Quantum Gravity in 2+1 Dimensions pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Carlip, Steven

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2003-12

价格:$ 74.58

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isbn号码:9780521545884

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• 物理
• 数学
• 引力
• Quantum
• Quantum Gravity
• 2+1 Dimensions
• String Theory
• Conformal Field Theory
• Topological Quantum Field Theory
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• Black Holes
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• Mathematical Physics

弦论导论：从基本概念到前沿探索 作者：[此处留空，或使用一个虚构的、符合物理学背景的名字] 内容简介： 本书旨在为对现代理论物理学，特别是弦理论（String Theory）感兴趣的读者，提供一个全面且深入的入门。我们将从物理学的基本原理出发，循序渐进地构建起理解弦理论所需的数学和物理框架，最终触及当前研究的最前沿领域。本书的结构设计力求严谨，既能满足初学者的认知需求，又能为有一定基础的物理学研究者提供参考价值。 第一部分：经典场论与量子力学的回顾与衔接 在深入探讨弦理论的复杂性之前，我们首先需要巩固量子场论（Quantum Field Theory, QFT）的基础。本部分将回顾狭义相对论在场论中的体现，重点分析经典场论（如电磁场、规范场）的拉格朗日量表述及其对称性。我们随后将引入量子化过程，详细阐述正则量子化和路径积分表述。 1.1 相对论性量子力学基础： 探讨克莱因-戈登方程和狄拉克方程，理解自旋的起源及其在相对论框架下的自然出现。我们将重点分析这些方程在描述自由粒子时的局限性，从而自然过渡到量子场论的必要性。 1.2 量子场论的核心概念： 详细介绍粒子作为场的激发态的观点。我们将涵盖自由玻色场和费米场的对易关系与反易关系，并引入海森堡绘景和狄拉克绘景的比较分析。规范场论作为描述基本相互作用的基础，其规范不变性原理将被深入探讨，包括阿贝尔规范理论（QED）和非阿贝尔规范理论（QCD）的初步框架。 1.3 路径积分表述的威力： 将路径积分作为连接经典与量子的桥梁。我们不仅会计算简单的自由场论的配分函数，更会展示路径积分在处理相互作用项和计算散射振幅中的强大工具性，为后续引入费曼图和微扰论打下坚实基础。 第二部分：弦理论的几何构建与早期发展 本部分标志着正式进入弦理论的世界。我们将阐述为何需要超越点状粒子模型，以及弦的引入如何自然地解决了量子场论中的若干根本性矛盾。 2.1 从点粒子到一维激发： 介绍狄拉克相对论性自由弦的动力学，推导世界面（Worldsheet）的拉格朗日量，即 Nambu-Goto 作用量。我们将立即转向更易于处理的共形场论（Conformal Field Theory, CFT）描述——Polyakov 作用量，强调共形不变性在弦动力学中的核心地位。 2.2 共形场论与玻色子化： 详细介绍二维 CFT 的基本工具，包括 Virasoro 代数及其中心荷。我们将讨论如何利用 Virasoro 代数的表示理论来分类和构建真空态。玻色子化技术（如对一个自由玻色场的 CFT 描述）将被用于理解玻色子弦的自由运动模式。 2.3 狄拉克玻色弦的量化与幽灵： 严格执行正则量子化过程，推导出玻色弦的能谱。关键挑战在于约束条件的实现（如动量约束和能量约束），以及由此产生的对时空维度的要求——$ ext{D}=26$。我们将详细解释“幽灵态”（Ghost States）的出现及其在实现可重整化和消除异常（Anomaly）中的物理意义。 2.4 超对称的引入与超弦理论： 认识到玻色弦理论只描述玻色子，无法描述费米子。本部分将系统性地引入超对称（Supersymmetry, SUSY）的概念，即玻色子和费米子在易位子代数下的对称性。我们将构建超对称共形场论，并最终推导出超弦理论（Superstring Theory）的五个自洽的超弦模型（I型、IIA型、IIB型、异质性H、异质性O）。 第三部分：高阶修正与对偶性网络 超越了经典近似和微扰论，本部分将聚焦于弦理论的非微扰效应和统一性。 3.1 场论的微扰展开与一阶修正： 讨论弦理论中的费曼图（弦图），对比其与点粒子场论中费曼图的几何差异。我们将分析弦圈图（Loop Calculations）如何自然地“软化”紫外（UV）发散，展示弦理论作为量子引力理论的固有优势。 3.2 D-膜与开弦/闭弦的耦合： 介绍狄利克雷布兰（D-branes）的概念，它们是弦的开端可以附着的动态背景。D-膜的引入使得弦理论能够描述非微扰的激发模式，并为解决费米子反常和规范场相互作用提供了统一的描述。 3.3 T对偶与S对偶： 探讨弦理论内部的深层对称性。T对偶（T-duality）揭示了小半径卷曲（Small Radius Compactification）与大半径卷曲之间的等价性，暗示了时空半径在弦尺度上不再是基础的几何量。S对偶（S-duality）则展示了强耦合理论与弱耦合理论之间的对偶性，例如 IIA 型弦理论与 M 理论在特定极限下的等价关系。 第四部分：M 理论与现代景观 本部分将视角提升至理论的终极目标——M 理论，以及它在解决宇宙学和黑洞信息悖论中的应用。 4.1 M 理论：十维以上的统一框架： 讨论 M 理论的推测性框架，它被认为是连接所有五种超弦理论的更深层理论。我们将讨论其在 11 维超引力中的低能有效理论形式，以及 M2-膜和 M5-膜作为基本对象的角色。 4.2 AdS/CFT 对偶： 这是近年来理论物理中最具影响力的进展之一。详细阐述反德西特（AdS）空间中的引力理论如何与位于其边界上的共形场论精确对应。我们将探讨这一对偶性如何提供非微扰研究强耦合 QCD 和凝聚态物理问题的独特工具，并展示其在理解黑洞热力学中的深刻含义。 4.3 黑洞熵与信息悖论： 利用 D-膜的微观计数来重现 Bekenstein-Hawking 黑洞熵的宏观公式，这是弦理论最伟大的成就之一。我们将讨论该成果对量子信息论和黑洞信息悖论的启示，以及弦理论在解决信息丢失问题上的前沿尝试。 总结： 本书在提供严格数学推导的同时，始终强调物理图像的清晰性。通过对弦理论的几何结构、对称性以及对偶性的系统性介绍，读者将能全面掌握描述基本粒子和引力的当前最主流的理论框架，并为进一步探索理论物理学的边界做好准备。

