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导语

集智学园联合新加坡国立大学贾治安老师共同开设了,帮助复杂系统跨学科领域学习者、研究者系统掌握量子场论的核心概念和基本方法,以及其在高能物理和凝聚态物理中的典型应用。同时,课程还将探讨量子场论的前沿与跨学科课题,例如量子反常、拓扑场论和广义对称性,以及量子场论在神经网络、量子计算等方向的应用,来拓展学术视野。

作为系列课程的第四讲,贾治安老师将以「量子力学路径积分表述及路径积分在复杂系统中的应用」为题,讲解路径积分表述以及在谐振子中的解,与二次量子化进行对比。正式分享将于3月18日(周三)19:00-21:00进行。

主题:量子力学路径积分表述及路径积分在复杂系统中的应用

课程目标

掌握路径积分的基本思想与计算技巧,理解传播子的物理意义,为场论的路径积分量子化建立基础。

课程要点

  • 传播子与跃迁振幅

-定义:

-物理意义:从 (xi,ti) 传播到 (xf,tf) 的概率振幅

-自由粒子传播子的显式表达式

-Schrödinger 方程的 Green 函数诠释

  • Feynman 路径积分的建立

-时间切片与完备性插入

-从算符形式到路径积分:

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-作用量的中心地位

-“对所有路径求和”的物理图像

  • 经典极限与驻相近似

- 时的经典轨道

-最小作用量原理的量子起源

-半经典近似(WKB 联系)

  • 高斯路径积分

-自由粒子的严格计算

-二次型作用量的一般处理

-高斯积分公式与泛函行列式

  • 谐振子的路径积分解

-作用量:

-传播子的显式结果

-与算符方法的对比

-配分函数与有限温度推广

  • 路径积分的优势

-对称性的 manifest 实现

-便于推广到场论(连续无穷自由度)

-与统计力学的联系(虚时间)

  • 拓展应用(选讲)

-复杂系统中的路径积分

-Monte Carlo 模拟基础

练习

  • 推导自由粒子传播子的显式表达式

  • 利用路径积分计算一维方势垒的透射系数

  • 证明路径积分满足组合性质:

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  • 推导谐振子的配分函数

本讲与后续内容的联系

路径积分方法将在标量场论、费米场论和规范场论中得到系统应用,是现代量子场论的核心工具之一

系列课程推荐教材

  • Tom Lancaster & Stephen J. Blundell, Quantum Field Theory for the Gifted Amateur(Oxford University Press, 2014).

  • Anthony Zee, Quantum Field Theory in a Nutshell (Princeton University Press,2010).

  • Michael E. Peskin & Daniel V. Schroeder., An Introduction to Quantum Field Theory(Addison-Wesley, 1995).

  • Matthew D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model (CambridgeUniversity Press, 2013).

  • Mark Srednicki, Quantum Field Theory (Cambridge University Press, 2007).

  • Steven Weinberg, The Quantum Theory of Fields, Vols. I, II, III (Cambridge UniversityPress, 1995–2000).

  • Lewis H. Ryder, Quantum Field Theory, 2nd ed. (Cambridge University Press, 1sted, 1996).

  • Pierre Ramond, Field Theory: A Modern Primer, 2nd ed. (Avalon Publishing 1997).

课程信息

课程主题:量子力学路径积分表述及路径积分在复杂系统中的应用

课程时间:2026年3月18日(周三) 19:00-21:00

课程形式:腾讯会议(会议信息见群内通知);集智学园网站录播(3个工作日内上线)

课程主讲人

贾治安(知乎:@也疏寒),个人网站:tqfter.github.io,中南大学物理学院量子物理研究所特聘副教授,前新加坡国立大学Research Fellow。主要从事数学物理与理论物理领域研究,聚焦量子代数在量子场论、量子物态、量子信息与量子计算中的具体应用。近年研究重点为拓扑场论及其晶格实现(拓扑序),并围绕场论与晶格框架下的广义对称性开展研究。同时,贾老师对高能物理、量子物质与量子信息科学的交叉和融合抱有浓厚兴趣,尤其致力于运用量子信息方法研究量子场论与凝聚态体系。

课程适用对象

  1. 对高等数学和量子力学有一定了解的本科生、研究生、高校教师研究员与爱好者

  2. 对量子世界的复杂性感兴趣的跨学科学习者

  3. 希望在复杂科学领域迁移应用量子场论内容的研究者

  4. 对逻辑、抽象思维和系统思维有兴趣的公众学习者

报名须知

  1. 课程形式:腾讯会议直播,集智学园网站录播。本系列课程仅首节免费直播。

  2. 课程周期:2026年2月11日-2026年5月6日,每周三晚19点-21点进行。

  3. 课程定价:999元。

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课程链接:https://campus.swarma.org/v3/course/5681?from=wechat

付费流程:

  1. 课程页面添加学员登记表,添加助教微信入群;

  2. 课程可开发票。

课程共创任务:课程字幕

为鼓励学员深度参与、积极探索,我们致力于形成系列化知识传播成果,并构建课程知识共建社群。为此,我们特别设立激励机制,让您的学习之旅满载收获与成就感。

课程以老师讲授为主,每期结束后,助教会于课程群内发布字幕共创任务。学员通过参与这些任务,不仅能加深对内容的理解,还可获得积分奖励。积分可兑换其他读书会课程或实物奖品,助力您的持续成长。

后记

跨学科集智创新基金:

招募顶尖讲师,生产高质内容

集智学园始终在围绕复杂科学、人工智能搭建知识体系。我们深知,唯有根深方能叶茂。因此,在追逐前沿的同时,在最近3个月中,我们推出了拓扑学、线性代数、统计物理等硬核基础课程,为社区学习者夯实关键根基。

量子场论是前沿,也是核心基础,它代表人类对自然界基本规律理解的最深刻理论。其中重整化群、费曼图等在复杂系统、人工智能研究中的重要方法,其实也都来源于此。

但是要讲好量子场论门槛极高,既懂其物理深意又能关联复杂系统的学者凤毛麟角;且作为一门超硬核的基础理论,其商业回报的不确定性往往让普通课程开发望而却步。

但难做的事,往往才更有价值。为了填补这块关键的认知拼图,集智学园创始人张江教授特别设立了“”,来悬赏招募优秀讲师,确保社区成员获得高质量内容。经过一系列的试讲与筛选,我们与新加坡国立大学Research Fellow贾治安老师达成合作,让这门来之不易的课程得以诞生。