统计物理和蛋白质折叠讲义 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:复旦大学出版社

作者:黄克逊

出品人:

页数:144

译者:

出版时间:2006-1

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787309052039

丛书系列:研究生前沿教材书系

图书标签:

• 统计物理
• 生物物理
• 物理
• 蛋白结构
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• 蛋白質組學
• 统计力学5
• 化学
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• 蛋白质折叠
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• 计算生物学
• 分子生物学
• 物理化学
• 复杂系统
• 理论生物学
• 生物信息学
• 讲义

《量子场论导论：从基本概念到前沿应用》 内容简介 本书旨在为物理学、数学及相关交叉学科的高年级本科生和研究生提供一套全面而深入的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）基础教程。本书的编写严格遵循物理图像与数学严谨性并重的原则，力求清晰地构建起从经典场论到量子场论的过渡框架，并逐步引入现代物理学中不可或缺的核心理论工具。 全书结构设计遵循循序渐进的逻辑，首先回顾经典场论的必备知识，随后系统地阐述量子化的过程与规范场论的基础。我们致力于避免对高等数学工具的过度依赖，转而强调物理直觉和概念的培养，使读者能够扎实地掌握量子场论在粒子物理和凝聚态物理中的应用潜力。 第一部分：经典场论的回顾与基础 第一章：拉格朗日力学与连续介质 本章从分析力学中的拉格朗日表述出发，扩展到具有无穷多自由度的连续系统。我们将详细讨论作用量原理在场论中的应用，推导出欧拉-拉格朗日方程，并明确定义动量密度和哈密顿密度。重点分析了连续系统中的能量、动量和角动量守恒定律，引入了诺特定理（Noether's Theorem）作为连接对称性与守恒量的桥梁，这是量子场论中规范对称性的理论基础。 第二章：狭义相对论与洛伦兹协变性 为构建相对论性的量子场论，本章首先回顾狭义相对论的背景，特别是四维时空（Minkowski空间）的几何结构。核心内容是洛伦兹变换及其生成元。我们将构建满足洛伦兹协变性的标量场、四矢场和二阶张量场，并推导出相应的拉格朗日密度。这为后续的自由场论打下必需的相对论框架。 第三章：自由场的经典动力学 本章开始构建具体的场论模型。首先，我们详细分析了最简单的自由标量场（Klein-Gordon场）的运动方程及其解的构造。随后，引入自旋为1/2的狄拉克场，推导出狄拉克方程，并探讨其相对论性解释，包括负能解的物理意义。最后，简要讨论自由矢量场（如电磁场）的经典描述，为规范场的引入做铺垫。 第二部分：量子化过程与微观粒子描述 第四章：正则量子化方法 本章是全书的核心技术部分。我们将严格地将经典场论的哈密顿量形式转化为量子算符，执行正则对易关系（Commutation Relations）。首先，使用正则对易关系对Klein-Gordon场进行量子化，由此自然地引入粒子态的产生（Creation）和湮灭（Annihilation）算符。随后，我们将此方法应用于狄拉克场，处理费米子系统的反对易关系（Anticommutation Relations），并阐述泡利不相容原理在量子场论中的体现。 第五章：微观粒子解释与因果律 在完成量子化后，本章致力于理解量子场论中的粒子图像。我们将详细解释如何用粒子态（ Fock 空间）来描述任意数目的粒子系统。至关重要的是，本章将证明相对论性量子场论自动保证了因果律——即任何物理信号的传播速度不超过光速。通过计算同一时间不同空间点的场算符的对易关系，严格证明了时空分离事件的算符对易性。 第六章：自旋统计定理 本章深入探讨了量子场论中自旋与统计本质的联系。我们将利用微扰论的思想，从基本原理推导出自旋为整数的粒子（玻色子）服从玻色-爱因斯坦统计，而自旋为半奇数（如1/2，费米子）的粒子服从费米-狄拉克统计。这一定理是现代物理学的基石之一，也是区分物质粒子和媒介粒子的关键。 第三部分：相互作用、微扰论与路径积分 第七章：相互作用理论与微扰展开 本章将已建立的自由场论扩展到包含相互作用的系统。我们将引入一个包含相互作用项的拉格朗日密度，例如$phi^4$理论。使用Dyson级数形式化相互作用下的时间演化算符。重点介绍S矩阵（散射矩阵）的概念，它是描述粒子间相互作用过程概率幅的工具。 第八章：费曼图与微扰计算 费曼图是量子场论计算的核心图形语言。本章详细介绍如何将Dyson级数的每一项与对应的费曼图联系起来，系统地阐述了内部线、顶点因子、外部线以及积分的规则。随后，我们将进行最简单的例子计算，如电子的$phi^4$理论中的二阶散射过程，学习如何计算微分截面和衰变率。 第九章：路径积分表述 作为现代量子场论的强大替代工具，本章引入路径积分（Path Integral）方法。我们将从经典的泛函积分形式出发，构建自由场的配分函数，并阐述其与正则量子化方法之间的联系。路径积分表述在处理规范场论和引力理论中展现出巨大优势，本章为后续深入学习提供必要的概念准备。 第四部分：规范场论与标准模型基础 第十章：规范不变性与规范场 本章引入描述基本相互作用的关键概念——规范对称性。我们将从阿贝尔（Abelian）规范不变性（即电磁学的U(1)对称性）出发，引入规范玻色子（光子）的必要性，并推导出麦克斯韦方程组。随后，我们将概念推广到非阿贝尔（Non-Abelian）规范群，为量子色动力学（QCD）和电弱理论奠定数学基础。 第十一章：量子电动力学（QED） 本章专注于最成功的相对论性量子场论——量子电动力学。我们将使用规范量子化的方法（如协变规范或里普斯法）来处理光子场，并详细讨论QED的费曼规则。我们将通过计算电子-电子散射等过程，展示如何处理光子的发射与吸收，并首次接触到重整化（Renormalization）的初步概念。 本书的结构确保了读者在掌握粒子物理核心概念的同时，也能够理解凝聚态物理中描述集体激发（如准粒子）所需的量子场论工具。对于希望深入研究高能物理或统计物理中临界现象的读者而言，本书提供了一个坚实且自洽的起点。

