无锡祟德堂后裔凌瑞良教授的物理学著作

自序

    去年七月五日笔者从校行政管理部门回到阔别多年的物理系讲台，重新开始自己的教学、科研生活。通过一年的蕴酿努力，笔者与冯金福博士合写了一本掘著，取名为《熵、量子与介观量子现象》，现有科学出版社正式出版，很是欣慰。因为能在科学出版社出版自己的专著，是笔者梦寐以求的事。

按常规，出版著作都会请一些大家名人为自己的书肯定几句，美言两声，并由此称之为序或前言。遗憾的是笔者和冯博士都是农家子弟，平时又不善于人际往来，广交朋友，故只能先由笔者向读者说上几句，以作自序。

本书作者之一冯金福博士从南京大学博士毕业后，重新回到自己的母校工作。一次，他曾跟笔者谈起，说：“咱们三个（笔者、他和他在南大攻读博士学位的钱斌学生）有机会最好一起合写一篇论文，以作纪念。”笔者当场欣然答应，但至今尚未实现。过不久，笔者又向冯博士提出自己愿与他合作出本学术专著，以作永久性纪念的想法。冯博士亦欣然答应，且很快进行讨论并进入实质性运作。

书稿写成后，关于书稿的名称亦通过一翻仔细推敲与琢磨，初名为《熵、量子与介观物理学研究》，后又试了五个类近的名称，最后还是定名为《熵、量子与介观量子现象》。正如苏州大学原研究生部主任凌演生教授在对本书作推荐时说：“该书是凌瑞良、冯金福教授结合多年教学与科研经验所写的一部涉及统计物理、量子物理与介观物理的专著。其中非平衡态中的熵、阻尼谐振子、铁电体、介观电路、量子点的电输运等，作者都曾做过研究，专著中包括了他们的研究成果。因为这是多领域交界范围内的一部专著，所以至少对量子力学课程的教学有参考价值。贵社（指科学出版社）如果出版该书，对于高等学校相关课程的教学与研究是有帮助的。”

纵观全书，读者不难发现，本书确是一本融理论、方法与应用为一体的学术专著。它涉及平衡与非平衡态中的熵、各种阻尼谐振子的量子力学处理、非统计量子力学中的双波函数理论、线性介观电路、铁电薄膜的表面效应以及量子点和DNA的量子输运特性。应该说这些内容目前仍然都是物理学中较前沿较活跃的部分。

书中第一部分属热力学统计物理范畴。早在上世纪八十年代中期至九十年代末，笔者在诺贝尔奖获得者普里戈金的学生清华大学李如生教授的帮助下，认真研读了他的《非平衡态热力学和耗散结构》专著，对热力学第二定律、平衡态中的熵、线性非平衡态中的熵流与熵产生、熵概念泛化中的最大信息熵作了系统研究，并取得相应成果。这些成果，它们已集中反映在本书的第一部分。

书中第二部分属量子力学范畴，是线性谐振子量子力学处理的拓展和延伸。主要采用正则变换技巧和大物理学家费曼的路径积分方法、Lewis量子不变量方法，研究了各种阻尼谐振子的量子运动规律。考虑到这部分内容本身是纯理论性的，故写作时力求理论推导严密但不冗长，结论正确、方法可取。至于非统计量子力学的双波函数理论，在上世纪末，国内外物理刊物有多篇论文发表，笔者也曾有兴趣在获取双波函数理论创世人北京大学黄湘友教授的专著《量子力学新探》赠书后作过一段时间的研究。根据“百花齐放、百家争鸣”的学术发展原则，书中也涉及了该方面的内容，应该说颇有意义。

书中第三部分乃是介观电路，是在阻尼谐振子量子力学处理研究成果基础上的一种自然推广。笔者采用机电模拟方法，直接研究了几种常见的介观电路，给出了介观电路的量子力学规律及现象，找到了介观电路量子噪声的量子本质。

书中第四部分属铁电体物理学范畴。笔者应用Ising模型，通过数值计算研究了铁电薄膜的居里温度及其表面效应。其成果已得到国内外同行专家认可。这里要特别说明的是，笔者于1998年2月至1999年2月有幸来到南京大学物理系师从尹真教授做国内访问学者，研究的主要方向就是铁电体物理学。访问期，阅读的文献除国际刊物论文外，主要就是山东大学钟维烈教授的《铁电体物理学》专著。在尹老师的指导下，做了点工作，但成绩不大。现作为自己的科研总结，该方面的研究成果亦放入本书第四部分，但总觉内容单薄。为了便于读者阅读、理解，该部分第一小节直接采用钟教授专著中膺自旋系统的模型哈密顿量及其静态性质一节。为此，笔者特向钟维烈教授表示由衷的敬意和诚挚的谢忱。

书中最后一部分涉及量子点和DNA的量子输运特性。该部分主要内容是冯金福博士的早期研究成果，其中相当部分已先后在phys. Rev.B、Phys .Rev.E等国际权威刊物公开发表。

成书时，考虑到系统性，作为一种理论铺垫，本书第二章中的§2.6、§2.7两小节内容直接选用黄湘友专著《量子力学新探》相关内容，在此，笔者同样对黄先生表示由衷的谢忱。在第三章开头介绍线性谐振子能量本征值及本征函数精确求解的多种方法时，被参考的文献与作者虽已在参考文献标记中注明，但在这里，笔者还得再一次对被参考的书和论文的作者，特别是“线性谐振子薛定谔方程的简单递推法”的作者王肇庆等同志作最诚挚谢意。

本书初稿完成后，曾先后敬请苏州大学研究生部首任主任凌寅生教授，本校徐烨教授审阅并提出宝贵意见。值此机会表示感谢。

本书能得到科学出版社的肯定，并准予出版，是笔者一生莫大荣幸。为此，对科学出版社的各级领导，特别是刘凤娟编辑的热情接待和为本书出版所付出的辛勤劳动，笔者谨借此机会向他（她）们一并表示衷心感谢。

最后要感谢的是张竹繁副院长。因为本书的出版既得到张院长的热情鼓励，又得到张院长直接关心下的学校资助。

爱因斯坦曾说：“对于一个毕生努力追求一点真理的人来说，如果他看到有别人真正理解并欣赏自己的工作，那就是最美的回报了。”希望本书的出版正如凌寅生教授所说：“至少对高等学校的量子力学等相关课程的教学与研究有所帮助。”由于作者水平有限，书中缺点和错误在所难免，恳请广大读者批评指正。

                                                                    凌瑞良

2007年10月1日

于尚湖烟雨风景带高知楼