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出版者:Dover Publications

作者:Claude Itzykson

出品人:

页数:752

译者:

出版时间:2006-2-24

价格:USD 39.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780486445687

丛书系列:Dover Books on Physics

图书标签:

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《量子场论》 内容概述 《量子场论》是一部深入探讨量子场论（QFT）核心概念、数学框架及其在描述基本粒子和相互作用中应用的著作。本书旨在为物理学专业高年级本科生、研究生以及对量子场论有浓厚兴趣的科研人员提供一个全面而严谨的学习资源。全书从量子力学的基本原理出发，逐步构建起量子场论的理论体系，并详细阐述了其在粒子物理和凝聚态物理等前沿领域的广泛应用。 第一部分：量子力学基础回顾与量子场论的缘起 在正式进入量子场论的世界之前，本书首先回顾了量子力学中的关键概念，包括量子态、算符、海森堡不确定性原理、薛定谔方程、粒子在势场中的行为等。这一部分的目标是确保读者对量子力学的基本语言和工具拥有扎实的基础，为理解更抽象的场论概念做好准备。 随后，本书探讨了量子力学在描述相对论性粒子时遇到的困难，以及这些困难如何自然地引导出量子场论的诞生。特别地，本书将介绍狄拉克方程及其在描述电子等费米子时的成功，并引出正负电子对产生与湮灭的现象，这是量子场论的第一个重大成就。通过对狭义相对论与量子力学的结合，读者将体会到量子场论作为一种更普适的描述框架的重要性，它能够同时处理多粒子系统、粒子产生与湮灭以及相对论效应。 第二部分：经典场论与二次量子化 为了构建量子场论，本书首先深入讲解了经典场论的数学结构。读者将学习到场量、拉格朗日量密度、作用量以及欧拉-拉格朗日方程在场论中的应用。本书将通过具体的例子，如标量场、矢量场和旋量场，来演示如何从经典的拉格朗日量导出场的运动方程。 在此基础上，本书将引入“二次量子化”的概念。这是量子场论的核心技术之一，它将经典场量视为算符，并在希尔伯特空间中引入产生算符和湮灭算符，用于描述粒子的产生和湮灭。本书将详细介绍如何将经典场分解为傅里叶模式，并对这些模式进行二次量子化，从而构建出量子化的场算符。通过对玻色子和费米子的二次量子化过程的详细讲解，读者将理解量子场论如何自然地描述粒子统计的行为（玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计）。 第三部分：洛伦兹协变性与因果律 量子场论的显著特点之一是其对洛伦兹协变性的要求，即理论描述在洛伦兹变换下保持不变。本书将详细阐述洛伦兹群的表示理论，以及如何构建满足洛伦兹协变性的拉格朗日量。读者将学习到旋量、矢量等不同表示如何对应于不同的粒子类型。 此外，因果律在量子场论中扮演着至关重要的角色。本书将探讨如何确保量子场论的算符在时空上满足因果律，即远距离的事件之间不应相互影响。本书将介绍传播子（propagator）的概念，并解释其在描述粒子在时空中传播过程中的作用。通过对传播子的分析，读者将理解量子场论如何自然地保证了信息传递不会超光速。 第四部分：相互作用绘景与微扰理论 真实世界的粒子并非孤立存在，它们之间会发生相互作用。本书将详细讲解如何将相互作用引入量子场论。