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不理解这本书的目标读者是什么人,对于懂的人来说这本书过于简单了,对于不懂的人又因为写的过于简略而看不懂,而且按照这个文字量其实就是一个综述,何必还要出本书来赚钱? 其中对于统计物理方面的讲解过于简单,无法支撑对于蛋白质折叠方面的叙述,而对于蛋白质折叠方面的讲解也因...

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阅读这本书的过程中，我明显感觉到作者在尝试用一种更具启发性的方式来讲解问题，而不是简单地罗列公式和定理。他似乎非常擅长捕捉那些最容易让学生感到困惑的关键点，并给出非常巧妙的物理图像或类比来解释背后的深层含义。很多时候，一个看似抽象的数学操作，在作者的笔下瞬间就变得鲜活起来，让人能够立刻抓住其物理本质。这种“点石成金”的讲解能力，让原本冰冷枯燥的理论焕发出了生命力。我经常发现自己读完一个段落后，会忍不住停下来，在脑海中快速复盘一遍刚才读到的概念，因为作者的叙述方式常常能触发更深层次的思考，促使读者主动去探索“为什么”而不是仅仅满足于“是什么”。这种鼓励主动思考的教学风格，远比死记硬背来得有效得多。

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这本书的附录和习题部分简直是为自学者量身打造的宝藏。通常很多学术著作的习题部分要么过于简单，要么直接给出过于晦涩的提示，让人无从下手。但这本书的习题设计明显经过了精心策划，它们不仅仅是用来检验对课本内容的掌握程度，更像是对延伸阅读和深入思考的精心引导。每一个习题的设置都恰到好处地将所学知识点进行了有机串联和拓展，很多题目本身就构成了一个完整的小型研究课题。对于那些希望通过自学来打下坚实基础的人来说，这种具有梯度和层次感的练习体系是极为宝贵的。此外，附录中的一些补充材料也处理得非常到位，它们提供了必要的背景知识和工具函数的简要回顾，确保读者在遇到特定技术障碍时，能迅速找到必要的“后盾”，使得学习过程中的卡壳感大大降低。

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从一个长期关注跨学科研究的角度来看，这本书在融合不同领域思想的深度上做得非常出色。它显然不仅仅局限于某一特定学科的范畴，而是巧妙地将看似不相关的理论工具和视角引入进来，共同探讨核心问题。这种融会贯通的能力，使得对复杂系统的理解不再是片面的，而是拥有了多维度的透视能力。我特别关注到某些章节中对宏观现象微观起源的探讨，那种将统计力学的严谨性与实际物理过程的复杂性进行对接的处理方式，展现了极高的学术水准和广博的知识面。它成功地引导读者跳出单一学科的思维定式，去拥抱那种更具现实意义的、跨越边界的研究范式。这本书的价值在于，它不仅仅教授了“方法”，更重要的是，它培养了一种“整合性”的科学思维。

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这本书的排版和装帧设计简直是收藏级的享受。拿到手里就能感受到那种厚重而扎实的质感，纸张的选择非常考究，阅读起来光线反射柔和，长时间看也不会觉得眼睛疲劳。尤其是那些复杂的公式和图表，印刷得清晰锐利，即便是细微的符号也能准确无误地呈现出来。封面设计上，那种简约中透露出学术深度的风格，让人一看就知道这不是那种流于表面的科普读物，而是真正有分量的学术著作。书脊的锁线装订也做得非常牢固，感觉即便是经常翻阅，也不会轻易散架，这对于需要反复查阅参考的教材来说是至关重要的优点。细节之处见真章，从开本的选取到字体字号的搭配，都体现了出版方对读者的尊重和对知识传播的严谨态度。可以说，光是捧着这本书，都能感受到一种沉浸式的学习氛围，这种实体书的体验是电子版无法替代的。作者似乎非常注重阅读体验的方方面面，让人在探索高深理论的同时，也能享受到阅读本身的乐趣。

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这本书的逻辑构建无疑是其最令人称道之处。作者在引入新的概念时，总是能做到循序渐进，前后的衔接过渡极其自然流畅，使得即便是初学者也能逐步跟上深奥的理论推导。我特别欣赏作者处理复杂概念时所采取的“铺垫”策略，他从最基础的物理图像或数学工具开始，逐步搭建起知识的阶梯，而不是直接抛出结论。这种结构安排极大地降低了陡峭的学习曲线，让读者能够带着清晰的脉络去理解那些原本可能让人望而生畏的数学描述。每一次章节的结束，似乎都能清晰地看到自己知识边界的拓展，这种累积感非常具有成就感。它不像某些教材那样将知识点机械地堆砌在一起，而是将其编织成一张逻辑严密的大网，让人在学习过程中不断发现不同分支之间的内在联系，真正体会到理论体系的统一性。

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