新的年代所吸引。量子力学,这个我们今天习以为常的物理学分支,其诞生过程却充满了艰辛与曲折,尤其是矩阵力学这一早期形式,其概念的抽象与数学的陌生,必然给当时的物理学家带来了巨大的挑战。我迫切地想知道,在那个相对孤立的学术环境中,科学家们是如何交流思想,又是如何通过合作与竞争来推动理论的进步的。这本书的书名聚焦于1925-1926年这段时间,这本身就暗示了其内容的高度集中和对细节的精益求精。我希望作者能够详细阐述海森堡从“不可观测”出发构建矩阵力学的逻辑链条,这其中肯定充满了非凡的洞察力。同时,玻恩和约尔当如何将海森堡的“草图”转化为更为系统、完善的数学理论,这个过程的演变也是我非常感兴趣的。我期望这本书能够提供丰富的历史资料,包括当时的信件、手稿,甚至是会议记录,来还原这些伟大的科学发现背后的真实场景,让我们能够更立体地感受那个时代的科学精神。

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当我初次看到《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》这个标题时,一种强烈的求知欲便油然而生。1925-1926年,这段时间在量子力学的发展史上具有里程碑式的意义,海森堡的矩阵力学正是诞生于此,这是一种全新的、革命性的理论框架。我一直对那一时期科学思想的演变充满浓厚的兴趣,特别想了解海森堡是如何在当时缺乏完整理论指导的情况下,凭借对原子光谱现象的深入分析,提出如此抽象且具有颠覆性的矩阵力学的。书名中“Modifications”的字眼,更是激发了我对理论形成过程中可能存在的细微调整和进一步发展的探究。我希望这本书能够详细阐述,在矩阵力学提出后,玻恩、约尔当等科学家是如何对其进行系统化和数学化的改造,例如,他们是如何将离散的谱线数据与连续变化的矩阵联系起来,以及这些修改是如何使矩阵力学更具解释力和预测能力的。Jagdish Mehra作为科学史领域的知名学者,其研究风格严谨且富有洞察力,我期待他能够为我们呈现一段精彩纷呈的科学史叙事,带领我们深入理解量子力学这一伟大理论是如何在探索与修正中诞生的。

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《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》这个书名,一下子就抓住了我作为一名科学史爱好者的目光。1925-1926年,这短短的两年,是量子力学历史上一个极其重要的时期,海森堡的矩阵力学便是诞生于此。我一直对那一时期科学思想的演进过程充满好奇,特别是海森堡是如何从对原子光谱现象的深入研究中,跳出经典物理学的框架,提出一套全新的、基于“不可观测量”的数学理论。这本书名中提到的“Modifications”,更引发了我对理论形成过程中细节的关注。我希望能在这本书中找到关于矩阵力学提出后,是如何被玻恩、约尔当等科学家进一步发展和完善的详细记录。例如,他们是如何将海森堡的初步构想系统化、数学化,并引入更严谨的数学工具的?这些修改和发展,又为后续量子力学的成熟奠定了怎样的基础?Jagdish Mehra在科学史领域的研究质量是有目共睹的,我相信他能够以其严谨的态度和深刻的洞察力,为我们呈现一个生动而详实的科学史画面,让我能够更清晰地理解量子力学的早期发展脉络。

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对于一位沉醉于量子力学发展史的求知者而言,《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》的出现,无疑是一场精神的盛宴。1925-1926年,这个时间段的量子力学,充满了革命性的思想和令人难以置信的进展。海森堡的矩阵力学,作为一种全新的数学框架,是如何从根本上颠覆了传统的物理学思维模式?它是如何通过“不可观测量”的引入,来解释原子光谱的?我迫切希望这本书能够深入剖析海森堡提出矩阵力学的思想脉络,以及当时的其他物理学家,如玻尔、克罗尼格等,对海森堡理论的反应和讨论。同时,书名中的“Modifications”也暗示了理论的演进过程,我非常期待能够了解,在矩阵力学提出之后,玻恩、约尔当等人是如何对其进行系统化和数学化的改造,例如引入算符的概念,以及这些改造如何使得矩阵力学变得更加完整和易于应用。Jagdish Mehra在科学史领域的造诣,是这本书质量的有力保证,我期待他能够以其深厚的功底,为我们呈现一个生动、真实、充满智慧火花的科学史叙事,让我能够更深刻地理解量子力学的诞生之艰难与辉煌。

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这本书的出现,着实让我这位量子力学史的爱好者感到一丝惊喜,又夹杂着几分莫名的期待。我一直对量子理论的早期发展充满兴趣,尤其是那些奠基性的理论框架是如何在纷繁复杂的实验数据和激烈的思想碰撞中孕育而生的。《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》这个书名本身就点燃了我对那段关键时期的好奇心。1925-1926年,这短短的两年时间,却涌现出了海森堡的矩阵力学,以及随后的玻恩、约尔当等人的发展,这其中蕴含了多少思想的火花和科学的探索,足以让人神往。我希望这本书能够深入剖析这一时期,不仅仅是罗列事实,更要深入挖掘当时的学术氛围、科学家的思考过程,以及那些可能被后人忽略的细节。例如,海森堡在提出矩阵力学时,是如何克服早期经典物理学思维的惯性?他是如何从那些“不可观测量”中找到突破口?而玻恩和约尔当在接受并发展矩阵力学时,又扮演了怎样的角色,他们的贡献又体现在哪些方面?我期待这本书能够为我揭示这些深层的历史图景,让我能够更清晰地理解量子力学这门革命性理论是如何一步步走向成熟的。Jagdish Mehra的名字本身就具有一定的号召力,他在科学史领域的造诣有目共睹,因此我对这本书的严谨性和深度抱有很高的期望。

