群论和量子力学中的对称性

朱洪元（1917-1992），著名的理论物理学家、教育家，1939年毕业于上海同济大学，1948年获英国曼彻斯特大学哲学博士学位。曾先后任中国科学院近代物理研究所研究员、原子能研究所理论研究室主任、苏联杜布纳联合核子研究所高级研究员、中国科学院离能物理研究所研究员、理论物理研究室主任、副所长、学术委员会主任等职，并兼任中国科学技术大学教授、理论物理专业主任，近代物理系主任。1980年当选中国科学院院士（当时称中国科学院学部委员）。曾被选为中国物理学会常务理事、中国高能物理学会副理事长。曾任《高能物理与核物理》杂志主编，著有《量子场论》（科学出版社），对我国的理论物理教学产生过重要的影响。

第一章 引言
1.1 物理规律的对称性质和守恒定律
1.2 物理规律的对称性质和量子力学
1.3 群论，群表示理论和对称性质

第二章 线性变换
2.1 矢量、空间和坐标系
2.2 线性变换和矩阵
2.3 矩阵的加法及矩阵与数的乘法
2.4 矩阵与矩阵的乘法
2.5 逆变换
2.6 坐标变换和相似变换
2.7 矢量的线性无关
2.8 复数共轭矩阵，转置矩阵和厄米共轭矩阵
2.9 正交坐标系
2.10 幺正变换，厄米变换
2.11 子空间
2.12 本征矢量和本征值
2.13 主轴变换
2.14 矩阵的外积及其它

第三章 抽象群理论
3.1 群的定义
3.2 阿贝尔群，子群
3.3 共轭元素和类
3.4 陪集
3.5 不变子群，商群
3.6 群的同态、同构和群表示
第四章 群表示的一般理论
4.1 等价表示
4.2 可约表示和不可约表示
4.3 分解为不可约表示的唯一性
4.4 表示的乘积
4.5 舒尔引理
4.6 不可约表示和正交性
4.7 完备性定理
4.8 特征标
4.9 应用实例

第五章 旋转群的表示
5.1 旋转群
5.2 特殊酉群SU（2）
5.3 旋转群的表示
5.4 连续群的表示和无穷小表示
5.5 其它不可约表示的无穷小算符
5.6 表示D，的矩阵元
5.7 不可约表示D，的性质
5.8 旋转群的乘积表示
5.9 乘积表示分解的具体方法
5.10 完全的三维正交群的表示

第六章 旋转群表示的应用
6.1 对称性和守恒定律
6.2 具有一定宇称和角动量的波函数
6.3 选择定则
6.4 微扰和能级中的状态
6.5 反应中放出的粒子的角分布

第七章 洛伦兹群及其表示
7.1 洛伦兹群
7.2 正洛伦兹群的无穷小变换
7.3 正洛伦兹群L1的有限维的不可约表示
7.4 不可约表示DJJ作为旋转群的表示

第四章 群表示的一般理论
4.1 等价表示
4.2 可约表示和不可约表示
4.3 分解为不可约表示的唯一性
4.4 表示的乘积
4.5 舒尔引理
4.6 不可约表示和正交性
4.7 完备性定理
4.8 特征标
4.9 应用实例

第五章 旋转群的表示
5.1 旋转群
5.2 特殊酉群SU（2）
5.3 旋转群的表示
5.4 连续群的表示和无穷小表示
5.5 其它不可约表示的无穷小算符
5.6 表示D，的矩阵元
5.7 不可约表示D，的性质
5.8 旋转群的乘积表示
5.9 乘积表示分解的具体方法
5.10 完全的三维正交群的表示

第六章 旋转群表示的应用
6.1 对称性和守恒定律
6.2 具有一定宇称和角动量的波函数
6.3 选择定则
6.4 微扰和能级中的状态
6.5 反应中放出的粒子的角分布

第七章 洛伦兹群及其表示
7.1 洛伦兹群
7.2 正洛伦兹群的无穷小变换
7.3 正洛伦兹群L1的有限维的不可约表示
7.4 不可约表示DJJ作为旋转群的表示
7.5 复共轭表示
7.6 旋量分析
7.7 顺时洛伦兹群的表示

第八章 狄拉克波动方程
8.1 狄拉克波动方程
8.2 赝标量粒子的运动方程

插图：


从以上的讨论可见，物理规律的对称性质将属于同一能量本征值的不同波函数联系起来，因此利用对称性质，不仅可以说明定态的分类，还可以阐明它们之间的联系。
因此，如果一个物理系统受到扰动的影响而变化，我们可以利用扰动哈密顿量的对称性质来研究定态及其波函数的分类和彼此间的联系经过扰动将起怎样的变化，例如，利用扰动能的对称性质，可以研究原来退化的能级是否将分裂，分裂后的能级间距等等问题。
既然物理规律的对称性质和守恒定律之间有密切的关系，对称性质和跃迁过程的规律性之间当然也有密切的联系，利用这些对称性质可以说明为什么有些跃迁过程是可能进行的，而有些跃迁过程是不可能进行的.换句话说，利用对称性质可以阐明或发现跃迁过程的选择定则，在一些特殊的情况下，甚至可以利用对称性质对跃迁几率作定量的讨论。
所有以上的讨论都说明了物理规律的对称性质对阐明量子力学过程的许多规律性有很大的意义。