半個世紀的傳承：一本永不過時的定性物理學經典丨展卷_風聞

50年前，著名蘇聯物理學家米格達爾出版了《量子理論中的定性方法》，隨後被翻譯成英文，譯者是後來的諾貝爾獎得主安東尼·萊格特。這本書並非一般是教科書或專著，而是作者在原子物理、核物理、凝聚態物理等領域研究的“武術秘籍”，撇開繁複的數學推導，直指物理學中最核心的部分——從物理圖像出發，進行定性與半定量分析。雖然它已出版半個世紀，但其思想並未過時，依然具有重要的啓發意義。最近，這部經典的中譯本終於問世，希望能讓更多中文讀者領略這種超越公式、直擊本質的物理學思維，體會物理學家在實際工作中解決問題的方式與技巧。本文為該書譯後記（後附劉寄星先生所作中譯本序）。

《量子理論中的定性方法》（高等教育出版社）

撰文 | 姬揚

大約30年前，我在中國科學院半導體研究所讀博士研究生。那時候，趙凱華老師的《定性和半定量物理學》已經影響了我，雖然那裏面主要是一些普通物理學方面的應用；我也剛自學完《高等應用數學方法》[本德（Bender C M）、奧斯扎戈（Orszag S A）著，李家春、莊峯青、王柏懿譯，科學出版社1992年出版]，雖然那裏面更多的是經典物理特別是流體力學方面的應用。有一天，我在研究所的圖書館裏碰到了一本影印的書，也就是《量子理論中的定性方法》的英譯本Qualitative Methods in Quantum Theories，覺得它非常有趣，彷彿是把前兩本書的精神具體體現在量子物理學裏——當然，這本書的原著和英譯本都要出現得早多了，只是我遇到它的時候比較晚而已。我挺認真的學了這本書，大概能搞懂三分之二的內容吧，後來還在我的博士論文中用到了其中的WKB方法。在此過程中，我也瞭解到，作者米格達爾（A. B. Migdal，1911-1991）和英文版譯者安東尼·萊格特（Anthony J. Leggett，1938-）都是大物理學家，對基礎物理學的研究做出了卓越的貢獻。

蘇聯物理學家米達格爾

在接下來的30年裏，這本書以及剛才提到另外兩本書沒有再為我的工作提供直接的幫助，但是它們的精神一直影響着我，無論是在分析問題還是科學交流的時候，我都願意先從物理圖像出發，進行一些定性和半定量的分析，然後再深入到問題的細節裏。前幾年在《物理》雜誌上看到劉寄星老師的文章，介紹蘇聯物理學的朗道學派的工作和人物的時候，以及另外一本回憶錄《在朗道的旗幟下》（Under the Spell of Landau: When Theoretical Physics was Shaping Destinies，編者是Mikhail Shifman，由World Scientific出版公司於2013年出版，裏面有6篇關於米格達爾的文章），我又想起了這本書。我把它找出來看了看，發現它的精神仍然沒有過時，而它的內容在中文世界裏也還不是廣為人知，至少沒有得到系統性的介紹。儘管這本書的原著已經出版了50年，但是現在它仍然沒有中譯本。

這本書在出版兩三年後，就被翻譯為英文，譯者安東尼·萊格特是著名的物理學家，由於他在超流體理論研究中做出的原創性工作，獲得了2003年諾貝爾物理學獎。與他一同獲獎的維塔利·金茨堡（Vitaly L. Ginzburg，1916-2009）和阿列克謝·阿布里科索夫（Alexei A. Abrikosov，1928-2017）都是蘇聯物理學的傑出人物，與朗道學派有着密切的關係。

這本書不僅在俄語世界裏很有影響，它的英譯本在英語世界裏也很流行，先後被編入《物理學前沿》（Frontiers in Physics）和《高級經典圖書》（Advanced Book Classics）兩個叢書系列裏出版發行。在《物理學前沿》叢書的序言裏，著名物理學家大衞·派恩斯（David Pines，1924-2018）解釋了叢書出版的精神：