读者将学习到相互作用哈密顿量或拉格朗日量，以及如何利用它来描述粒子间的散射、衰变等过程。 在处理复杂的相互作用问题时，微扰理论是不可或缺的工具。本书将系统地介绍费曼图（Feynman diagram）技术，这是计算散射振幅和衰变率的标准方法。读者将学习如何绘制费曼图，理解每个图元（顶点、传播子线、外部粒子线）所对应的数学表达式，以及如何利用费曼规则进行计算。本书将通过一些基础的散射过程（如电子-电子散射）来演示微扰计算的步骤，并介绍如何处理无穷大问题，例如如何进行重整化。 第五部分：重整化与对称性 在微扰计算中，常常会出现发散的积分，导致结果是无穷大。重整化是处理这些发散的关键技术，它能够提取出物理上可观测的有限量。本书将深入介绍重整化的概念，包括重定义耦合常数和场强，以及重整化群方程。读者将理解为什么重整化是量子场论不可或缺的一部分，并能够解释不同尺度下物理参数的变化。 对称性在物理学中具有极其重要的地位，在量子场论中也不例外。本书将详细讨论各种对称性，包括全局对称性和局域对称性。读者将学习到诺特定理在场论中的应用，以及对称性如何与守恒律联系起来。特别是，本书将深入讲解规范对称性（gauge symmetry）的概念，这是描述基本相互作用（如电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用）的关键。通过对杨-米尔斯理论的介绍，读者将理解非阿贝尔规范场论的结构及其在粒子物理模型中的重要作用。 第六部分：量子电动力学（QED） 量子电动力学（QED）是第一个成功的量子场论，它精确地描述了光与带电粒子的相互作用。本书将用一个专门的章节来深入讲解QED。读者将学习到QED的拉格朗日量，以及如何利用费曼图计算电子-电子散射、光子散射等过程。本书将重点介绍QED的重整化，以及如何解释如电子反常磁矩等精密实验结果。通过对QED的细致讲解，读者将能够深入理解一个完整的、成功的量子场论的构建与验证过程。 第七部分：量子色动力学（QCD）与弱相互作用 在粒子物理标准模型中，强相互作用和弱相互作用也由量子场论来描述。本书将介绍量子色动力学（QCD），它是描述夸克和胶子之间强相互作用理论。读者将学习到QCD的渐进自由（asymptotic freedom）和色禁闭（color confinement）等重要特性，并理解这些特性是如何通过规范对称性产生的。 此外，本书还将介绍描述弱相互作用的理论，包括费米理论和后续的电弱统一理论。读者将了解中微子振荡、β衰变等现象在电弱理论框架下的解释。 第八部分：非微扰方法与现代话题 虽然微扰理论在许多情况下非常有效，但对于某些强相互作用区域，非微扰方法是必需的。本书将简要介绍一些非微扰技术，如格点量子场论（Lattice QCD）以及一些概念性的方法，为读者提供一个更广阔的视角。 最后，本书将展望量子场论在现代物理学中的一些前沿应用和发展方向，例如： 标准模型之外的物理学： 引入一些超出标准模型的概念，如超对称性（supersymmetry）、额外维度等，并讨论它们如何通过量子场论的框架来探索。 凝聚态物理中的量子场论应用： 介绍量子场论在描述多体系统中的普遍性，例如超导、量子霍尔效应、临界现象等。 引力与量子场论： 探讨将引力量子化的挑战，以及弦论等候选理论。 总结 《量子场论》是一部旨在为读者提供扎实理论基础和广泛应用视野的权威著作。通过循序渐进的讲解，从基础概念到前沿问题，本书力求让读者透彻理解量子场论的精妙之处，并能够运用它来分析和解决更复杂的物理问题。本书内容严谨，例证翔实，是每一位致力于深入理解微观世界奥秘的物理学研究者不可或缺的参考。

