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出版者:清华大学

作者:阿斯克兰德

出品人:

页数:609

译者:

出版时间:2005-1-1

价格:49.80元

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787302099819

丛书系列:国外大学优秀教材 材料科学与工程系列

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理论物理学前沿：量子场论与弦理论的深度探索 图书简介 本书旨在为物理学研究生、高年级本科生以及对现代理论物理学有浓厚兴趣的研究人员，提供一个深入、严谨且富有洞察力的理论物理学前沿导论。本书聚焦于二十世纪后半叶以来理论物理学的两大核心支柱——量子场论（Quantum Field Theory, QFT）和弦理论（String Theory），力求在夯实数学基础的同时，清晰阐述这些理论的物理图像、基本原理及其在解决宇宙学和粒子物理学难题中的应用。 本书的结构设计兼顾了理论的连贯性和概念的深度。我们首先从历史回顾和基本概念的梳理入手，为读者建立起必要的数学和物理框架，随后逐步深入到前沿的研究领域。 --- 第一部分：量子场论的基石与进阶（The Foundations and Advancements of QFT） 本部分将系统性地介绍量子场论的建立过程、核心技术和其在粒子物理标准模型中的地位。我们不满足于教科书式的简单介绍，而是深入剖析其背后的物理哲学。 第一章：从量子力学到相对论性量子场 本章首先回顾狭义相对论与量子力学的结合所面临的内在矛盾（如负能态和因果性问题），进而引出量子场论作为解决这些矛盾的唯一途径。我们将详细讨论经典场论的拉格朗日密度形式，并引入正规排序的概念，以处理无穷大的问题。关键在于阐明场如何从粒子集合的波函数升级为描述基本实在的实体。 第二章：自由场与相互作用的引入 本章专注于自由标量场、狄拉克旋量场和电磁场（光子场）的量子化。我们将采用正则对易关系法和路径积分表述两种路径进行详尽的推导，对比它们在物理直观和数学操作上的异同。随后，重点转向微扰论的引入，特别是费曼图的构建及其背后的物理意义——描述粒子相互作用的概率幅。 第三章：重整化：处理无穷大的艺术与科学 重整化（Renormalization）是量子场论的灵魂，也是最富争议的部分。本章将深入探讨紫外发散的来源，并详细介绍重整化群（Renormalization Group, RG）的概念。我们将以量子电动力学（QED）为例，展示维度正则化和最小减去法等技术如何将理论从数学上的“灾难”中拯救出来，赋予其精确的预测能力。我们将讨论有效场论（Effective Field Theory, EFT）的现代观点，强调其在不同能标下物理描述的有效性。 第四章：规范场论与标准模型 规范对称性是描述基本相互作用的基石。本章将系统介绍阿贝尔规范理论（U(1)），并扩展到非阿贝尔规范理论（如SU(2)和SU(3），这直接导向量子色动力学（QCD）和电弱统一理论。我们将深入分析自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）的希格斯机制，阐释质量的起源，并总结粒子物理标准模型（SM）的结构、成功之处及其已知的局限性，如中微子质量问题。 --- 第二部分：弦理论的几何与物理（The Geometry and Physics of String Theory） 本部分将带领读者超越点状粒子图景，进入高维时空中的弦动力学世界。弦理论不仅是粒子物理的候选理论，更是连接量子力学、广义相对论和几何学的桥梁。 第五章：玻色子弦：从振动到维度 本章作为进入弦理论的入门，聚焦于一维的玻色子弦（Bosonic String）。我们将详细推导其经典动力学，特别是共形场论（Conformal Field Theory, CFT）在弦世界面上的重要性。关键在于理解弦的振动模式如何对应于不同的粒子态，并精确计算得出理论的临界维度（Critical Dimension）——26维的物理意义及其对可积性的约束。 第六章：超弦理论：费米子与超对称的融合 为了容纳费米子（物质粒子），玻色子弦必须扩展为超弦理论（Superstring Theory）。本章将介绍RNS（Neveu-Schwarz-Ramond）形式和马修代数（Symmetry Algebra）的引入，以实现玻色子与费米子之间的超对称。我们将探讨IIA型和IIB型超弦理论的基本差异，以及开放弦和闭合弦的边界条件。 第七章：D-膜、对偶性与M理论的兴起 弦理论在引入狄利克雷膜（D-branes）后获得了巨大的物理洞察力。D-膜不仅是弦的终点，更是电荷的承载者和低能有效理论的载体。本章将阐述T-对偶和S-对偶等深层次的对偶性，这些对偶性揭示了不同弦理论之间的等价性，并最终指向了更高维度的M理论，尽管M理论的完整作用量尚不明确，但其概念上的重要性毋庸置疑。 第八章：AdS/CFT对应与引力的全息原理 反德西特空间/共形场论（AdS/CFT）对应是弦理论对现代物理学最深刻的贡献之一。本章将详细介绍‘t Hooft和Susskind提出的全息原理（Holographic Principle），并深入讲解AdS/CFT的数学表述：一个在$(D+1)$维时空中的超引力理论（或IIB型弦理论）等价于其边界上的一个共形场论。我们将探讨该对应如何用于理解强耦合的QCD物理、黑洞信息悖论以及量子引力的某些方面。 --- 第三部分：未竟之路与前沿挑战 本书最后一部分将着眼于当前研究中的未解决问题和新兴领域，激发读者的研究兴趣。 第九章：量子引力的挑战与景观问题 本章讨论了如何利用弦理论的工具来尝试解决量子引力的本质问题。我们将探讨在紧致化（Compactification）过程中出现的卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds），以及由此带来的弦理论景观（String Theory Landscape）问题——即理论预测了太多可能的真空态，使得对我们特定宇宙的精确描述变得困难。 第十章：超越标准模型的新物理 结合QFT和弦理论的洞察，本章回顾了当前实验物理学（如大型强子对撞机LHC）的局限性，并探讨了超越标准模型（BSM）的理论探索方向，包括大统一理论（GUTs）、额外维度理论以及对暗物质和暗能量的可能解释。 --- 本书特点： 严谨性与直观性的平衡： 穿插大量的物理图像和类比，同时保持数学推导的完整性。 聚焦核心概念： 避免过多地陷入特定模型或纯粹的数学构造，而是强调重整化群、规范原理、共形对称性和对偶性等核心物理思想。 面向未来： 覆盖了从标准模型有效场论到最新的AdS/CFT研究，为读者进入博士阶段的研究做好理论准备。 本书不仅是一本知识的集合，更是一次思维的拓展，引导读者在理论物理学的最前沿进行探索和思考。