採用連貫一致的方式，交流物理學最興奮和最活躍的領域裏的問題，在今天似乎特別緊迫。物理學家的數量急劇增加，大大降低了人們熟悉的交流渠道的效率。某個特定領域的專家可以緊跟當前的文獻；而新手只會感到困惑。我們需要對某個領域給出一致的描述，並提出明確的“觀點”。在快速發展的領域中，正式的專著無法滿足這種需求，也許更重要的是，這種綜述文章似乎不受歡迎了。事實上，一個人越是積極地參與發展某個特定領域，他似乎就越不可能詳細地寫文章。

《物理學前沿》在幾個方面努力改善這種情況。今天，頂尖的物理學家經常在他們感興趣的特殊領域舉辦一系列講座、研討會或研究生課程。這種講座旨在總結某個迅速發展的領域的現狀，而且很可能是當時唯一連貫的敍述。通常會有關於講座的筆記（由授課人自己、研究生或博士後準備），並在有限的範圍裏以油印形式分發。《物理學前沿》系列叢書的主要目的之一就是，把這樣的筆記提供給更廣泛的物理學工作者。

需要強調的是，課堂講稿的風格和內容必然是粗糙的和非正式的；這個系列也不例外。本來就應該這樣。這個系列的目的是為物理學工作者提供新的、及時的、不那麼正式的內容，用更有效的方式來互相學習。如果只有優美的講義才合格，就迷失要點了。

出版最近非常活躍的物理學領域的文章抽印本，可以改善交流。這些文章本身就對該領域的工作者很有用。但是，如果伴隨這些文章同時有中等長度的介紹，將有助於把這些文章聯繫起來，並必然構成對該領域現狀的簡要調查，從而進一步提高抽印本的價值。同樣，為了跟上該領域的迅速發展，這種非正式的介紹是適當的。

非正式的專著介於課堂講稿和正式專著之間，為作者提供了機會來展示他對特定領域的觀點，這個領域已經發展到這樣的階段：總結肯定會很有成效，但正式的專著尚不可行或不可取。

《當代經典圖書》是當今物理教學的一種特別有價值的方法。這裏有一些處於當今許多研究的核心領域，但它們的本質現在已經得到了很好的理解，比如量子電動力學或磁共振。在這些領域中，一些最好的教學材料並不容易獲得，因為它們或者是早已絕版的論文，或者是從未發表過的講座內容。

關於這本書，他還特別介紹説：

上述文字寫於1971年8月，但今天似乎同樣適用。此外，在過去的15年裏，用於研究量子理論問題的形式方法發展得很快，初學者似乎比以往任何時候都更需要一本書強調該學科的定性方法。現在這本書就是為了滿足這種需求。長期以來，米格達爾院士一直以物理洞察力和迅速理解問題本質的能力而聞名。在這個系列的早期，他和同事弗拉基米爾·克雷諾夫（V. P. Krainov，1938-）合著了一本書，傳授如何用定性方法來推導量子力學中一些近似方法的基本結果，特別關注原子物理和核物理的問題；本書的第一部分是米格達爾和克雷諾夫那本書的修訂本。本書的第二部分把定性方法推廣到凝聚態物理、核物理和量子場論的問題，仍然強調了基礎的物理和研究的工具。

我非常高興地歡迎米格達爾教授再次為這個系列做出貢獻。正像他希望的那樣，我也認為這本書不僅為學生介紹理論物理的基本問題，還可以提醒專業物理學家，特別是那些講授研究生課程的人，量子理論中的定性方法可以給出許多深刻的見解和有用的結果。

