麻省理工学院理论物理专业教材评价与研究

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1、麻省理工学院理论物理专业教材评介与分析张立彬（南开大学外国教材中心；天津300071）朱美玲（南开大学物理科学学院；天津300071）[内容摘要]通过对麻省理工学院理论物理专业所用五本教材的评介与分析，认为国内编写同类教材时，新编教材应注意问题新颖，习题难度适中；风格多样，增加阅读趣味；资料丰富，文献经典广泛；材料适当，扩展学生知识；及时更新，增加实效内容；因材施教，满足各种需求；图形描述，发挥图表功能等。[关键词]国外教材；理论物理；粒子与核子；量子信息；量子计算；超弦理论；量子力学；现代量子力学

2、引言教材是体现教学理念、教学内容和教学方法的载体，在深化课程教学改革、全面推进素质教育，提高人才培养质量方面发挥着重要作用。为进一步吸收、借鉴国外优秀的经典教材，提高国内教材建设的水平，为国家培养出急需的拔尖创新人才，本文对国外一流大学——麻省理工学院理论物理专业所用的五本经典教材进行了评介与分析。本文选定的五本经典教材分别是：德国物理学家BogdanPovh、KlausRith、ChristophScholz和FrankZetsche等教授联合撰写，2006年由Springer出版社出版的《Par

3、ticlesandNuclei》（第五版）；美国加州理工学院的MichaelA.Nielsen教授和麻省理工学院的IsaacL.Chuang教授合著，2000年由英国剑桥大学出版社出版的《QuantumComputationandQuantumInformation》（量子计算与量子信息）；麻省理工学院BartonZwiebach教授撰写，2004年由英国剑桥大学出版社出版的《AFirstCourseinStringTheory》（超弦理论基础）；诺贝尔奖得主、法籍物理学家ClaudeCohen-T

4、annoudji教授撰写，1977年由Hermann出版社出版的《QuantumMechanics》（量子力学·第一册）；美籍日裔著名理论物理学家J.J.Sakurai的遗作，1994年由Addison-Wesleypublishers出版的《ModernQuantumMechanics》（现代量子力学·修订版）一、《ParticlesandNuclei》（第五版）评介《ParticlesandNuclei》（粒子与核子·第五版）是由德国物理学家BogdanPovh、KlausRith、Christ

5、ophScholz和FrankZetsche等教授联合编写而成，1995年出版第一版，此后又于1999年出版第二版；2002年出版第三版；2004年出版第四版，本书是第五版，2006年由Springer出版社出版。本版主要的修改是增加了中微子振荡和无中微子双β衰变等最新实验进展介绍。[1]BogdanPovh教授是著名的德国物理学家，从事粒子物理的研究工作，写了几十本关于粒子物理的书，对粒子物理以至于对理论物理的研究工作都具有很大贡献，是粒子物理方面的知名权威专家；同时，KlausRith、Chri

6、stophScholz和FrankZetsche也是德国著名的物理学家，正是因为有这么多著名专家一起编写了这本书且进行了多次修改才使得这本书成为初步认识粒子和核子方面的一流教科书。1.1内容简介《ParticlesandNuclei》（粒子与核子·第五版）这本书涵盖了主修物理学的大学生所必备的粒子与原子核领域的基本知识。本书的重点是强调基本的物理概念。其中也介绍了许多相关的实验，但不拘泥于实验细节，随着实验和理论物理的进展，原子核、中子以及夸克这些微观粒子在上世纪已经被充分研究。世界是由这些组分构成

7、的，这些物质组分间的强相互作用即所谓的“标准模型”的观点，虽然颇具吸引力，但是还未经证实，但10一旦我们接受这个基本观点，立刻面临的问题是：由于大系统中多体相互作用的复杂性，反映基本粒子间相互作用的基本定律也无法起作用，那么我们周围复杂的结构究竟是如何由它们构成的，鉴于此，本书的宗旨是对核与粒子物理作一明确的描述。本书第一部分，分析献身于解开事情的基础：这个部分显示用于揭露原子核和核子的基础性实验有一个相似的概念性基础，并且在少量初步组分和基本的相互作用之外揭示全部事实。第二部分，综合：显示基本粒子

8、可能怎样被结合，构成强子和原子核。书中习题并不复杂，目的在于考虑学生对于粒子和核物理基本概念的掌握。这本基于海森堡大学授课教案编写的教材已被译为多种语言，成为本科高年级学生及研究生的标准参考书。《粒子与核子·第五版》这本书分两个部分，共二十章。第一章是简短的导言，第一部分是分析，把复杂的物质一步一步的剖析成有基本的组分和基本的相互作用组成，包括第2到第12章：第二章是整体性质；第三章是核的稳定性；第四章是散射；第五章是核的几何形状；第六章核子的弹性散射；第七章是无弹性