摘要:除了这一本书,在1985—1986年,于敏先生在北京九所研究生部为首届研究生和科研人员开设“量子光学”课程。课程结束后,他还留下了一份完整而严谨的手稿——《量子光学讲义》。
你知道“夏蓉”是谁吗?
本文所说的夏蓉,绝不是你身边的那个“夏蓉”。
但这并不奇怪,因为很多人都不知道。这里能为你提供的线索,是关于一本书。
1961年,我国第一部原子核理论专著——《原子核理论讲义》出版。
这本教材的作者,就是夏蓉。奇怪的是,当初在教育圈、出版圈,谁也没听说过这本书的作者:夏蓉。
在之后长达半个世纪的时间里,这一直是个谜一样的名字。直到2014年,这本讲义再版时,作者的身份才被首次披露。
原来,这本教材的作者,是理论物理学家杨立铭,和被称为“中国氢弹之父”的于敏。
“中国氢弹之父”于敏。
除了这一本书,在1985—1986年,于敏先生在北京九所研究生部为首届研究生和科研人员开设“量子光学”课程。课程结束后,他还留下了一份完整而严谨的手稿——《量子光学讲义》。
在随后的近40年里,这份讲义被封存于时代深处的光,一直静静地躺在档案之中。直到研究所史馆建设、研究生院梳理教材的过程中,人们才重新发现了它:一部由于敏亲手写下,却从未正式问世的珍贵文本。
如今这本书终于全本面世。本书由孙昌璞院士等作序。下面是《量子光学讲义》一书的“序言”。
序言
于敏院士是我国著名的理论物理学家, ”两弹一星" 元勋, 他为我国核武器理论研究和国防高技术发展做出了卓越贡献。 特别是在氢弹研制中, 他解决了一系列热核武器物理的重要基础问题, 并开创性地提出了从原理到构型的完整设想, 为氢弹的突破做出了重大贡献。 1985—1986 年, 于敏先生在北京九所研究生部(2006 年更名为中国工程物理研究院(下称中物院) 研究生部, 2015 年升级为中国工程物理研究院研究生院) 为首届研究生和科研人员开设了“量子光学" 课程, 并形成了完整的讲义。 在北京应用物理与计算数学研究所所史馆建设和研究生院为纪念中物院研究生教育40 周年梳理教材的过程中, 我们发现了这本撰写于近40 年前的珍贵的《量子光学讲义》。
当时中物院研究生教育刚刚起步, 而量子光学作为一个学科还没有完全成熟,世界上也没有几本标准的量子光学教科书。 直到二十世纪九十年代初期, 量子光学才逐渐发展为一个完全成熟的学科。 随后, 由于量子信息科技的大规模发展, 量子光学作为其基础学科, 才成为一个”显学"。 于敏先生作为一位核武器专家, 如此前瞻性地开设这样一门科学前沿的基础课程, 并形成了知识系统几近完备、颇具特色的《量子光学讲义》, 实在令人惊叹。
众所周知, 1984 年前后, 美国启动了俗称\星球大战计划" 的”战略防御" 计划。 美国希望通过新的尖端科技, 对打击美国本土的苏联弹道导弹进行态势感知和拦截摧毁, 从而取得战略优势。 为了实现这个目标, 美国在适量保证核武器战略平衡的基础上, 大力发展可以同时胜任防御和突防双重作用的定向能武器(Directed-Energy Weapon), 当时自由电子激光和X 射线激光被认为是该领域的潜在候选者。另一方面, 二十世纪七八十年代, 美苏两国经历长时间的核军备竞赛, 已经完全掌握了核武器全链条工程技术的实验数据, 全面禁止核试验迫在眉睫。 禁核试后, 如何继续推进核武器发展和保持战略装备长期有效, 给科学技术带来了新的挑战。 利用强激光进行惯性约束核聚变, 不仅可以用来模拟武器的特定动作过程, 而且可能实现新的可控聚变能源。 无论是在对自由电子激光和X 射线激光的科学探索中, 还是在惯性约束核聚变的工程技术发展中, 光与物质相互作用的研究是实现这些工程技术的关键所在。 而在二十世纪七八十年代后才发展成熟起来的量子光学, 正是研究光与物质相互作用的基础学科。 于敏先生进行量子光学的教学恰逢其时, 前瞻性、基础性和国家需求导向性十分明显。
