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出版者:

作者:Amit, Daniel J.; Verbin, Yosef; Verbin, Yosef

出品人:

页数:565

译者:

出版时间:1999-12

价格:451.00元

装帧:

isbn号码:9789810231927

丛书系列:

图书标签:

• 统计力学7
• 统计物理
• 物理学
• 热力学
• 凝聚态物理
• 量子统计
• 系综理论
• 相变
• 涨落
• 非平衡态
• 计算物理

深入探究物质的宏观与微观交织：量子场论、弦理论与宇宙学的精妙融合 本书旨在为读者提供一个广阔而深入的视角，探索当代理论物理学中最前沿、最具挑战性的领域，重点关注量子场论的进阶应用、超对称性与弦理论的结构，以及这些理论如何塑造我们对早期宇宙和黑洞物理学的理解。这不是一本关于经典热力学或统计力学基础的教科书，而是将读者的目光引向物质描述的终极框架——那些试图统一所有基本力的理论构想。 第一部分：超越标准模型的量子场论精义 本部分将从量子场论（QFT）的现代视角出发，系统性地回顾并深化对基本粒子及其相互作用的描述。我们将超越传统的费曼图计算，重点探讨重整化群（Renormalization Group, RG）的深层含义，即物理定律如何随着能量尺度的变化而演变。 第一章：非微扰场论的挑战与方法 本章将深入讨论在强耦合区域，微扰论失效时所面临的理论困境。我们将详细分析晶格场论（Lattice QCD）的基本原理，包括欧几里得时空下的路径积分构造，以及蒙特卡洛模拟在计算禁闭能标和质量谱中的关键作用。此外，还会引入有效场论（Effective Field Theory, EFT）的概念，阐释如何在特定能标下构建描述物理现象的简洁模型，以及如何处理高阶算符的意义。 第二章：规范理论的几何化与拓扑性质 我们将探讨杨-米尔斯理论的现代解释，强调其与微分几何的紧密联系。重点分析规范场论中的拓扑荷，如瞬子（Instantons）和磁单极子（Magnetic Monopoles）的存在性及其物理后果，特别是它们在解释电荷宇称（CP）破坏中的角色。本章还将介绍Chern-Simons理论，作为低维拓扑场论的典范，及其在凝聚态物理（如分数量子霍尔效应）中的应用联结。 第二部分：超对称与统一的梦想：弦理论的基石 本部分将带领读者进入对引力与量子力学进行和谐统一的尝试——超弦理论。我们将重点剖析其数学结构和对粒子物理的预测。 第三章：超对称性的构建与对引力的容纳 超对称（Supersymmetry, SUSY）作为连接玻色子和费米子的基本对称性，是构造可重整化量子引力理论的关键。本章详细阐述超空间（Superspace）的构造，以及超引力（Supergravity）如何自然地从超对称规范场论中浮现。我们将研究超对称的破缺机制（如SSB和隐含破缺），及其对寻找超伴子（Superpartners）的实验约束。 第四章：五种弦理论与M理论的框架 本章将系统梳理I型、IIA型、IIB型、异想（Heterotic）E8xE8和SO(32)弦理论的五种不同理论。我们将深入研究D-膜（Dirichlet Branes）的物理图像，阐释它们如何承载开弦和闭弦的端点，并成为理论中的基本实体。重点在于理解对偶性（Duality）：T对偶、S对偶和U对偶如何揭示这些看似不同的理论在深层数学结构上的统一性，最终指向一个统一的、尚未完全明确的M理论框架。 第五章：AdS/CFT对应：全息原理的数学实现 反德西特空间/共形场论（AdS/CFT）对应是近年来理论物理中最具影响力的进展之一。本章将详述全息原理（Holography）的数学基础，即在$(D+1)$维引力理论（如IIB型弦理论在AdS5×S5上的嵌入）与$D$维共形场论之间的精确映射。我们将探讨如何利用CFT的强耦合性质来解决AdS空间中强耦合引力问题的计算难题，以及这一对应如何提供关于量子引力非微扰性质的深刻见解。 第三部分：时空尽头的物理学：黑洞与早期宇宙的量子诠释 最后一部分，我们将应用前述的高级理论工具，去探索宇宙中最极端和最古老的物理场景。 第六章：黑洞热力学与信息悖论 本章将从Bekenstein-Hawking熵的引入出发，探讨黑洞的量子性质。我们将研究Hawking辐射的半经典推导，以及它所引发的黑洞信息悖论——一个直接挑战量子力学基本幺正性的深刻问题。随后，我们将考察弦理论和AdS/CFT如何尝试解决信息悖论，例如通过构建黑洞的微观态计数模型，以恢复量子演化的幺正性。 第七章：宇宙暴胀模型与量子引力效应 本章将聚焦于暴胀（Inflation）理论，探讨其如何解决早期宇宙的视界和磁单极子问题。我们将详细分析基于标量场的混沌暴胀和永恒暴胀模型，并重点考察暴胀的量子涨落如何被冻结并成为宇宙微波背景（CMB）中观测到的密度扰动的源头。最后，将探讨在极端早期宇宙中，量子引力效应可能留下的观测信号，例如原初引力波谱的非高斯性特征，以及如何利用这些观测来限制更基础的量子引力理论参数。 本书的读者应具备扎实的经典场论和高等数学基础，目标是提供一个通往当代理论物理研究前沿的、结构严谨且富有洞察力的导航图。