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作为一名对量子力学发展史有着浓厚兴趣的读者,这本书《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》犹如一座待挖掘的金矿,其标题本身就散发着历史的厚重感和科学的魅力。1925-1926年,仅仅两年时间,量子力学就经历了从概念的萌芽到数学形式的初步建立,这是一个何等惊人的飞跃!我特别好奇的是,在那个缺乏强大计算工具和成熟理论体系的年代,海森堡、玻恩、约尔当等先驱是如何克服重重困难,最终构建出矩阵力学这个革命性的框架的。书中对“Modifications”一词的提及,更是激发了我对理论发展过程中那些精炼、修正和拓展的探索。我希望作者能够深入剖析这些修改是如何进行的,它们是如何解决早期矩阵力学遇到的问题,并为后续量子力学的发展奠定基础的。Jagdish Mehra这位在科学史领域享有盛誉的学者,他的作品往往以其严谨的研究和深刻的见解而著称,这让我对这本书的学术价值充满了信心。我期待它能够带领我穿越时空,亲身感受那个伟大的科学年代,理解那些伟大的思想是如何从无到有,最终改变我们对世界的认知。

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当我看到《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》这个书名时,一股浓厚的好奇心油然而生。1925-1926年,这短短的两年,是量子力学历史上一个至关重要的时期,矩阵力学正是在这段时间内被提出并逐渐完善的。我一直在思考,在那个时代,物理学界对于原子结构和量子现象的理解还处于一个相对模糊的状态,海森堡是如何凭借其非凡的直觉和对物理现象的深刻洞察,提出如此激进的矩阵力学的?这本书的书名暗示了其内容不仅仅是矩阵力学的提出,还包含了对其的“修改”(Modifications),这正是我非常感兴趣的部分。理论的形成往往伴随着不断的修正和完善,我希望这本书能够详尽地梳理出这些修改的过程,探讨它们是如何解决最初的不足,并如何为更成熟的量子力学理论(如薛定谔的波动力学)的发展铺平道路。Jagdish Mehra的名字本身就代表着高水准的科学史研究,他能够以一种清晰而富有条理的方式呈现如此复杂的科学发展历程,我对此深信不疑。这本书的到来,无疑为我理解量子力学的早期思想提供了一个绝佳的窗口。

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当我第一次看到《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》的书名时,一种强烈的求知欲便在我心中燃起。1925-1926年,这个时间跨度虽然不长,却是量子力学发展的关键时期,海森堡的矩阵力学正是在这段时间内崭露头角。我对这一时期的科学思想转变和理论构建过程尤为感兴趣。我希望这本书能够详细地阐述海森堡在构建矩阵力学时所面临的挑战,例如如何摆脱经典物理学的束缚,以及如何从对原子光谱的深入研究中提炼出核心的数学思想。此外,书名中的“Modifications”也引起了我的注意,这意味着理论的提出并非一蹴而就,而是经历了一个不断修正和完善的过程。我渴望了解,在矩阵力学提出后,玻恩、约尔当等科学家是如何对其进行进一步发展和完善的,他们又为矩阵力学带来了哪些重要的修改和补充,使得它能够更准确地描述微观世界的行为。Jagdish Mehra作为一位在科学史领域享有盛誉的学者,他的研究向来以严谨和深入著称,我期待这本书能够带领我深入到那个伟大的科学时代,感受科学家的探索精神和思想的碰撞,从而更深刻地理解量子力学这门颠覆性理论的诞生历程。

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《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》这个书名,对于任何一个对量子力学早期发展史有深入了解愿望的人来说,都具有难以抗拒的吸引力。1925-1926年,这个时间段,是整个物理学界风云变幻的两年,海森堡的矩阵力学正是在这段时间内被构建并初步发展起来的。我非常好奇,在那个刚刚开始探索微观世界的时代,科学家们是如何面对那些与宏观世界截然不同的物理现象的?海森堡是如何从对原子光谱的分析中,找到构建矩阵力学的关键思路?而“Modifications”这个词,更是让我对理论的演进过程充满了探索的兴趣。我希望这本书能够详细描述,在矩阵力学被提出后,是如何被玻恩、约尔当等科学家进一步完善和修正的。他们是如何将海森堡的初步数学框架变得更加完备和系统化,又如何处理当时可能存在的理论上的不一致之处?Jagdish Mehra在科学史领域的卓越声誉,预示着这本书将提供一个严谨而深入的视角,让我能够更全面地理解量子力学的起源,感受那个时代科学探索的艰辛与辉煌。

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当我初次接触到《The Formulation of Matrix Mechanics and its Modifications 1925-1926》这本书时,一种难以抑制的激动涌上心头。1925-1926年,这仅仅两年,却见证了量子力学领域一场史无前例的革命——矩阵力学的诞生。我始终对那个时代的科学氛围感到着迷,究竟是什么样的思维方式和研究方法,能够让科学家们在面对原子世界的奇特性质时,摆脱经典物理学的束缚,开创出全新的理论范式?我希望这本书能够深入挖掘海森堡在提出矩阵力学时所经历的思维转变过程,以及他如何巧妙地将那些看似抽象的“不可观测量”融入到数学框架之中。同时,书名中的“Modifications”也表明了理论的演进并非一成不变,我迫切想了解,在矩阵力学提出之后,玻恩、约尔当等科学家是如何对其进行细致的改进和拓展的,这些修改又为矩阵力学的完善和应用带来了怎样的积极影响?Jagdish Mehra作为科学史研究的大家,其作品的深度和严谨性是我所期待的,我相信他能够带领我走进那个充满智慧火花的时代,深入理解量子力学是如何在科学家的不懈努力下,一步步走向成熟。

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