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一直以来，我对那些能够创造奇迹的材料技术都充满了向往。这本书的名字让我觉得它能带我进入这个奇妙的世界。我希望书中能够着重介绍一些在现代工程领域中至关重要的材料，例如用于航空航天的轻质高强合金，用于电子信息领域的半导体和介电材料，用于能源领域的电池材料和催化剂，以及用于生物医学领域的生物相容性材料和药物递送系统。我希望书中能够解释这些材料的独特性能是如何源于其特殊的微观结构和化学组成，以及它们在实际应用中所面临的挑战和未来的发展趋势。我特别想了解，材料的设计和创新是如何驱动技术进步的，例如，为什么新型电池材料的出现能够推动电动汽车的发展？为什么高效催化剂的研发能够降低工业生产的能耗和污染？我对这些“连接”材料与技术的故事非常感兴趣。

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我一直认为，对基础科学的深刻理解是解决复杂工程问题的关键。这本书的标题“材料科学与工程基础”，正是我所需要的。我希望它能够构建一个扎实的知识框架，让我能够循序渐进地理解材料的本质。从原子层面的相互作用，到晶体结构和缺陷，再到宏观性能的体现，我希望这本书能够层层递进，逻辑清晰。我特别想了解，材料的纯度、晶粒尺寸、相变等因素，是如何影响其电学、磁学、光学性能的。例如，半导体的掺杂原理，磁性材料的畴结构，光学材料的折射率和透过率，这些都是我非常好奇的。我还希望书中能够介绍一些基本的材料制备和表征技术，比如金属的铸造、锻造，陶瓷的烧结，聚合物的聚合，以及显微镜、光谱仪等分析仪器的工作原理。理解这些技术，才能更好地理解材料是如何被制造出来的，以及我们如何去评估它们的质量。