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《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》这本书给我带来的最大感受是，它打破了我过去对量子引力研究的固有印象，将我带入了一个更为广阔和精妙的理论世界。书中对于2+1维度时空引力模型，特别是对爱因斯坦-希尔伯特作用量的拓扑性质的深入剖析，让我意识到，即便是在一个维度降低的系统中，量子引力的复杂性和深刻性依然得以保留，甚至以一种更为纯粹的方式呈现。我一直对理论物理中那些“不可思议”的巧合和联系感到着迷，而这本书恰恰展示了数学结构和物理规律之间是如何紧密交织在一起的。例如，它对邦迪（Bondi）引力子以及对张量网络和许愿（Witten）公式的探讨，这些都是我在其他地方很少接触到的前沿概念，但作者的讲解使得这些复杂的数学工具和抽象的物理图像变得相对易于理解。它不是一本轻松的读物，但对于任何认真对待量子引力研究的人来说，它都是必不可少的参考。我尤其欣赏作者在叙述中展现出的那种清晰的逻辑和深邃的洞察力，仿佛作者正在一步步地揭开宇宙最深层的奥秘。这本书就像一座宝藏，等待着那些有心人去发掘其中的价值。

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阅读《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》的过程，对我而言是一次挑战与收获并存的旅程。我之前对量子引力理论的理解主要局限于教科书上的基础概念，而这本书将我引入了一个全新的维度——2+1维度的时空，并在此基础上探讨了量子引力的深刻问题。作者在书中对于卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形在2+1维度引力中的作用以及对阿宾-肖（Abel-Jacobi）映射的应用，这些内容对我而言是非常具有启发性的。我一直认为，数学是描述物理世界的通用语言，而这本书充分展示了这一点。通过对这些高深的数学工具的运用，作者构建了一个强大的理论框架，用于理解时空的量子涨落以及引力场的量子性质。书中在解释过程中所展现的严谨性和深度，无疑是对我学术视野的一次拓展。虽然某些数学部分的推导过程需要我反复研读和思考，但正是这种挑战，让我更加深入地理解了理论的精髓。这本书就像一位耐心的向导，引领我穿越复杂的理论迷宫，去探寻量子引力最核心的奥秘。

