费曼统计力学讲义

本书根据理查德·费曼于1961年在美国加州马利布 (Malibu) 的休斯研究实验室 (Hughes Research Laboratories) 所作的一系列讲座整理而成，内容涵盖统计力学和凝聚态物理学。

全书共11章。从配分函数出发，首先阐述了统计力学的基本原理，随后讲述了密度矩阵和路径积分方法。作为应用，详细讨论了N个粒子组成的经典系统和晶格体系。接着介绍了算符表示形式，并以此为基础，具体讨论了自旋波、极化子问题、金属中的电子气、超导和超流等凝聚态物理学的重要课题。

费曼是一位顶尖的物理学家，同时也是一名出色的教师。和费曼的其他讲义一样，本书有着非常鲜明的“费曼风格”，注重物理思维，对一些难以理解的概念都有着独到而清晰的阐述，反映出费曼对于这一领域的深刻思考和深邃洞察力。本书对于统计力学的教与学两方面均有极高的参考价值，具备统计力学基础知识的学...

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本书根据理查德·费曼于1961年在美国加州马利布 (Malibu) 的休斯研究实验室 (Hughes Research Laboratories) 所作的一系列讲座整理而成，内容涵盖统计力学和凝聚态物理学。

全书共11章。从配分函数出发，首先阐述了统计力学的基本原理，随后讲述了密度矩阵和路径积分方法。作为应用，详细讨论了N个粒子组成的经典系统和晶格体系。接着介绍了算符表示形式，并以此为基础，具体讨论了自旋波、极化子问题、金属中的电子气、超导和超流等凝聚态物理学的重要课题。

费曼是一位顶尖的物理学家，同时也是一名出色的教师。和费曼的其他讲义一样，本书有着非常鲜明的“费曼风格”，注重物理思维，对一些难以理解的概念都有着独到而清晰的阐述，反映出费曼对于这一领域的深刻思考和深邃洞察力。本书对于统计力学的教与学两方面均有极高的参考价值，具备统计力学基础知识的学生可利用本书更为深入地探索这一领域，此外本书亦可供相关专业科研人员和教师参考。

理查德·菲利浦斯·费曼（Richard Phillips Feynman, 1918－1988），著名美国物理学家，加州理工学院物理系教授，诺贝尔物理学奖得主。

1918年5月11日，费曼出生于纽约市皇后区。童年时，费曼接受了来自父亲的科学启蒙教育，父亲所启发的思考方式影响了费曼的一生。高中毕业后进入麻省理工学院学习，并于1939年获得学士学位。随后进入普林斯顿大学念研究生，师从约翰·惠勒，1942年获得理论物理学博士学位。1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室，参与了曼哈顿计划。1945年费曼开始在康奈尔大学任教，1951年转入加州理工学院。在加州理工学院期间，因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。1963年出版《费曼物理学讲义》。1965年，费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格（Julian Schwinger）、朝永振一郎共同获得诺贝尔...

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理查德·菲利浦斯·费曼（Richard Phillips Feynman, 1918－1988），著名美国物理学家，加州理工学院物理系教授，诺贝尔物理学奖得主。

1918年5月11日，费曼出生于纽约市皇后区。童年时，费曼接受了来自父亲的科学启蒙教育，父亲所启发的思考方式影响了费曼的一生。高中毕业后进入麻省理工学院学习，并于1939年获得学士学位。随后进入普林斯顿大学念研究生，师从约翰·惠勒，1942年获得理论物理学博士学位。1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室，参与了曼哈顿计划。1945年费曼开始在康奈尔大学任教，1951年转入加州理工学院。在加州理工学院期间，因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。1963年出版《费曼物理学讲义》。1965年，费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格（Julian Schwinger）、朝永振一郎共同获得诺贝尔物理学奖。1972年获得奥斯特教学奖章。1986年，费曼受邀调查挑战者号航天飞机失事事件。1988年2月15日，费曼因癌症于加州洛杉矶与世长辞。

在学生时期，费曼就表现出了不凡的研究能力。他的大学毕业论文题目是《分子中的力》，在这篇论文中，他提出了后来所称的费曼–海尔曼定理。在整个科研生涯中，费曼在物理学的多个领域均有建树。其最大的学术成就在于量子电动力学，这方面的研究使他获得了诺贝尔奖。他在这一领域做出了两项重大贡献：一是路径积分形式，这种形式从经典力学中的最小作用量原理延伸出来，通过“对历史求和”来处理量子力学问题，这是有别于薛定谔的波动力学及海森伯的矩阵力学的第三种量子力学形式；二是费曼图，这一工具大大简化了量子场论的计算。费曼的研究工作还包括：低温下液氦的超流动性理论；弱相互作用的V-A理论；强相互作用的部分子理论等。

