丁亦兵

經(jīng)過100多年的發(fā)展，量子力學(xué)理論經(jīng)受住了歷史的考驗?？梢哉f，它所給出的所有結(jié)果都得到了精確的實驗檢驗。這些驚人的成功激勵著無數(shù)忠實的追隨者，從而進(jìn)一步促進(jìn)量子理論本身發(fā)展成了現(xiàn)代物理的基石。然而，量子力學(xué)理論本身至今仍然存在許多問題，比如，波函數(shù)的概率解釋、海森伯不確定性關(guān)系、波爾的對應(yīng)原理、EPR佯謬和薛定諤貓等思想實驗、以及測量和波函數(shù)坍縮等，在不同程度上引起人們的困惑甚至爭議，形成了一些著名的佯謬。

作者從多年來從事波導(dǎo)光學(xué)研究經(jīng)驗產(chǎn)生了一種想法，即經(jīng)典電磁學(xué)理論和量子力學(xué)一定存在著某種內(nèi)在的聯(lián)系。在波導(dǎo)光學(xué)中可以找到量子力學(xué)中的比如薛定諤方程、波函數(shù)、勢壘和能級等的宏觀對應(yīng)物。正是基于這些內(nèi)在的相似性，本書通過波導(dǎo)光學(xué)觀點重新考察了從量子力學(xué)挑選出的一些題目。并把計算經(jīng)典周期介質(zhì)中波的傳播特征的有力工具——轉(zhuǎn)移矩陣方法——推廣到任意形狀的位勢。這樣做使作者們求得了一系列新結(jié)果，包括準(zhǔn)確的量子化條件、經(jīng)典轉(zhuǎn)折點的相移以及穿透系數(shù)的精確表達(dá)式、WKB和SWKB近似的一致性的解釋以及對于量子反射和反射時間的物理觀點等。有趣的是所有似乎毫無關(guān)系的結(jié)果可以利用作者們首次建議的新定義的概念，即具有清晰的物理觀點的“散射子波”，而得到解釋。如果無視這種“散射子波”，則會導(dǎo)致半經(jīng)典理論中的許多混淆和佯謬。

作者們并不打算在本書中建立一些新的定理，而只不過收集了作者們在堅實的基礎(chǔ)上所發(fā)展的一種關(guān)于相對簡單的一些量子力學(xué)一維問題的實際求解方法?；诹孔恿W(xué)和電磁學(xué)的類比重新研究了量子力學(xué)中諸如穿透、量子反射和散射時間等問題。并且通過解析轉(zhuǎn)移矩陣方法引入了散射子波這種全新的概念。書中無疑也會有一些不夠成熟的想法，作者們旨在通過它們引起有興趣的讀者的討論甚或爭論。如果這本書能夠引起研究人員的注意，甚或誘導(dǎo)出一些新的思想，作者們會感到十分欣慰。

全書內(nèi)容共分6章：1.量子力學(xué)與光學(xué)的相似性；2.解析轉(zhuǎn)移矩陣方法；3.半經(jīng)典近似；4.精確的量子化條件對解析轉(zhuǎn)移矩陣方法；5.位壘穿透 ；6.散射子波。

本書觀點獨特，內(nèi)容新穎，敘述簡潔，注重實用，可以選作物理類高年級大學(xué)生和一年級研究生的一般教材。同時對于關(guān)注基礎(chǔ)量子理論研究，以及探索電磁學(xué)，粒子物理學(xué)和波動力學(xué)相互關(guān)系的科學(xué)研究人員和光波導(dǎo)與集成光學(xué)領(lǐng)域的專家，也有很好的參考價值。

（中國科學(xué)院大學(xué)）endprint