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我一直对那些能够改变世界、推动社会进步的科技突破感到着迷，而材料科学无疑是其中最核心的驱动力之一。从钢铁时代到塑料时代，再到如今的纳米技术和智能材料时代，每一次材料的革新都伴随着人类文明的巨大飞跃。这本书的出版，对于我这样一个渴望了解前沿科技，但又缺乏系统知识的学习者来说，简直是一场及时雨。我非常期待书中能够详细介绍各种新型材料的研发过程，包括它们是如何被发现、被设计、被合成的。我特别想知道，那些听起来像是科幻小说里的材料，比如记忆合金、超导材料、生物可降解塑料，它们是如何实现的？它们的出现又会对我们的生活方式、工业生产、环境保护等方面带来怎样的深远影响？我希望这本书不仅仅停留在理论层面，还能结合一些实际的案例，例如航空航天领域对轻质高强材料的需求，新能源领域对高效储能材料的探索，以及生物医学领域对 biocompatible 材料的开发等等。如果书中能够穿插一些科学家的故事，他们是如何克服困难、坚持不懈地进行研究的，那就更好了，这会极大地激发我的学习热情，让我感受到科学研究的魅力。

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作为一名对工程技术充满好奇心的爱好者，我对“材料科学与工程”这个学科本身就充满了敬意。它不仅仅是关于“材料”本身，更是关于如何“工程化”地利用这些材料，创造出能够解决实际问题的产品和技术。我希望这本书能够清晰地阐述材料的力学性能，比如强度、硬度、韧性、弹性模量等等，以及这些性能是如何通过材料的微观结构和加工工艺来调控的。例如，为什么同一种金属，通过不同的热处理方式，其强度会有显著差异？为什么某些陶瓷材料非常脆，而另一些却可以承受极高的温度？我还对材料的失效机制非常感兴趣，比如断裂、疲劳、蠕变、腐蚀等等，了解这些能够帮助我们更好地设计和使用材料，避免潜在的风险。我非常期待书中能够提供一些直观的图示和实验数据，来帮助我理解这些复杂的概念。如果书中还能涉及到材料的选择原则，以及如何根据特定的工程需求来匹配合适的材料，那将是对我非常有价值的指导。

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我一直对那些能够赋予物品神奇能力的“魔术师”——材料，充满好奇。这本书的标题让我感觉它能提供一个完整的“剧本”。我希望书中能够详细介绍不同材料的物理性质，例如密度、熔点、沸点、热膨胀系数、比热容、导电性、导磁性、光学性质等等，以及这些性质是如何与材料的原子结构和化学键合方式相关的。我特别想了解，为什么有些材料具有优异的导电性，例如铜和银；为什么有些材料能够耐受极高的温度，例如陶瓷和钨；为什么有些材料能够弯曲而不易断裂，例如聚合物和某些合金。我还想知道，如何通过改变材料的组成、结构或加工工艺来调控这些物理性质，以满足不同的工程需求。如果书中能够提供一些与日常生活息息相关的材料例子，例如解释为什么玻璃易碎，为什么橡胶有弹性，那将更容易引起我的共鸣。

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我对那些能够解决现实世界难题的工程技术有着浓厚的兴趣，而材料科学无疑是其中的核心。这本书的标题让我看到了一个系统学习的入口。我希望书中能够深入探讨材料的性能表征方法，例如如何测量材料的拉伸强度、断裂韧性、疲劳寿命、导热系数、介电常数等等。我特别想了解，这些性能指标是如何反映材料的微观结构和内部缺陷的，以及我们如何通过控制材料的加工工艺来优化这些性能。我还对材料的失效分析非常感兴趣，例如，如何通过金相分析、电子显微镜观察等手段来找出材料失效的原因，以便在未来的设计中避免类似的问题。如果书中能够提供一些实际的工程案例，展示材料在不同应用场景下的性能表现和面临的挑战，那将极大地增强我的学习动力。