在《高級經典圖書》叢書的前言裏，大衞·派恩斯在2000年5月介紹了這套叢書的由來：

自1961年以來，帕索斯出版社的《物理學前沿》叢書讓領先的物理學家用連貫一致的方式，交流他們對物理學最活躍和最激動人心的領域裏最新發展的看法——而不必費時費力地準備正式的評論或專著。事實上，在創立的近四十年中，這套叢書一直強調風格和內容的非正式性，以及教學上的清晰性。人們預期，隨着時間的推移，這些非正式的敍述將被更正式的出版物（教科書或專著）取代，因為它們處理的前沿課題逐漸融入物理學知識體系，而讀者的興趣則逐漸減少。但事實證明，這套叢書中有一些並非如此。許多作品一直在按需印刷，而其他作品則具有內在價值，以至於物理學界敦促我們延長其壽命。

《高級經典圖書》叢書就是為了滿足這個需求。它將保留《物理學前沿》中仍然為某個長期有趣的主題提供獨特描述的那些書。通過可觀的印刷量，這些經典著作將以比較低的成本提供給讀者。

然後是對這本書的具體介紹：

已故的米格達爾是我們這個時代的偉大的理論物理學家，他對核物理、凝聚態物理、天體物理和粒子物理做出了重大貢獻。他把敏鋭的物理洞察力與他對物理學和物理現象的深刻理解結合起來，認為學生學習量子理論比學習公式和方程的數學操作更重要。正是由於這個原因，他開發了關於量子理論中的定性方法的系列講座，這些講座包含在本書中。因為他的獨創性和對教學法的細緻關注，米格達爾的《量子理論中的定性方法》成為每個願意學習和應用量子理論的科學家的必讀書。最讓我高興的是，隨着《高級經典圖書》的出版，未來一代的科學家更容易得到它，有望從閲讀中獲益匪淺。

阿拉伯諺語説，“知識雖遠在中國，亦當求之。”

劉寄星老師認為這是一部奇書，介紹了理論物理學家們在實際工作中採用但很少有人公開傳授的“武術秘籍”。然而，在這本書的原著出版50年以後，連英譯本也出版接近50年了，中文世界裏仍然看不到它的身影。有能力的學者當然很多，但是他們也許太忙了，也許認為這本書過時了，也許認為有英文版就足夠了，所以這本書在中文世界裏仍然只是傳説。

我花了一些時間，把這本書翻譯為中文，也許會幫助一些物理系的學生。2023年11月24日，我給萊格特教授寫了一封郵件：

……我寫這封信是想問您關於《量子理論中的定性方法》這本書的一些事情，大約50年前，您把它從俄文版翻譯為英文。大約30年前，我讀了這本書，最近，我把它翻譯成了中文（藉助了您的英文版本）。我想知道您能不能介紹一下作者米格達爾教授，以及您為什麼要翻譯這本書，在翻譯的過程中有什麼遭遇。許多中國讀者都知道您是偉大的物理學家，但只有少數人知道你把這本俄語書（及其早期版本）翻譯成了英語。我們將很高興聽到關於這本書、作者和您的任何故事。……

12月11日，我收到了萊格特教授的回信：

……我不記得最初是怎麼被邀請翻譯米格達爾的書了，但我懷疑一定是通過我的論文導師德克·特哈爾（Dirk ter Haar，1919-2002），他和蘇聯物理社區有密切接觸，而且長期主持JETP{中譯者注：蘇聯的《實驗和理論物理學雜誌》（Journal of Experimental and Theoretical Physics)}的英文翻譯工作。當然，我很高興抓住這個機會，因為我覺得，至少在那個時候，這本書實際上是獨一無二的，對説英語的讀者來説非常有價值。(你可能知道，翻譯有兩個版本{中譯者注：這本書有兩個版本，第一個版本只是現在這一版的前三章內容。這兩個版本都是由萊格特教授翻譯為英文並出版。}第一個標題是“近似方法……”，給人以非常誤導的印象；我很遺憾地説，雖然這個標題可能是出版商提出的，但我似乎並沒有反對它。不管怎樣，我很高興你用了後來的版本；“定性”是俄語的直譯，更合適。)

