在115年前的明天（1906年12月14日），美國知名化學學家馬克斯·卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克（MaxKarlErnst）首創“量子論”。
19世紀末，人們用精典數學學解釋宋體幅射實驗的時侯，出現了知名的所謂“紫外災難”。
▲“紫外災難”圖源網路
1896年，英國帝國化學技術研究所（由亥姆霍茲領導）的研究人員維恩（Wien）從熱力學角度推導入半經驗的宋體幅射公式，稱為“維恩近似”，即。但在1897年，這一公式就被兩位化學學家盧梅爾（Otto）和普林舍姆（Ernst）用精確的實驗否認：該公式僅適用于短波段，而長波段與實驗結果并不一致。不久后，美國另一位化學學家金斯（J.H.Jeans）改進了這個公式，即“瑞利-金斯公式”，即。而且美國實驗化學學家魯本斯（H.）等人通過實驗確認，該公式只在長波段比較適用，在短波段與實驗數據相距甚遠。所以，無論是“維恩近似”還是“瑞利-金斯公式”，只要當兩個公式換到不適用的頻度時，才會形成與實驗數據完全不符的現象。尤其是維恩公式在低頻段的紫外線幅射實驗中，數據差別離譜。這些奇怪的現象后被德國化學學家埃倫菲斯特（Paul）稱為“紫外災難”。
▲馬克斯·卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克
（MaxKarlErnst）
日本知名化學學家
量子熱學的重要創始人之一
1918年諾貝爾化學學獎獲得者
從1896年開始，普朗克（MaxKarlErnst）對熱幅射進行了系統的研究。他經過幾年堅苦努力，總算導入了一個和實驗相符的公式。
他于1900年10月上旬在《德國化學學會通報》上發表一篇題目是《論維恩波譜多項式的建立》的論文，第一次提出了宋體幅射公式。1906年12月14日，在美國數學學會的會議上，普朗克作了《論正常波譜中的能量分布》的報告。在這份報告中，他興奮地闡明了自己最驚人的發覺。他說，為了從理論上得出正確的幅射公式，必須假設物質幅射（或吸收）的能量不是連續地、而是一份一份地進行的，只能取某個最小數值的整數倍。他覺得，宋體幅射是一個最小的能量整數倍跳躍式的變化，這個最小單位的能量被命名為“能量子”。量子（）在拉丁文里是“分立的部份”或“數量”的意思。假如用E代表“能量子”，就可列舉公式：E=hν。其中ν是頻度，普朗克當時把h稱作基本作用量子，后來被命名為普朗克常數（其值為6.625×10-34焦耳·秒），它標志著化學學從“經典幼蟲”變成“現代蝴蝶”，后來這三天也被人們也稱量子化學學誕生的日子。
▲普朗克與愛因斯坦圖源網路
知名的普朗克公式，對化學學形成了深遠的影響，成為量子論誕生和新數學學革命宣告開始的重大時刻。也正因這一發覺，普朗克獲得了1918年諾貝爾化學學獎。同時，遭到量子理論的影響的愛因斯坦也在5年后提出了狹義相對論。在這之中，重要的光量子假說，便來自量子理論。
為記念這一重要時刻，明天世圖君為你們推薦18種世圖科技量子化學系列精典。
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本期為您推薦“量子化學”系列
（共18種）
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《現代量子熱學第2版》一書的主體部份是華裔法籍理論粒子化學學家J.J.的新作，1994年在段三復院士的推進下將其修訂出版。本書一經出版就在諸多量子熱學的教材中脫穎而出，被國外外的許多院校相當普遍地采用。
由于本書是為學過初等或高等量子力學的一年級研究生撰寫的，所以沒有提供量子熱學總論內容，但要求讀者具備一定的求解時間相關和時間無關波動多項式的能力。作為求解一維透射反射問題的必備能力，使用本書的中學生應熟悉高斯波包在無力場區域隨時間演進的知識，還應當曉得一些能量本征函數和能量本征值的通常性質。