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这本书的封面设计实在是太吸引人了，简洁大方的排版，加上那深邃而富有科技感的蓝色调，瞬间就勾起了我探究材料奥秘的好奇心。翻开扉页，纸张的质感也相当不错，厚实而带着微微的触感，让人感觉作者在内容的呈现上是下足了功夫的。我一直对材料科学这个领域抱有浓厚的兴趣，虽然我不是专业背景出身，但我总觉得，我们日常生活中接触到的所有物品，从手机到汽车，从衣服到建筑，无一不凝聚着材料科学的智慧。这本书，我希望能够系统地梳理我的认知，填补我在某些方面的知识空白，并且能够提供一些全新的视角来理解我们身边的世界。我特别期待书中能够解释一些基础性的概念，比如材料的原子结构是如何影响其宏观性能的，不同类型的材料，如金属、陶瓷、聚合物、复合材料，它们各自的特点和应用领域又是什么。我还想了解，为什么有些材料具有导电性，有些则绝缘；为什么有些材料坚硬如铁，有些则柔韧如丝；为什么有些材料在高温下依然稳定，有些则会迅速降解。这些都是我一直以来非常好奇的问题，而这本书的标题，似乎给了我一个很好的解答方向。

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这本书的封面传递出一种严谨而又充满探索精神的气质，这正是我所期待的。我对材料的“工程”方面尤其感兴趣，也就是说，如何将材料的科学原理转化为实际的工程应用。我希望书中能够深入探讨材料的加工工艺，以及这些工艺如何影响材料的最终性能。比如，金属的塑性加工，如轧制、拉拔、冲压，它们是如何改变金属的晶体取向和变形机制的？陶瓷材料的成型和烧结过程，如何控制其孔隙率和致密度？聚合物的注塑、挤塑、吹塑，如何影响其分子链的取向和结晶度？我还想了解，材料的表面处理技术，如涂层、电镀、热处理，是如何改变材料表面的性能，从而提高其耐磨性、耐腐蚀性或导电性的。这本书如果能提供一些关于材料选择的决策树或流程图，帮助我系统地思考如何根据具体应用需求来选择最合适的材料，那将是极大的帮助。

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我一直对那些能够推动社会进步的科技创新充满热情，而材料科学作为工程技术的基础，其重要性不言而喻。这本书的标题让我看到了一个全面了解这个领域的可能。我希望书中能够系统地介绍不同材料体系的制备、性能和应用，从传统的金属、陶瓷、聚合物，到现代的复合材料、纳米材料、生物材料。我特别想了解，这些材料是如何被设计出来的，它们在微观层面有什么样的结构特征，这些结构特征又如何决定了它们的宏观性能。我还对材料的可靠性和寿命问题非常感兴趣，例如，材料在长期使用过程中会发生哪些变化，如何预测和延长材料的使用寿命？如果书中能穿插一些关于材料科学史的介绍，让我了解这个学科是如何一步步发展到今天的，那就更有意思了。

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我对那些能够改变我们生活方方面面的“幕后英雄”——材料，充满了好奇。这本书的标题让我看到了一个系统学习的可能。我希望书中能够涵盖不同材料类别（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的详细介绍，包括它们的化学组成、微观结构、力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能。我特别想了解，为什么有些金属合金比纯金属更坚固？陶瓷在高温高压下的表现为何如此优异？聚合物如何通过改性获得多样化的功能？复合材料又如何巧妙地结合不同材料的优势？我还希望书中能够解释一些基本的物理化学原理，例如固态扩散、相变、界面现象等，以及这些原理在材料科学中的应用。如果书中能提供一些经典实验的介绍，让我能够理解科学家们是如何通过实验来验证理论的，那将是更有趣的学习方式。

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全英文.....妈耶

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很完美的教材，可惜国内老师上不动，内容太多，实验、数据、图标一应俱全

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基础读物……

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全英文.....妈耶

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全英文.....妈耶