關於翻譯的事情，我有兩個主要的回憶。一個是，俄語原文中幾乎完全沒有任何跡象表明一句話和下一句話之間的邏輯聯繫，這總是讓我感到沮喪。對於理論物理學中的俄語作品來説，這似乎相當普遍，我聽説這可能是故意試圖迷惑外國讀者；然而，我自己的懷疑是，就像這個領域的許多其他事情一樣，這是朗道的遺產。

我的另一個回憶是（我想這可能適用於早期的版本）：這本書是基於米格達爾在黑板上的授課，由弗拉基米爾·克雷諾夫轉錄的，我相信他當時是米格達爾的研究生。這個過程導致了方程中的大量錯誤，我儘自己最大的努力糾正它們；對於這樣的方程，我在翻譯版相應位置的頁邊空白處做了標記。此外我發現，一些米格達爾的短語和類比，如果直譯的話，對於英語（至少英國）讀者來説就很奇怪甚至沒有意義；比如説，為了説明扁球體和長球體之間的區別，他稱前者為“圓餅乾”（這個還行吧），稱後者為“黃瓜”（這就不合適了），跟俄羅斯不一樣的是，英國出售的大多數黃瓜根本不是球形的。同樣地，為了説明隨機遊走的概念，米格達爾舉的例子是“在一部電話被使用N次後，電線扭曲的次數是”；這對英國讀者來説沒有意義，因為在英國，當人們從供應商那裏得到電話機時，電話線已經扭曲了。{中譯者注：這裏説的是古老的有線電話機，電話筒跟電話機之間是有線連接的。在中國和在英國一樣，這個線不是直的，而是設計成卷卷的螺旋狀，在拉伸和收縮時，它都會像彈簧一樣。聽這裏的意思，俄國的連線似乎起初是直的，打電話的時候，你可能會無意中把線轉了一圈，所以，在打了N次電話以後，就會把電線轉了大約幾圈。參見本書第1.2.10節，中譯本第34頁，以及那裏的譯註。}在這樣的地方，我試圖做適當的自由翻譯，但我還是在相應的頁邊空白處做了標記。

最後，當翻譯完成以後，我把它（還有批註）交給了米格達爾審批。在返回的稿件裏，我發現他幾乎採納了我修正的每一個方程，但是對我嘗試自由翻譯的模稜兩可的文本，他卻異常粗暴，並且堅持對俄語原文進行嚴格的字面翻譯（他提供了譯文）！

無論如何，我很高興知道你已經把這本書翻譯成中文了——我相信中譯本的讀者會發現它非常有用。……

由於本人的精力和能力所限，翻譯難免有些疏漏之處，請讀者諒解。如有翻譯不當之處，請多加指正。來信請寄[email protected]。

我特別感謝萊格特教授，他的英譯本對我的幫助非常大，否則就不會有現在這個中譯本。但是，畢竟50年過去了，米格達爾教授也去世30多年了，不可能發表任何意見了，所以我在中譯本里不可避免地採用了一些自由翻譯。我也試圖學習萊格特教授的翻譯風格，但是終究不能完全做到。我們的差別最明顯地表現在“譯後記”裏，我在這裏嘮嘮叨叨地説了很多，而他在英譯本里只做了非常簡短的説明：

為了多快好省地翻譯出版，本書中的大多數公式都是直接從俄文版中影印出來的。一般來説，英語讀者可能不熟悉的符號已經做了改變，以符合英語的用法，但也有少數情況，改變符號不方便甚至不可能；最常見的有以下幾種情況。……