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我之所以选择阅读《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》，是因为我一直对量子引力这个领域充满好奇，但又觉得它太过高深莫测。这本书以2+1维度这一相对简化的模型为切入点，为我提供了一个很好的学习平台。书中对卡西米尔（Casimir）效应在2+1维度时空中的表现以及对蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟在量子引力研究中的应用的探讨，让我看到了理论研究的多样性和可能性。我一直认为，理论物理的研究不仅仅局限于数学推导，也需要借助计算和实验的手段来验证和发展。这本书在这方面也提供了许多有价值的见解。虽然书中某些章节的数学推导过程对我来说还是有些挑战，但作者在解释过程中所展现出的那种逻辑性和清晰度，让我能够逐渐理解其中的原理。它不是一本轻松读物，但对于那些希望深入了解量子引力理论的人来说，这本书无疑是一份宝贵的参考。我特别欣赏作者在分析问题时所展现出的那种系统性和全面性，仿佛作者正在带领我一步步地揭开宇宙的神秘面纱。

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《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》这本书给我的感觉是，它以一种非同寻常的方式，将我带入了一个关于时空本质的深刻思考之中。我一直认为，我们所处的宇宙，其最基本的构成应该是某种量子化的实体，而量子引力理论正是试图揭示这一本质。这本书选择2+1维度这一独特的模型，让我得以摆脱四维时空的复杂性，更专注于那些最核心的物理概念。书中对霍夫曼（Hoffman）引力子以及对重整化群方法在2+1维度量子引力中的应用的探讨，让我看到了不同理论方法在解决同一问题时的互补性和局限性。我一直对理论物理中那些“意想不到”的联系感到着迷，而这本书恰恰展示了数学结构和物理规律之间是如何紧密交织在一起的。尽管书中某些数学部分的推导过程需要我反复研读和思考，但正是这种挑战，让我更加深入地理解了理论的精髓。这本书就像一座灯塔，照亮了我通往量子引力研究的道路。

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《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》这本书以其对2+1维度量子引力的独特视角，彻底颠覆了我过去对这个领域的理解。我一直以为量子引力是一个极其困难且难以捉摸的领域，但这本书却以一种相对“简化”的框架，将最核心的问题摆在了我们面前。书中对曲率多项式的拓扑不变量与全息原理之间的联系的探讨，尤其让我着迷。我一直对那些能够揭示宇宙深层对称性和普适性的理论感到好奇，而这本书恰恰满足了我的这一好奇心。作者在介绍这些前沿概念时，并没有回避其数学上的复杂性，但通过清晰的逻辑和富有条理的阐述，我依然能够抓住其中的主旨。它不是一本容易读懂的书，需要读者具备一定的数学和物理基础，但正是这种挑战，让我收获颇丰。我尤其欣赏作者在构建理论体系时所展现出的那种宏大视野和严谨态度，仿佛作者正在一步步地揭示宇宙最基本的运行规律。这本书就像一个精密的工具箱，为研究者提供了探索量子引力奥秘的利器。

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对于这本书《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》，我的初步印象是它提供了一种非常独特且富有启发性的视角来审视量子引力的核心问题。相较于主流的四维时空研究，2+1维度的简化模型在我看来，就像一个精心设计的“实验室”，在这里，我们可以更纯粹地去检验那些关于时空量子化、黑洞信息悖论以及宇宙起源等宏大问题的理论构想。书中对曲率拓扑在2+1维引力中的关键作用的强调，让我对时空本身的“本体”有了更深的理解。它不再仅仅是事件发生的背景，而是拥有内在结构和量子属性的实体。作者在探讨中引入了对戴尔-卡兹（DeWitt-Cutkosky）量规以及对庞加莱群和迪西特群的量子化分析，这些内容对我来说是全新的领域，但其背后所蕴含的对于基本物理定律的深刻挖掘，令我印象深刻。我特别赞赏作者在处理数学推导过程中的严谨性，同时也尽力保证了概念的连贯性和逻辑性。尽管某些章节的技术深度需要读者具备扎实的理论物理基础，但我认为，对于那些致力于在量子引力领域有所建树的研究者而言，这本书提供了一条非常清晰且富有成效的研究路径。它不仅是对现有理论的梳理，更像是为未来的探索播下了种子，激励读者去思考那些尚未解决的谜题。