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老实说，这本书的某些章节，比如对高阶微扰论和圈图计算的介绍，读起来简直像在啃一块无法下咽的干粮。它要求读者对复变函数、群论和张量分析有近乎完美的掌握。我尝试着自己推导了几个标准模型中夸克-胶子散射的例子，结果发现自己的计算过程与书中的简洁步骤相去甚远，充分暴露了自身基础的薄弱。然而，正是在这种挫败感中，我体会到了这本书的“刻薄的爱”。它不提供捷径，它强迫你从每一个细节中榨取出物理意义。特别是关于规范玻色子的质量起源部分，作者的讲解层层递进，逻辑上的推导过程极其有力，让你在茅塞顿开的同时，也对自己此前的理解产生了深刻的反思。这本书是为严肃的物理学习者准备的，它不会轻易地对你妥协。

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这本《量子场论》简直是物理学界的“圣经”！初次翻开它，我几乎就被那种宏大叙事的气场所震撼到了。作者似乎拥有一种魔力，能将那些抽象到令人头皮发麻的数学结构，用一种近乎诗意的语言娓娓道来。它不是那种只会堆砌公式的教科书，而是真正带着你走进微观世界的探险指南。我尤其欣赏它对路径积分表述的深度剖析，那种“所有可能历史”叠加起来构建真实世界的哲学意境，让我这个业余爱好者都能感受到物理学最深刻的美感。细节之处，比如对规范场论的引入，处理得极其优雅，没有丝毫生硬的转折。读这本书，与其说是在学习知识，不如说是在进行一次智力上的朝圣，每啃下一章，都感觉自己的思维边界被拓宽了一寸。那种从拉格朗日量出发，一步步推导出量子涨落和粒子相互作用的逻辑链条，严密得如同精密的瑞士钟表。对于想真正领悟量子力学深层内涵的人来说，这本书提供了一个无与伦比的视角。

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这本书的排版和插图简直是一场视觉的灾难，如果不是冲着内容，我可能早就把它丢到一边了。那些数学公式密密麻麻地挤在一起，常常需要借助放大镜才能分辨清上下标。不过，当我翻到关于对称性与守恒定律的那一章时，所有的抱怨都烟消云散了。作者对诺特定理的阐述达到了登峰造极的地步，他不仅展示了如何从连续对称性中导出守恒量，更深入探讨了自发对称破缺在粒子物理中的决定性作用。那种将抽象的群论结构与可观测的物理现象完美嫁接的能力，体现了作者深厚的洞察力。读到此处，我深切地感受到，量子场论远不止是粒子物理的工具箱，它更是描述自然界基本规律的语言本身。这本书的价值在于其内容深度，而非装帧设计，这点需要读者有心理准备。

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这本书给我最大的启发，在于它如何处理量子理论的“诠释”问题。它并没有过多纠缠于哥本哈根诠释的哲学争论，而是用量子场论的框架，将粒子本身视为场激发的可观测量，从而提供了一种更统一、更少歧义的描述。作者在引入狄拉克方程时，对负能解的处理方式尤其巧妙，它不是生硬地用“反粒子”来搪塞过去，而是通过相对论的要求，自然地引出了正反粒子对的对称性。这种从基本原理出发，不带任何预设的推导过程，令人信服。全书的论证过程如行云流水，将狭义相对论的约束和量子力学的概率性完美地融合在了一起，最终指向了现代粒子物理学的宏伟蓝图。对于想要真正理解现代物理学“是什么”以及“为什么是这样”的求知者，这本书提供了最坚实的基础。

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天呐，我得说，这本书的难度系数绝对是地狱级别的，但其回报也无可估量。我花了整整一个下午，才勉强消化了关于重整化群（RG）的章节。作者的处理方式非常直观，他没有简单地给出数学工具，而是通过物理图像来解释“为什么”我们需要重整化，以及它如何揭示了物理定律在不同尺度下的普适性。这种“从现象到理论”的教学路径，虽然缓慢，但极其扎实。我印象最深的是其中关于费曼图的讲解，图解的清晰度让人惊叹，即便是最复杂的散射过程，也能被分解成一幅幅清晰的“微观历史”。当然，读者必须具备扎实的经典场论和狭义相对论基础，否则读起来会像在攀登一座没有保护绳的悬崖。但对于那些真正想掌握量子场论作为研究工具的人来说，这本书的严谨性是无可替代的，它教会你的不仅仅是计算，更是物理学的思维方式。

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这本书有大量非常有趣的讨论，比如欧拉-海森堡有效作用量、 Gupta-Bleuler 量子化、Jost-Lehmann-Dyson 表示、Bethe-Salpeter 公式的运用，等等，在一般场论书上是找不到的，对重整化的讲解更是远比 Peskin & Schroeder 详尽。Peskin 用来学，Weinberg 用来搞懂，这本用来学习各种奇淫技巧。学过一轮场论后再读，你会对它爱不释手，真的是爱不释手。当然刚学的时候就拿这本书读，可能会死的比较惨。

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因為太好用了花兩百塊買了一本。

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还不错。

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