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这本书最大的特点，我认为在于它对“近似”和“极限”的处理艺术。在处理真实世界中的复杂系统时，我们总需要进行简化，如何选择合适的近似而不丢失物理本质，是理论物理学家的核心技能之一。这本书非常坦诚地展示了这一点，它不会为了追求数学上的完美而忽略物理上的合理性。比如，在处理临界现象时，作者清晰地划分了不同尺度下的有效理论，并明确指出了每种近似的适用范围和潜在的失效点。这种严谨的态度，让我对科学的局限性有了更深刻的认识。它教导我，理论模型永远只是对现实的简化描述，而非现实本身，真正的智慧在于知道在何时、何地停止简化，并承认模型的不完备性。这种对科学哲学层面的引导，使得这本书超越了一般的教学工具，成为了启发思考、培养科学精神的良师益友。

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我花了好几天时间，断断续续地啃完了前三章，感觉自己的认知地图正在被彻底重绘。这本书在引入基本概念时，那种循序渐进的讲解方式简直是教科书级别的典范。它没有一上来就抛出那些令人望而生畏的勒让德变换或者配分函数，而是从最直观的理想气体模型开始，用生动的类比和深入浅出的语言，将宏观可观测量与微观粒子运动状态巧妙地联系起来。更难能可贵的是，作者在阐述每一个数学工具时，都会简要回顾其物理背景，而不是生硬地堆砌公式，这对于我这种非数学专业出身的理工科学生来说，简直是救命稻草。比如，在处理玻尔兹曼统计时，作者对“不可区分性”带来的修正，解释得极其到位，让我终于明白了为什么微正则系综和正则系综在极限情况下会收敛，那种豁然开朗的感觉，真是太棒了。这本书的理论深度是毋庸置疑的，但它始终保持着对读者的友好度，像一位耐心十足的导师在耳边低语。

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这本书的习题部分，绝对是衡量其价值的一大标尺，而这本着实没有让我失望。通常很多教材的习题要么过于简单，要么就是直接照搬例题的变种，缺乏真正挑战思维的题目。然而，这里的练习题设计得非常有层次感和启发性。从基础的巩固应用，到需要结合多个知识点进行综合分析的难题，再到最后几章那些直击前沿、需要读者自行拓展阅读的开放性探讨，几乎覆盖了一个学生从入门到进阶所需的所有思维训练环节。我尝试解开其中一道关于“量子涨落对宏观系统的影响”的思考题时，卡住了整整一个下午，最终查阅了数篇外部文献才勉强理清思路。这种“刻意练习”的设置，远比单纯的知识灌输有效得多，它强迫你的大脑去模仿物理学家的研究过程，而不是仅仅记忆结论。完成这些习题后，我感觉对所学理论的掌握程度有了质的飞跃，不再是停留在“会用公式”的层面，而是开始理解“为什么要用这个公式”。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种沉稳的深蓝色调，配上烫金的书名，拿在手里就感觉分量十足，仿佛能感受到里面蕴含的深厚学识。内页的纸张选得也好，触感温润，即便是长时间阅读也不会感到疲惫，这对于这种需要反复推敲的专业书籍来说，简直是福音。章节的排版非常清晰，公式的推导过程每一步都留有足够的空间，使得读者在跟进作者思路时，不易被密密麻麻的符号搞得晕头转向。特别是那些复杂的积分和求和符号，处理得干净利落，让人心生敬佩。翻开扉页，作者的引言部分，那种对物理世界本源的探索热情跃然纸上，很容易就能将初学者拉入这个既宏大又微观的殿堂，让人迫不及待想深入了解那些粒子如何在无序中构建出我们所见的秩序。这本书的配图也十分用心，那些相图、能级示意图，即便没有文字的详细解释，仅凭图形本身就传递了大量信息，体现了作者在教学设计上的匠心独运。

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作为一本深入探讨物理学核心领域的著作，其参考文献和注释系统做得相当规范和详尽。每当书中引用到一个关键的数学推导或某个历史性的实验成果时，作者都会在页脚清晰地标注出原始出处，这对于希望进行更深层次学术探究的读者来说，简直是金矿。我特别欣赏它在关键概念旁边设置的“历史注脚”，比如对朗之万方程的提出背景的简短描述，或者对早期关于熵的争议的提及。这些小小的侧边文字，极大地丰富了阅读体验，让冰冷的理论框架变得有血有肉，充满了人文学科的色彩。它不仅告诉我“是什么”，更告诉我“为什么是这样形成的”，这种对科学史的尊重和融入，使得整本书的学术品味瞬间提升了一个档次，让人感觉这不是一本孤立的教材，而是一部与整个物理学发展史对话的著作。

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