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出版者:机械工业出版社

作者:伯尔根

出品人:

页数:619

译者:

出版时间:2005-4

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787111159162

丛书系列:经典原版书库

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《量子场论导论：从基础到前沿》 图书简介 本书旨在为具备扎实的经典物理学和高等数学基础（特别是复变函数、微分方程和线性代数）的读者，提供一个全面而深入的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）学习路径。本书摒弃了仅关注特定应用模型的传统做法，专注于构建量子场论的基本框架、数学工具和核心概念，确保读者能够真正理解理论的内在逻辑和普适性。 第一部分：经典场论的复习与提升 本部分将从拉格朗日力学和哈密顿力学出发，系统回顾和深化对经典场论的理解。 1. 变分原理与作用量（Action）： 详细阐述欧拉-拉格朗日方程在场论中的推广，引入场量、场梯度以及能量-动量张量（Stress-Energy Tensor）的概念。重点讨论诺特定理（Noether's Theorem）在连续对称性下的应用，推导守恒量，如电荷、能量和动量。 2. 规范场论的萌芽： 引入局部对称性的概念，并展示如何通过规范不变性要求，自然地导出自由电磁场（麦克斯韦方程组）的拉格朗日量。这为后续引入规范玻色子（如光子）奠定坚实的经典基础。 3. 自由标量场： 建立描述无自旋粒子的最简单场论——实值Klein-Gordon场和复值Klein-Gordon场的拉格朗日量。通过哈密顿量对场和动量进行正则（Canonical）量子化，导出场的算符形式，并阐释其与粒子态的联系。 第二部分：量子化方法与基本结构 这是全书的核心，系统讲解量子场论的两种主要量子化方法，并引入费曼图的雏形。 1. 正则量子化（Canonical Quantization）： 详细推导场算符的对易关系（Commutation Relations），展示如何利用升算符和降算符构建粒子态（Fock Space）。重点分析真空态的定义、单粒子态的构造，以及动量本征态的性质。对费米子场（狄拉克场）的量子化进行深入探讨，着重解释如何通过反交换关系（Anti-Commutation Relations）满足泡利不相容原理。 2. 路径积分方法（Path Integral Formulation）： 介绍狄拉克（Dirac）对量子力学中路径积分的贡献，并将其推广到场论。定义经典作用量在量子涨落中的核心地位。详细推导配分函数（Partition Function）与关联函数（Correlation Functions）之间的关系，指出关联函数是计算散射概率和观测值的关键。 3. 真空结构与零点能： 深入讨论量子场的零点能问题。解释为什么正则量子化和路径积分都会导致无限大的真空能量密度，并初步探讨重整化问题的起源。 第三部分：相互作用场论与微扰展开 本部分将引入相互作用项，并展示如何使用微扰论来计算实际物理过程的散射截面和衰变率。 1. 相互作用的引入： 构造描述自相互作用标量场（如$phi^4$理论）和描述电磁相互作用的拉格朗日量。讨论相互作用项如何改变场的演化方程。 2. 费曼规则的推导： 沿着路径积分的框架，系统地从关联函数出发，推导费曼规则。详细解释每个元素（线、顶点、传播子）的物理意义。本书将用大量的实例（如电子-电子库仑散射的低阶计算）来贯穿费曼规则的实际应用。 3. S矩阵与散射截面： 阐述S矩阵（Scattering Matrix）的定义，并介绍LSZ（Lehmann-Symanzik-Zimmermann）约化公式，该公式是连接关联函数和可观测物理量的桥梁。讨论费曼图计算中如何提取运动学因子和反应截面。 第四部分：重整化与有效场论 这是现代量子场论不可或缺的组成部分，本书将侧重于概念的清晰阐释，而非繁复的数学技巧。 1. 紫外灾难与发散处理： 详细分析高阶费曼图计算中出现的紫外（UV）发散。介绍两种主流的正则化方法：截断法（Cutoff Regularization）和维度正则化（Dimensional Regularization）。 2. 重整化程序（Renormalization）： 深入解释“物理量必须有限”的观点。通过“裸量”与“物理量”的联系，展示如何吸收发散项。重点阐述“重整化群”（Renormalization Group, RG）的概念，解释物理常数如何依赖于观测尺度（Running Couplings）。 3. 有效场论（Effective Field Theory, EFT）视角： 从现代角度看待重整化，将任何物理理论视为在特定能量尺度下的有效描述。讨论 EFT 的普适性，以及如何通过低能有效拉格朗日量来组织对新物理的搜索。 本书特色与目标读者 本书的结构设计强调逻辑的连贯性，从经典物理的确定性框架，平滑过渡到量子场论的概率性描述。我们坚持： 从基本原理出发： 每一步推导都可追溯至作用量或对易关系，避免直接“引用”复杂的结论。 强调数学物理基础： 对群论（特别是庞加莱群和规范群）在场论中的作用进行必要的介绍，但将其作为工具而非理论的核心。 关注概念的物理图像： 确保读者不仅知道“如何计算”，更理解“为什么这样计算”。 本书适合于理论物理、高能物理、凝聚态物理等领域的研究生和高级本科生作为教材或参考书。它为读者打下坚实的理论基础，使其能够自信地深入研究量子电动力学（QED）、量子色动力学（QCD）乃至标准模型等更具体的课题。 （预计字数：约1550字）

