(中国工程物理研究院研究生院）
本文选自《物理》2025年第12期
“两弹一星功勋奖章”获得者、著名理论物理学家于敏先生的著作《量子光学讲义》已由北京大学出版社出版(图1)。本书原稿是1986年于敏先生为中国工程物理研究院研究生讲课时的整理讲义(图2)，从内容选材、论题深度与方法精妙的角度来看，完全可媲美近年出版的现代量子光学教材，读者也能从中直观感受于敏先生的治学风格与思想风采。
图1 于敏先生著《量子光学讲义》
于敏为我国核武器理论研究与国防高技术发展作出了卓越贡献。在氢弹研制中，他解决了一系列热核武器物理关键基础问题，还开创性地提出从原理到构型的设想，为氢弹突破做出重大贡献。1985—1986年，他在北京九所研究生部(2006年更名为中国工程物理研究院，下称“中物院”研究生部，2015年升级为中国工程物理研究院研究生院)，为研究生与科研人员开设“量子光学”课程并形成完整讲义。彼时，中物院研究生教育刚起步，量子光学作为一门学科尚未成熟，世界范围内也缺乏标准教科书；直到20世纪90年代初期，量子光学才逐渐发展为成熟学科，后续因量子信息科技大规模发展，才成为一门“显学”。作为核武器理论专家，于敏前瞻性开设这门前沿基础课程，并形成知识体系完备、特色鲜明的《量子光学讲义》(下称“《讲义》”)，令人惊叹。
图2 于敏先生的量子光学课程讲义(当年的记录整理稿)
据当年听课者(如杜祥琬、贺贤土、张信威、朱少平、裴文兵等)回忆，20世纪80年代中期，于敏积极推动惯性约束核聚变、自由电子激光、X射线激光等前沿研究，围绕这些领域开展国防高技术理论探索(契合“863”计划需求)，并组织指导相关研究，发表《惯性约束核聚变的展望》、《自由电子激光各类纵模的统一描述》等文章。而这些新光源与物质相互作用的物理基础正是量子光学，这是于敏开设这门课程动机所在，充分彰显了战略科学家的远见卓识。他亲自系统讲解领域基础与前沿内容，更显难能可贵。
从时代背景看，1984年前后美国启动“星球大战”计划(即“战略防御”计划)，试图通过尖端科技拦截苏联弹道导弹以获取战略优势，为此大力发展可能的定向能武器(如自由电子激光、X射线激光)；同时，美苏长期核军备竞赛后，全面禁止核试验已成必然，禁核试后如何推进核武器发展、保持战略装备有效性，成为科技新挑战——而强激光惯性约束核聚变，既能模拟武器动作过程，也可能实现可控聚变能源。无论是定向能武器探索，还是惯性约束核聚变发展，光与物质相互作用研究都是关键，而20世纪七八十年代后才成熟的量子光学正是其基础学科。于敏此时开展量子光学教学，兼具前瞻性、基础性与国家需求导向性。
《讲义》虽基于于敏讲课内容整理而成，但内容精炼前瞻、逻辑推理严谨、物理概念清晰、科学见解独到，完美体现其治学风格，对当下教学与科研仍有重要参考价值。不同于“从书本到书本”的传统教材，《讲义》大量内容源自原始论文，在逻辑阐述与科学论证上展现出独特魅力与深厚学术造诣：一是“强调物理图像”，以简洁方式直击问题本质；二是“知其然更知其所以然”，细致推导物理概念与公式；三是“善于抓主要矛盾”，聚焦重点难点，帮助听者快速进入量子光学前沿研究领域。显然，为了将原始论文转化为易懂的教学素材，于敏花费了大量时间和心血。不少听课者曾表示：“听于先生讲课是一种享受。”
图3 于敏讲课风采(图片来源：四川两弹城博物馆，位于绵阳市梓潼县)
作为研究性教学的实践成果，《讲义》特色尤为鲜明。例如，讲解高斯光场时类比热导方程，阐述相干态时强调特殊波包不扩散的特性，讨论相干原子态时用群论杨图法完成对称性分类，分析超辐射时还涵盖了当时最前沿的结果(准自旋波态或称为时间-狄克态)；对量子开放系统(书中称“开式系统”)的处理方法有系统讨论，从海森伯表象中的朗之万方程，到薛定谔表象中的密度矩阵方法，再到福克尔—普朗克方程，即使当前科研前沿的选题及方法也均有涉及。在应用层面，《讲义》分别探讨半经典与全量子激光理论，明确二者应用范围与优势，还讲解了多模竞争锁模的基本原理；其中第六章极具特色，聚焦相干光波包在介质中的传播，特别指出“群速度可超光速”，这一结论在20年后才通过实验验证。
本讲义油印稿的发现有一定的戏剧性，在北京应用物理与计算数学研究所的所史馆建设和中物院研究生院纪念研究生教育40周年(2024年)教材梳理的过程中，我们从于敏先生留下的大量手稿资料中发现了这本撰写于近40年前的《量子光学》讲义。本文作者随后组织人员对其进行整理、补充，撰写导读并成书；为帮助读者理解内容、了解课后量子光学发展，书稿新增少量附录；因第八章“量子相干性”原件遗失，为保证知识体系完备，我们结合上下文与《讲义》风格补写了该章节。本书整理出版得到于敏先生家人(于辛、于元)的大力支持，文中主要内容源自孙昌璞、王建国、傅立斌为《讲义》撰写的序言。
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