该讲义是他人(具体是谁今天已经难以考证了) 当时根据于敏先生的系列讲课过程整理而成的, 但讲义内容精炼前瞻, 逻辑推理严谨, 物理概念清晰, 科学见解独到, 很能体现于敏先生做学问的个人风格和特色。 现在我们整理并出版这本讲义, 不仅是为了缅怀和记录于敏先生教书育人的重要贡献, 还因为其内容对今天的教学和科研依然具有重要的参考价值。 在整理这本讲义的过程中, 我们发现, 该讲义的内容很多来自原始论文, 而不是从书本到书本, 人云亦云。 在逻辑阐述和科学论证方面, 充分展现了于敏先生授课的独特魅力和学术造诣: “强调物理图像", 以简洁清晰的方式直击问题本质;“知其然更要知其所以然", 仔细推导物理概念和物理公式;”善于抓主要矛盾", 掌握关键难点问题, 使听者能以最短的路径进入量子光学的科学研究。 把原始论文的内容组织成教学素材, 使得听者易于接受, 于敏先生显然花了不少工夫和心思。 对于于敏先生讲课, 很多接触过他的人都有这样的感受: ”听于先生讲课是一种享受。"
于敏先生讲授量子光学, 是研究性教学的实际行动, 使得本讲义特色颇多。 例如, 讲解高斯(Gauss) 光场时用了与热导方程的类比, 讲解相干态时强调特殊波包不扩散的物理特性, 讨论相干原子态时, 应用群论杨图的方法给出了各类对称性的完整分类; 而分析超辐射时几乎给出了当前研究最前沿的准自旋波态——时间-狄克(Dicke) 态; 该讲义对量子开放系统(本书称为开式系统) 的各种处理方法有系统性的讨论, 从海森伯(Heisenberg) 表象中的朗之万(Langevin) 方程, 到薛定谔( Schrödinger) 表象中的密度矩阵方法, 乃至福克尔-普朗克(Fokker-Planck) 方程。
作为应用, 该讲义分别讨论半经典和全量子的激光理论, 特别强调它们各自的应用范围和方便性, 并讨论了多模竞争锁模的基本原理。 第六章是很有特色的一章, 主要讨论相干光波包在介质中的传播, 并特别指出群速度可以超光速, 这在20 年后的实验中才得以发现。 从特色鲜明、选材得当和讲解精辟等方面看, 于敏先生的讲义都可以与当前国内外优秀的量子光学教材相媲美!
当然, 由于本讲义的成稿时间较早, 为了便于阅读, 并保证知识体系、讲授逻辑等方面的完整性, 由孙昌璞撰写了全书的导读, 并与整理者一道适量增加了附录内容, 以帮助读者更好地理解和掌握于敏先生《量子光学讲义》的内容, 全面了解量子光学的发展。 由于第八章“光之相干性" 已经遗失, 为了讲义知识体系的完备, 孙昌璞、岳鑫和易淼淼根据上下文, 以及于敏先生讲义的风格补写了这一部分。
孙昌璞全面负责本讲义的整理工作。 各章节的具体整理人分别是乔国健(第一章, 以及第四、六章附录), 崔廉相(第二章), 许康(第三章及其附录), 袁红(第四章), 翟若迅(第五章, 以及第一、五章附录), 李韬(第六章), 张智磊(第七章, 以及第二章附录)。 他们和易淼淼重新推导了于敏先生《量子光学讲义》的全部内容, 并补充了必要的文字。 翟若迅和崔廉相负责全书的绘图工作。 孙昌璞负责全部的审读验算工作, 乔国健协助完成了相关内容的修改。 王建国、傅立斌、单剑辉、平婧、董琳琳和王川西为本书的出版做了大量的具体协调工作。 王川西参与了文字审读工作。
对于他们的诸多付出, 我们表示由衷的感谢。 最后, 感谢于敏先生的家人(于辛、于元), 他们慷慨应允、信任我们整理出版该讲义。
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观点资料来源:人民日报
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来源:北京大学出版社一点号