《海森堡量子化學原理》是量子理論的一本精典專著，書中闡釋了量子理論的數學意義，非常注重于粒子圖象和波動圖象的等價性量子物理基礎公式，討論了測不準原理對統一這兩種圖象的意義和必要性，有不少內容是海森堡獨特的看法，非常是對奧斯陸學派的觀點和思想作了完整闡述。本書是這一學派的一本代表作，它對我們了解量子理論的發展歷史很有參考價值。雖然如今量子化學已有了更深入的發展，但海森堡作為量子熱學創始人在本書中所探討的一些觀點和內容，對我們加深對量子理論的理解仍有極高的價值。
《量子熱學》闡釋量子熱學的誕生、波函數與薛定諤多項式、一維定態問題、力學量用算符表示、力學量隨時間的演進與對稱性、中心力場、粒子在電磁場中的運動、表象變換與量子熱學的矩陣方式、自旋、力學量本征值的代數解法、束縛定態微擾論、量子躍遷、散射理論、其他近似方式等內容。
《量子熱學》一書作者B.C.里德是烏克蘭德克薩斯州艾爾馬大學的數學系院長，多年來仍然給學院專科低年級到高年級中學生講授波譜化學學和量子熱學等多門課程，發表論文90余篇，教學經驗十分豐富。
現今，量子熱學是一個飽含生機的學科，量子熱學及其應用構成了實驗化學學和理論化學學核心。《量子熱學》是一部可供學院大專生用的教科書，書中的理論闡述獨特巧妙，全面論述了量子熱學的各個方面，并深入介紹了紋波振蕩器、勢壘穿透、氫原子等內容。書中大量的應用實例和習題可以幫助中學生鞏固所學知識。
《量子熱學基礎》一書的作者是德國維思學院（）化學系院長R.布盧梅爾。
量子計算機是21世紀量子信息技術的革命性產物。本書是一部為大專生或研究生提供的現代量子化學學和量子熱學基礎教程。本書從光量子到量子計算機推動讀者首先步入量子熱學的誘人世界，因而深入研究了量子信息和量子估算，最后用一整章介紹了量子技術的未來。本書堪稱一本著重介紹“量子”的現代應用教科書。
目次：EPR悖論；糾纏；隱型傳態；Bell’定理；量子估算和用量子計算機破碼；光量子；波-粒子的二元性；量子熱學構架；量度；無交互作用的量度；EPR悖論；量子信息；量子估算；精典密碼學；量子因式；離子阱量子計算機；展望。
《高等量子力學第4版》探討了非相對論多粒子系統、相對論波多項式和相對論量子場論，為更深層次學習固態化學學、核化學和基本粒子化學學奠定了基礎。本書擴充和填補了作者的《量子熱學入門》一書，降低了不少新的材料并在內容上做了許多更新，在圖表的展示上也達到了格式統一，使讀者在閱讀學習時更容易理解。
本書主要分為三個部份。第一部份主要內容：非相對論多粒子系統：二次量子化；1/2旋轉費米子；波骰子；相關函數、散射和響應。第二部份主要內容：相對論波多項式：相對論波多項式及其衍生；變換和dirac多項式協殘差；軌道角動量和旋轉；勢能；foldy-變換和相對論修正；dirac多項式解的物理解釋；dirac多項式的對稱和更多性質。第三部份主要內容：相對場：相對場的量子化；自由場；放射場的量子化；互相場、量子電動熱學。
雖然量子化學思想在現代物理的許多領域發揮著重要的作用，并且針對物理家的量子熱學書卻幾乎沒有。《數學家用的量子理論》一書用物理家熟悉的語言介紹了量子熱學的主要思想。因為本書用會話的語氣來述說例如用空間法研究量子理論、一維空間的薛定諤多項式、有界無界自伴算子的譜定律、Ston-von定律、--迫近、李群和李代數目子力學中的作用等知識，所以即使是接觸化學學較少的讀者也會有較好的閱讀體驗。
《量子場論概論》是化學學的一本研究生教材，也是一本超級流行的精典專著，內容涵括相對論量子熱學、量子電動熱學和費曼圖。作者通過悉心設計的事例，說明了這種課目的技術方面，并直觀地解釋了物理背后發生的事情，因而使這門課便于理解。
本書在介紹量子電動熱學的基礎上，還討論了重正化理論及其與統計熱學的關系，并引入了重正化群。這一討論為理解基本粒子及其互相作用的化學原理，也為規范場理論的描述奠定了基礎。讀者對象：數學學專業的研究生及班主任。
《相對論量子熱學》是一部典型的教科書，構架清晰有序。每節前有簡略概述，每章有習題及其解答。全書分為3大章，前兩章闡述了Klein-和Dirac理論等，第3章討論了相對論散射過程，費曼法則等內容。
本書目次：0度載流子粒子相對論描述：Klein-等式；對稱變換；Klein-理論的單粒子解釋；Klein-理論的非相對論近似；簡單單粒子體系；1/2度載流子粒子相對論描述：Dirac多項式；對稱轉換；Dirac理論單粒子解釋；Dirac理論的非相對論近似；簡單單粒子系統。相對論散射理論：非相對論散射理論綜述；1/2載流子粒子散射；1/2旋散射過程；高階校準等。