在翻譯過程中，我還看到了米格達爾教授的兒子小米格達爾（A. A. Migdal）的回憶文章《失樂園》（Paradise lost），中譯版由“1/137”翻譯，2023年10月15日發表於科學新媒體“返樸”（微信ID：fanpu2019）；見《理論物理學家米格達爾回憶錄：蘇聯物理學的失樂園》。我聯繫了小米格達爾教授，從他那裏瞭解了更多關於這本書和作者的事情，並且得到了他的鼓勵。對此我也表示感謝。

我還感謝劉寄星老師的支持和鼓勵，特別是感謝他為本書撰寫了“中譯本序”。

感謝中國科學院高能物理研究所邢志忠老師和周順老師的幫助。

最後，我感謝中國科學院半導體研究所多年來對我工作的支持，感謝浙江大學物理學院的支持。感謝全家人特別是妻女多年來的鼓勵、支持和幫助。

2024年 11月 7日

浙江大學紫金港校區

中譯本序

А. Б. 米格達爾是世界著名的理論物理學家，蘇聯科學院院士，理論物理學朗道學派的代表性人物，以物理洞察力和迅速理解問題本質的能力而聞名於世，在核物理、凝聚態物理、天體物理和粒子物理等方面都做出了重大貢獻。

講量子理論的書很多，但是很少有什麼書介紹量子理論研究中的定性方法。《量子理論中的定性方法》是米格達爾院士寫的一本奇書，來自他給莫斯科工程物理學院學生講授量子力學的講義。他把敏鋭的物理洞察力與自己對物理學和物理現象的深刻理解結合起來，認為學生學習量子理論比學習公式和方程的數學操作更重要。

理論物理學最吸引人的一個特點是，許多問題的解決依賴於用定性的方法猜答案，而不是用嚴格的方法推公式，但是在講課的時候，理論物理學的方法往往是高度形式化的和數學化的，讓初學者感到特別困難，更重要的是，這並不是實際科學工作中常用的建設性方法。這本書為初學者傳授解決科學問題的正確方法。與其他正規量子力學教材不同，這本書專門講述理論物理學家處理量子物理問題的各種“獨門訣竅”。這本書分為6章，分別以量綱分析和“模型”、各種類型的微擾理論、準經典近似、物理量的解析性質、多體問題中的方法、量子場論中的定性方法為題，介紹了理論物理學家們在實際工作中採用的但很少有人公開傳授的“武林秘籍”。

這本書出版於1975年，馬上就受到了國際理論物理學界的追捧，1977年就被譯為英文出版，譯者是後來的諾貝爾物理學獎獲得者萊格特（A. J. Leggett）教授，並被收入“物理學前沿” (Frontiers in Physics) 和“高級經典圖書” (Advanced Book Classics) 這兩種系列叢書。遺憾的是，這本書出版已近50年，但仍然沒有中譯本出現。最近我高興地瞭解到，中國科學院半導體研究所的姬揚研究員將這本理論物理學的奇書翻譯為中文，並尋求出版。

這本書裏有很多公式，畢竟是講述量子理論的書，不用數學是不可能的，但是這本書強調物理圖像和物理意義，使用的數學基本上只有高等數學的難度，物理系的高年級學生應該都能掌握。原著出版的時候還沒有電子排版技術（英文版直接把公式剪貼過去），而中譯本全部用LaTeX重新排版，公式和符號排版美觀，便於閲讀。

這本書自出版以來，至今仍在重印，米格達爾院士講述的研究方法歷久而彌新，不失現實的教學和研究意義。中譯本的出版發行，將會很大地幫助對量子理論感興趣的物理系高年級本科生、研究生以及從事相關工作的科研人員和教育工作者。

劉寄星

2023年6月

注：本文封面圖片來自版權圖庫，轉載使用可能引發版權糾紛。

特 別 提 示

1. 進入『返樸』微信公眾號底部菜單“精品專欄“，可查閲不同主題系列科普文章。

2. 『返樸』提供按月檢索文章功能。關注公眾號，回覆四位數組成的年份+月份，如“1903”，可獲取2019年3月的文章索引，以此類推。