湯川秀樹　量子力学序説

✍ Scribed by 湯川秀樹, 大阪大学総合学術博物館湯川記念室 湯川秀樹『量子力学序説』復刊編集委員会 (editor)

• Publisher: 大阪大学出版会
• Year: 2021
• Tongue: Japanese
• Leaves: 424
• Category: Library

✦ Synopsis

本書は湯川秀樹『量子力学序説』改訂増補版、新装版を底本として現代表記に改め、出来る限り原著を忠実に再現しながらも湯川の加筆訂正も参考に適宜修正を加え、新たに組み直した新版である。底本は絶版となって久しく、現役の量子物理の研究者ですら見たことのない教科書であるが、その内容は現代の読者にとっても相応しいものとなっている。量子力学の概念を把握しておきたい学生におすすめする。
初版は量子力学の黎明期に若き湯川が京都帝国大学と大阪帝国大学で教鞭をとった際の経験をもとに執筆された。京都帝国大学で湯川はこの教科書にチョークでしるしをつけ、書き込みながら授業を行っていた。本書の構成は湯川が独自に考え出したものであり、改訂増補版から第8章が追加された。量子力学が出来上がってきた時代に、誰がどのように考えて新しい理論作りに挑戦していったかが、手に取るように分かるのも興味深い。
湯川は序文に、

「量子力学は今日、物理学のみならず化学においても、もっとも基礎的な地位を占める理論体系である。さらにそれは工学の諸分科や、生物学・生理学・心理学ないしは哲学にまでも重大な影響を及ぼしつつある。本書はこれらの点に鑑み、一方では物理学を専攻しようする学生に対する量子力学の入門書であるとともに、他方ではこの方面の問題に関心を有するもつ広い範囲の人達にも読んで頂くつもりで、この理論の本筋だけを平易に述べたものである」

と記している。湯川の執筆から長い年月が過ぎても、生命には解明されない謎が多数残されている。そしてその解明には量子力学の導入が力になるに違いない時代となった。AIが全ての分野で全盛期を迎えている今、確率統計的な考えを把握するためにも、量子力学を基礎から丁寧に執筆している本書を読み込むことは、時代を超えて現代に学ぶ学生の確かな知と力となるだろう。付録は比較的多く、量子力学を学ぶにあたって予備知識として必要な、古典物理学および古典量子論の概要も収録されている。

【目次】
第1章 量子論の発達
第2章 波動力学の概観
第3章 行列力学の方法
第4章 量子力学の基礎概念
第5章 一般理論
第6章 摂動論および衝突論
第7章 多体問題および輻射論
第8章 相対論的電子論
付録I 古典力学摘要
付録II 古典電気力学摘要
付録III 古典統計力学および古典量子論摘要
付録IV 直交関数系
付録V ベクトル空間
付録VI 量子力学の参考書
付録VII 術語一覧

✦ Table of Contents

序
追記
第二版序
改定増補版序
目次
凡例
第1章 量子論の発達
1. 物質と電気の素量性
2. 作用量子の発見
3. 光の粒子性
4. 原子の構造
5. 対応原理と量子代数
6. 物質の波動性
7. 量子力学の成立と発展
第2章 波動力学の概観
8. Schrödingerの方法
8.1 固有値問題
8.2 調和振動子
9. 中心運動の量子化
9.1 一般的考察
9.2 回転子
9.3 水素原子
9.4 二体問題
10. 非周期運動の量子化
10.1 Schrödingerの波動方程式
10.2 波動関数の統計的解釈
10.3 波動方程式の一般解
10.4 衝突問題
11. 古典論との対応
11.1 波束の運動
11.2 電磁場のある場合，Zeeman 効果
第3章 行列力学の方法
12. Heisenbergの理論
12.1 交換関係と運動方程式
12.2 調和振動子
12.3 行列の変換
12.4 Schrödingerの方法との関係
13. 角運動量とスピン
13.1 角運動量の量子化
13.2 電子のスピンの問題
第4章 量子力学の基礎概念
14. 物理量の固有値と平均値
14.1 固有値問題の一般化
14.2 物理量の平均値
15. 微視的現象の特質
15.1 不確定性原理
15.2 相補性と因果律
第5章 一般理論
16. 量子力学的状態の表示
16.1 重ね合わせの原理
16.2 一致の確率
17. 物理量の表現
17.1 オブザーバブルの定義
17.2 オブザーバブルの固有値と固有状態
18. 変換理論
18.1 固有値が離散的な場合
18.2 固有値が連続の場合
19. 力学的法則
19.1 正準変数の諸性質
19.2 状態の表示および物理量の時間的変化
20. 観測の問題
20.1 観測による状態の変化
20.2 実在の問題
第6章 摂動論および衝突論
21. 摂動論
21.1 定常的方法
21.2 Stark 効果
21.3 非定常的方法
22. 衝突の理論
22.1 一般的方法
22.2 Coulomb 場による散乱
22.3 Born の方法
第7章 多体問題および輻射論
23. 多電子問題
23.1 Pauli の原理
23.2 ヘリウム原子
23.3 量子統計法
24. 対応論的輻射論
24.1 光の分散
24.2 Raman 効果および Compton 効果
25. 輻射の量子化
25.1 空洞輻射の理論
25.2 輻射と物質の相互作用
25.3 光の放出と吸収
第8章 相対論的電子論
26 Dirac の波動方程式
27. Dirac電子の諸性質
付録I. 古典力学の摘要
1. Lagrange および Hamilton の運動方程式
2. 変換理論
3. 多重周期運動
4. 衝突現象
付録II. 古典電気力学の摘要
5. 電子論の基本法則
6. 電子と輻射の相互作用
付録III. 古典統計力学および古典量子論の摘要
7. Boltzmann統計
8. 熱輻射の理論
9. 原子構造の理論
付録IV. 直交関数系
10. 固有値問題によって定義された直交関数系
10.1 球関数
10.2 Laguerre の多項式
10.3 Hermite の多項式
11. 固有関数の一般的性質
11.1 Sturm-Liouville の問題
11.2 固有値が連続である場合
付録V. ベクトル空間
12. n 次元のベクトル空間
13. Hilbert 空間
付録VI. 量子力学の参考書
付録VII. 術語一覧 (日・英・独)
あ
か
さ
た
な・は
ま・や・ら
索引
あーく
けーた
ちーひ
ふーる
れーろ