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这本书的内容非常扎实，涵盖了电力系统分析的方方面面。从基础的电力系统运行原理，到复杂的潮流计算、短路计算、暂态稳定性分析，无一不精。特别是书中对各类计算方法的详细阐述，配以大量的实例分析，让原本抽象的概念变得生动易懂。我尤其欣赏作者在讲解过程中，将理论知识与实际工程应用紧密结合，很多章节都引用了真实案例，让我能更深刻地理解理论在实践中的重要性。例如，在讲到电压稳定问题时，作者不仅介绍了其发生机理，还详细分析了导致电压不稳定的各种因素，并提出了相应的控制和改善措施，这对于我今后从事相关工作非常有指导意义。此外，书中还涉及了电力市场、新能源接入等前沿话题，展现了电力系统分析的最新发展趋势，这对于保持知识的更新至关重要。总的来说，这是一本集理论性、实践性、前沿性于一体的优秀教材，对于电力系统领域的学习者来说，绝对是一本不可多得的宝藏。

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这本书的价值远不止于理论知识的传授，它更像是一本实用的工具书，为从事电力系统相关工作的专业人士提供了宝贵的参考。我尤其看重书中关于计算方法的详尽介绍，包括各种潮流计算算法的优缺点、短路电流计算的步骤和注意事项，以及灵敏度分析的应用。这些内容对于我日常工作中处理实际问题非常有帮助。作者在讲解时，不仅给出了公式和推导过程，还重点强调了这些方法在工程实践中的适用范围和局限性，并提供了一些实用的技巧和经验。此外，书中对电力系统风险评估和安全运行方面的讨论，也给我留下了深刻的印象。通过阅读这部分内容，我认识到电力系统分析不仅仅是技术层面的问题，更需要考虑到经济、环境和社会等多方面因素。这本书无疑为我提供了一个全面了解电力系统运行的视角。

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坦白说，我起初对这本书抱有一些疑虑，担心它会过于理论化，难以消化。然而，实际阅读下来，我的担忧完全被打破了。作者在讲解时，非常注重理论与实践的结合，很多概念都通过形象的比喻和生动的例子来阐释，让我在轻松愉快的阅读氛围中掌握了核心知识。例如，在讲解电力系统中的暂态过程时，作者没有一味地罗列复杂的微分方程，而是通过对现实生活中一些类似现象的类比，帮助我们建立直观的理解。书中大量的插图和流程图也起到了至关重要的作用，它们将抽象的数学模型可视化，让我更容易把握问题的关键。我特别欣赏作者在处理一些难点问题时，所采用的多角度分析方法，有时会从物理原理出发，有时会从数学模型入手，有时甚至会结合实际运行经验，让我在理解问题时更加透彻。这本书就像一位循循善诱的良师益友，引导我一步步深入电力系统的奥秘。

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初次翻阅这本书，就被其严谨的逻辑和清晰的结构所吸引。作者仿佛一位经验丰富的工程师，娓娓道来，将复杂的电力系统原理层层剥开。从母线类型、潮流计算的几种常见方法，到负序、零序网络的构建与应用，书中对每一个知识点的讲解都抽丝剥茧，循序渐进。我最喜欢的部分是关于系统故障分析的章节，作者详细介绍了不同类型故障的特点、对系统运行的影响，以及相应的保护原理。那些图表和公式，虽然看起来有些吓人，但在作者的引导下，竟然变得不那么难以理解了。特别是对于那些可能影响系统安全运行的故障，作者都给予了特别的关注，并提供了详细的计算步骤和分析方法。我感觉自己仿佛置身于一个真实的电力调度中心，亲身参与到分析和解决问题的过程中。这本书不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的训练，培养了我对电力系统运行的整体观和细致的分析能力。

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对我而言，这本书最吸引人的地方在于它对电力系统复杂性与精细化分析的深入探索。作者在介绍电力系统稳定性的内容时，并没有停留在简单的概念层面，而是对不同类型稳定性（包括稳态稳定性、动态稳定性、暂态稳定性）进行了细致的区分和深入的分析，并详细阐述了影响稳定性的各种因素，以及相应的控制和协调策略。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，让我对电力系统稳定性的理解更加系统和深刻。书中对系统故障的分类与分析，也做得非常到位，不仅仅是列出故障类型，而是深入到故障发生的原因、对系统运行的影响以及故障后的恢复过程，都进行了细致的描述。此外，书中关于电力系统规划与优化设计的内容，也为我提供了新的思路和方法。它教会我如何从全局的角度去审视电力系统的建设和发展，如何在满足能源需求的同时，最大限度地提高系统的效率和可靠性。这本书让我对电力系统的认识，提升到了一个全新的高度。

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