费曼不仅是一位顶尖的科学家，同时也是一名优秀的教师。费曼非常热爱教学工作，他曾写道：“我不相信，如果不教书我还能过得下去……教学和学生使我的生命得以延续。如果有人给我创造一个很好的环境，但是我不能教学的话，那我永远不会接受它，永远不会。” 20世纪60年代初，美国一些理工科大学鉴于当时的大学基础物理教学与现代科学技术的发展不相适应，纷纷试行教学改革。在这个背景下，费曼参与了加州理工大学基础物理的改革尝试。他从1961年9月到1963年5月，作了跨越两个学年的有关基础物理学的系列讲演。他的演讲经过莱顿（Robert B. Leighton）和桑兹（Matthew Sands）的整理以后，出版了一套《费曼物理学讲义》。《科学美国人》这样赞誉这套书：“尽管这套教材深奥难懂，但是它的内容丰富而且富有启发性……它已经成为讲师、教授和低年级优秀学生的学习指南。”除了《费曼物理学讲义》之外，费曼还有许多优秀的著述，包括：《量子力学与路径积分》《量子电动力学讲义》《基础过程理论讲义》《统计力学讲义》《光子–强子相互作用》《引力学讲义》《计算讲义》等。这些书无不有鲜明的“费曼风格”，即对基本概念、定理和定律的讲解生动清晰、通俗易懂，而且特别注重从物理上作出深刻的叙述，反映了费曼自己以及其他在前沿研究领域工作的物理学家所通常采用的分析和处理方法。无论对于学生还是教师，这些书都有着极大的参考价值。

费曼的一生多彩多姿，他不仅对理论物理学做出了巨大贡献，同时还是一位探险者、鼓手、艺术家和玛雅文专家。可以用这样一句话来总结描述费曼：一位独辟蹊径的思考者，超乎寻常的教师，尽善尽美的演员，一个热爱生活和自然的人。

译者前言
致谢
第1章 统计力学简介
1.1 配分函数
1.2 线性谐振子
1.3 黑体辐射
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译者前言
致谢
第1章 统计力学简介
1.1 配分函数
1.2 线性谐振子
1.3 黑体辐射
1.4 固体中的振动
1.5 晶体的比热
1.6 穆斯堡尔效应
1.7 多粒子系统的量子统计
1.8 积分运算
1.9 理想玻色–爱因斯坦气体
1.10 费米–狄拉克气体
第2章 密度矩阵
2.1 密度矩阵简介
2.2 密度矩阵的其它性质
2.3 统计力学中的密度矩阵
2.4 一维自由粒子的密度矩阵
2.5 线性谐振子
2.6 非谐振子
2.7 维格纳函数
2.8 N粒子的对称化密度矩阵
2.9 子密度矩阵
2.10 密度矩阵的微扰展式
2.11 证明F ≤ F_0 +〈H-H_0〉_0
第3章 路径积分
3.1 密度矩阵的路径积分表述形式
3.2 路径积分的计算
3.3 路径积分的微扰展式
3.4 路径积分的变分原理
3.5 变分定理应用
第4章 N粒子经典系统
4.1 简介
4.2 第二位力系数
4.3 迈耶集团展式
4.4 径向分布函数
4.5 热力学函数
4.6 n_2的玻恩–格林方程
4.7 一维气体
4.8 作用势形式为e^(-|x|)的一维气体
4.9 对凝聚问题的简单讨论
第5章 有序无序理论
5.1 简介
5.2 一维系统的有序无序
5.3 用于二维系统的近似方法
5.4 昂萨格问题
5.5 各种评述
第6章 产生和湮灭算符
6.1 一个简单的数学问题
6.2 线性谐振子
6.3 非谐振子
6.4 谐振子系统
6.5 声子
6.6 场量子化
6.7 不可分辨粒子系统
6.8 哈密顿算符和其他算符
6.9 费米子系统的基态
6.10 声子－电子系统的哈密顿量
6.11 光子－电子相互作用
6.12 费曼图
第7章 自旋波
7.1 自旋－自旋相互作用
7.2 泡利自旋代数
7.3 晶格中的自旋波
7.4 自旋波的半经典诠释
7.5 两列自旋波
7.6 两列自旋波（严格计算）
7.7 两列自旋波的散射
7.8 非正交性
7.9 算符方法
7.10 用谐振子模拟自旋波散射
第8章 极化子问题
8.1 简介
8.2 用微扰论处理极化子问题
8.3 变分处理概述
8.4 变分处理
8.5 有效质量
第9章 金属中的电子气
9.1 简介：态函数φ
9.2 声波
9.3 计算P(R)
9.4 关联能量
9.5 等离子体振荡
9.6 无规相位近似
9.7 变分法
9.8 关联能量和费曼图
9.9 高阶微扰
第10章 超导
10.1 实验结果和早期理论
10.2 设定哈密顿量
10.3 一个有用的定理
10.4 超导体的基态
10.5 超导体的基态（续）
10.6 激发
10.7 有限温度
10.8 配对态和能隙的实际检测
10.9 含流超导
10.10 流与场
10.11 有限温度下的电流
10.12 另一种观点
第11章 超流
11.1 简介：相变的性质
11.2 超流——早期方法
11.3 波函数的直观推导：基态
11.4 声子和旋子
11.5 旋子
11.6 临界速度
11.7 超流体的无旋流动
11.8 超流体的旋转
11.9 涡线的产生原因
11.10 液氦中的λ相变
· · · · · · (收起)