前言
在本书第1版出版后近3年,应清华大学出版社之邀,本书将出第2版。根据读者的反馈,以及我自己在教学中的经验教训,书中有不少细节的地方叙述过简,初学者很不容易把握,因此还有待加强和改善。
恰巧通过清华出版社的推荐,美国的Thomson Learning出版社有意出版本书的英文版。本书第2版的中文版于是就与英文版一起进行写作和修改,这样可以起到互相校正的作用。
本书第2版与第1版比较,课程的大框架没有变。但是,叙述细节以及图片有大量的增加。例如,我在重写第2章的时候,发现哈特里-福克方程与化学键的物理解释关系密切,因此必须结合哈特里-福克理论才能正确分析各种化学键结合能的量子力学来源。又比如说,在第5章中,我发现在量子化学和计算材料学中常用的能带计算方法,必须建立在密度泛函理论的基础上;因此在讨论真实能带之前,初步介绍密度泛函理论及相关的计算法就是必要的。再比如说,我发现第1版的书中原来提及的很多理论和实验是获得过诺贝尔奖的,只不过我原来没有查阅资料,忽略过去了,在第2版中,希望能更好地体现这些思想的精彩之处。
本书的写作目的是阐述固体物理诸多分支中共有的哲学基础。固体物理及其拓展的凝聚态物理,在所有的物理学知识中占有相当的比例。物理学在从宏观到微观的所有尺度上都获得了巨大的成功,固体物理学与其他物理学分支一样,都是奠基于伟大学者提出的激动人心的思想;只不过固体物理学着重研究10-10~10-2m这个重要区间内的固体的结构、电磁声光热等基本原理。显然,这个区间恰好是现代高科技工业、特别是电子工业的尺度区间。因此,固体物理学不仅是微观和宏观世界之间的桥梁,也是自然科学和现代工程学科之间的重要桥梁之一。
感谢清华大学出版社和Thomson Learning出版社的编辑,没有他们的鼓励,珠玉在前,我真的没有勇气来完成一本英文教材,并对中文原版做大幅度的修改。本书第2版相关的教学参考和习题解答也将由清华大学出版社出版,希望对新接触固体物理课的读者有所帮助。
最后我还要感谢在固体物理方面教育和影响过我的老师们,包括北京大学物理学院的秦国刚院士,他教过我本科的固体物理课程;还有美国加州大学(University of California at San Diego, UCSD)物理系我的导师Daniel P. Arovas教授、Robert C.Dynes教授、Lu J.Sham教授、Jorge Hirsch教授、Harry Suhl教授;还有本系的朱静院士和柳百新院士在研究的着眼点方面对我的影响。他们的教育和知识对我的影响是无法估价的。