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这本《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》绝对是一次令人振奋的智力冒险，即使我对量子引力理论的理解还处于初级阶段，也能够感受到作者在这本书中倾注的深刻洞察力。刚开始翻开这本书，我被它对三维时空（2+1维）这一看似简化但极富潜力的研究对象所吸引。它提供了一个绝佳的平台，让复杂理论的精髓得以提炼和呈现，同时避免了四维时空引入的巨大技术障碍。书中对拓扑量子场论与量子引力之间深刻联系的探讨，尤其令人着迷。我一直对那些能够将看似不相关的数学结构联系起来的理论感到好奇，而这本书恰恰满足了我的这种求知欲。作者通过清晰的阐述，引导读者一步步理解2+1维时空中的几何结构如何自然地映射到量子理论的框架中，例如对霍普夫代数、量子群以及张量范畴等先进数学工具的运用，虽然一开始让我感到有些挑战，但随着阅读的深入，我逐渐领略到它们在描述量子时空动力学中的强大力量。它不像那些仅仅停留在表面概念介绍的入门读物，而是真正深入到理论的骨子里，去揭示那些支撑起量子引力大厦的基石。我尤其欣赏作者在解释某些抽象概念时所使用的类比和直观图示，它们在一定程度上缓解了理论本身的抽象性，帮助我构建起对这些前沿物理概念的初步感知。这本书对于想要深入理解量子引力理论的物理学专业人士来说，无疑是一份宝贵的财富，它不仅提供了理论框架，更启发了对未来可能研究方向的思考。

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对于《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》这本书，我首先想说的是它所展现出的非凡的理论深度和广度。作者选择以2+1维度作为研究对象，在我看来，这是一种非常明智且富有启发性的策略，它允许我们更聚焦于量子引力最本质的特征。书中对“量子纠缠”在2+1维度时空中扮演角色的探讨，以及对“圈量子引力”在2+1维度中的实现的介绍，这些都让我看到了量子引力理论发展过程中不同方向的可能性。我一直对那些能够连接不同理论物理分支的观点感到好奇，而这本书恰恰展现了这一点。虽然书中某些数学部分的推导过程需要我反复研读和思考，但正是这种挑战，让我更加深入地理解了理论的精髓。这本书就像一座巨大的知识宝库，等待着有心人去挖掘其中蕴含的宝藏，为未来的物理学研究提供新的思路和方向。

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《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》这本书给我带来的最大启示是，即使在看似简化的2+1维度时空中，量子引力依然展现出其惊人的复杂性和深刻性。我一直认为，理解时空的量子本质是物理学中最宏大的挑战之一，而这本书提供了一个非常有效的途径来接近这个挑战。书中对“虫洞”在2+1维度量子引力中的作用以及对AdS/CFT对应在2+1维度的应用，这些内容都让我大开眼界。我一直对理论物理中那些“意想不到”的联系感到着迷，而这本书恰恰展示了数学结构和物理规律之间是如何紧密交织在一起的。尽管书中某些数学部分的推导过程需要我反复研读和思考，但正是这种挑战，让我更加深入地理解了理论的精髓。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越理论的丛林，去探寻量子引力最核心的奥秘。

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在我看来，《Quantum Gravity in 2+1 Dimensions》这本书是一次对量子引力理论的精妙探索，它以2+1维度这一独特的模型为切入点，为我们打开了一扇理解时空量子本质的新窗口。我一直对那些能够揭示宇宙最深层结构和规律的理论感到着迷，而这本书恰恰满足了我的这一好奇心。书中对宇宙常数在2+1维度引力中的作用以及对格林-施瓦茨（Green-Schwarz）超弦理论在2+1维度中的应用的探讨，让我看到了不同理论框架在解决量子引力问题时的不同侧重点和优劣势。作者在阐述这些复杂概念时，展现出的那种逻辑性和清晰度，让我能够逐渐理解其中的原理。它不是一本轻松的读物，但对于那些希望深入了解量子引力理论的读者而言，这本书无疑是一份宝贵的参考。我特别欣赏作者在分析问题时所展现出的那种系统性和全面性，仿佛作者正在带领我一步步地揭开宇宙最神秘的面纱。

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