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【書評】J.J.サクライ 現代の量子力学(上)

表題通り、Jサクの書評をしていきます。 

現代の量子力学(上) 第2版 (物理学叢書)
 

付録を除いた目次は次の通り。

目次

第1章 基礎概念

1.1  シュテルン-ゲルラッハの実験

1.2  ケット,ブラ および演算子

1.3  基底ケットと行列表現

1.4  測定,観測可能量および不確定関係

1.5  基底の変更

1.6  位置,運動量および平行移動

1.7  位置空間および運動量空間における波動関数

第2章 量子ダイナミックス

2.1  時間発展とシュレーディンガー方程式

2.2  シュレーディンガー表示とハイゼンベルク表示

2.3  調和振動子

2.4  シュレーディンガー波動方程式

2.5  シュレーディンガー波動方程式の初等的な解

2.6  プロパゲーターとファインマン経路積分

2.7  ポテンシャルとゲージ変換

第3章 角運動量の理論

3.1  回転と角運動量の交換関係

3.2  スピン1/2の系と有限回転

3.3  SO(3),SU(2)およびオイラーの回転

3.4  密度演算子ならびに純粋アンサンブルと混合アンサンブル

3.5  角運動量固有値と固有状態

3.6  軌道角運動量

3.7  中心ポテンシャルに対するシュレーディンガー方程式

3.8  角運動量の合成

3.9  角運動量を表すシュウインガーの振動子モデル

3.10  スピン相関の測定とベルの不等式

3.11  テンソル演算子

 

本稿では第1章第2章を評する。この二つの章に絞る理由は簡単で、この二つの章がJサクを特徴付ける構成をしていると思うからである。それを一言で表すと「手作りの量子力学というふうになるだろうか。ぼくがこの教科書を大好きな理由がこれである。教育的で理にかなっており、何より読んでいて楽しい。

書評、というか感想文

第1章,第2章では、 量子力学以前の力学や電磁気学(いわゆる古典物理)では説明できない実験のうち、最も典型的なシュテルン-ゲルラッハ型の実験の考察と、経験事実を手掛かりに、量子力学を"組み立てて"いく。

これが「手作りの量子力学」と表した理由だ。いくつか経験事実として認めなければならない点はあるが、どのようなアプローチにせよ、物理学の理論である以上、必ず経験事実を元に理論を組み立てるので、問題ない。

このアプローチが優れていると考える理由を、典型的な量子力学の教科書と比較しながら説明する。

よくある量子力学の教科書は、次のように進んでいく

  1. 前期量子論の解説
  2. 波動関数シュレーディンガー方程式を与える
  3. シュレーディンガー方程式の初等的な解をみる

古典物理の限界を語るために前期量子論をあつかい(くどい)、それまでの話とは関係なく波動関数シュレーディンガー方程式を与えられ(やれやれ)、よく分からないまま問題を解かされる。そのような教科書が多い印象である。混乱するだけで分かった気になれない。

しかし本書はシュテルン-ゲルラッハ型の実験一つを題材に、量子力学を組み立てていく。シュレーディンガー方程式も天から与えられたものではなく、J.J.サクライに手を引かれ、自分の手で導き出すことができる。素晴らしいことこの上ない。量子力学がどういった枠組みをしているのか、それが良く分かる。その点が非常に優れていると思う。

 

ぼくがこの本について伝えたいことはだいたいこんな感じである。

書評に対するご意見、ご感想などあれば、遠慮なくコメント等くださいませ。

ではまた、どこかでお会いいたしましょう。