《量子場論第1卷》《量子場論第2卷》《量子場論第3卷》作為諾貝爾化學學獎得主溫伯格院士的專著，是量子場論領域最具權威性的一本書，也是這一領域優秀的一部研究生教材。本書給出了有關量子場論系統且全面的闡述，其中的一些內容在其他同類書中未曾看見過。書中的范圍擴充到了電子量子電動熱學基本粒子化學和核化學。據悉，本書每章末尾都有習題和參考文獻。
在現代數學學中，量子場論是功能異常強悍、用途非常廣泛的理論工具。它的特征是通過大量的語文估算定量地描畫化學現象。
《量子場論》一書詳盡介紹量子場論方式，讀者只須要把握基本的量子熱學和狹義相對論的相關知識才能看懂。作者從簡單例子引出現象背后的深刻化學概念，利于讀者理解；從不同歷史時期的精典成果提到現代議程，以便讀者把握。全書層次分明，循序漸進。本書在內容編排上做了模塊化處理，每章自成系統，對必要的預備知識都做了詳盡的說明，讀者可以按照自己的興趣通讀相關的章節。
對于理論化學和粒子化學專業的研究生來說，本書是十分理想的教材，對其它相關領域的研究人員也是十分好的參考讀物。
《量子場論第2版》是一本特別好的量子場論的入門書。本書自1985年第1版出版后，廣受好評，第2版在初版的基礎上作了補充，降低了“超對稱”一章，書中給出了量子場論的概念和技巧的最新介紹。本書適用于理論化學學專業的學院生、研究生和對量子場論的研究感興趣的所有讀者。
目次：粒子化學學概要；單粒子相對論波多項式；拉格朗日敘述，對稱和規范場；正則量子化和粒子解釋；路徑積分和量子熱學；路徑積分量子化和費恩曼規則：標量場和旋量場；路徑積分量子化：規范場；自發對稱破缺和-Salam模型；重正化；場論中的拓撲課題；超對稱。
《量子場化學學》根據作者在日本蒙牛諾斯學院的講課課件編繪而成，是一部出眾的教科書。書中簡明介紹了量子場論和多體化學，注重介紹量子場論方式在匯聚態化學中應用。作者依據自己的講課經驗，將大多數中學生倍感困難的概念在本書中講解得透徹易懂，他指出數學內涵，重視不同概念之間的聯系。
本書講解簡單明了，推論詳盡，圖示清楚，便于理解。本書第一部份講解量子場論的基礎知識和相關論題，比如Klein-多項式、狄拉克多項式、費米二氧化碳、費米液體和Bose匯聚等。第二部份介紹費曼路徑積分，這既是費曼規則和Ward方程的基礎，又是理解重整化技巧和臨界現象之間內在聯系的必要手段。本書適用于理論化學、凝聚態化學和場論等專業的高年級大專生、研究生和相關專業的科研人員。
目次：離散系統；相對論標量場；微擾論；費曼規則；圈圖、幺正性和解析性；方式理論；費米子；量子電動熱學；固體中的電子；非相對論玻骰子；有限氣溫；路徑積分；泛函方式；費米子的路徑積分；格點場論；重整化群；場和重整化；大N擴張；附表：A：相對論態的歸一化；B：通常對易子；C：維數正規化；D：旋量和六分儀原理；E：不定測度；F：聲子和動量；G：量子熱學中的導數；索引。
《費恩曼圖》是一本通過費曼規則與估算的方式來學習量子場論的簡史量子物理基礎公式，旨在于幫助讀者理解現今場論的數學基礎是哪些，并揭示費曼規則的數學內涵，以及它們的適用領域。本書首先簡略回顧了愛因斯坦相對論中對場論非常重要的一些內容，之后深入講解自由粒子、相互作用場和帶載流子粒子的相對論量子熱學。其他章節包含關于重整化、有質量和無質量矢量場和幺正性的內容，最后一章則討論了量子電動熱學的論據。本書可供正在學習粒子化學學或量子場論課程的研究生使用，也可供需用到費曼圖和費曼規則的科研人員作參考書。
《從狹義相對論到費恩曼圖》一書彌補了精典量子熱學和相對量子熱學及場論之間的空白。重點述說了現代理論化學學中的對稱性作用。因而該書十分適宜于對基本粒子化學和相對論的現代發展較深層次的知識有興趣的中學生的閱讀，雖然她們不是這個研究領域的。本書不僅適宜實驗和應用化學學家閱讀外，針對未來匯聚態場論方式、加速器化學以及這些須要先進的、復雜的理論化學背景的現代技術領域的科研活動而言，還適宜這些須要了解高能化學的先進理論的工程師。
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