量子色动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京世图

作者:Walter Greiner

出品人:

页数:553

译者:

出版时间:2008-1

价格:89.00元

装帧:

isbn号码:9787506291545

丛书系列:Classical Theoretical Physics

图书标签:

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《宇宙的微观基石：粒子、相互作用与隐藏的秩序》 内容简介： 本书并非一本探讨特定学术理论的书籍，而是带领读者踏上一段追溯宇宙最基本构件和支配它们行为的法则的宏伟旅程。我们将剥离宏观世界的繁复表象，深入到组成一切物质的最微小单元，探寻它们之间如何联系、如何变化，以及隐藏在这看似混沌景象背后的深刻秩序。 我们的探索始于对基本粒子家族的认知。从构成原子核的质子和中子，到围绕原子核运动的电子，再到更深层次的夸克和轻子，我们将一一认识这些微小而至关重要的“积木”。这些粒子并非孤立存在，它们通过一系列基本相互作用而联系在一起，构建出我们所见的整个世界。本书将聚焦于这些相互作用的本质，它们是如何传递力量，又是如何塑造粒子行为的。 我们将着重审视强相互作用，这是将夸克束缚在质子和中子内部，并将质子和中子紧密结合在原子核中的强大力量。理解强相互作用的运作机制，就如同破解了物质最核心的秘密。我们会探讨它的“渐近自由”特性，即在极短距离内，这种力反而变得微弱，使得夸克和胶子（传递强相互作用的粒子）可以近似自由地移动；而在稍长的距离，它的力量却急剧增强，如同坚韧的橡皮筋，将粒子牢牢拉扯在一起。这种奇特的性质，是理解原子核稳定性的关键，也是解释宇宙中恒星如何燃烧，以及为何我们至今仍无法“看到”单个夸克的直接原因。 同时，我们也无法绕过电磁相互作用。正是这种力，维系着原子结构的稳定，驱动着电流的流动，并以光的形式穿越宇宙，传递着信息和能量。本书将解析电荷的性质，以及磁场和电场如何相互转化，最终解释光作为一种电磁波的本质。从手机通信到大脑思考，电磁相互作用无处不在，深刻地影响着我们的日常生活和对宇宙的感知。 此外，我们将简要提及弱相互作用，虽然它在日常生活中的显性表现较少，但却在某些关键的核反应中扮演着不可或缺的角色，比如太阳内部的核聚变，以及放射性衰变。我们将了解它如何改变粒子的“味”，从而实现不同粒子之间的转化。 最后，我们还会触及引力，虽然本书的重点并非宏观宇宙，但引力作为一种普遍存在的相互作用，其基本原理依然值得我们去思考。我们将简要探讨牛顿的经典描述，以及爱因斯坦的广义相对论如何将引力理解为时空的弯曲，从而解释行星的轨道，甚至黑洞的存在。 在探索这些基本粒子和相互作用的过程中，本书将引导读者理解“量子世界”的独特规则。这并非一个直观的世界，在这里，粒子可以同时处于多种状态，概率占据主导地位，而观测行为本身也会影响结果。我们将通过一些引人入胜的例子，来揭示量子叠加、量子纠缠等概念的奇妙之处，以及它们如何挑战我们日常的认知。 更进一步，本书将把视角投向这些微观规律在宇宙中的应用。我们将探讨原子如何形成，元素如何合成，以及这些基本构建单元如何通过物理和化学的过程，最终汇聚成星辰、行星，乃至生命。我们将追溯宇宙大爆炸的初期，探寻当时极端条件下粒子和相互作用的行为，以及它们如何奠定了今天宇宙的格局。 本书的写作风格力求深入浅出，避免过度使用艰涩的数学公式，而是侧重于概念的清晰阐释和逻辑的严谨构建。我们相信，即使没有深厚的物理学背景，读者也能通过本书，领略到宇宙微观世界的壮丽与精妙。我们将引用历史上的重要实验和发现，以及当代物理学的前沿进展，让读者感受到科学探索的脉搏。 本书的目的是激发读者对宇宙奥秘的好奇心，培养科学思维，并认识到我们所处的宏大宇宙，其根源在于那些我们肉眼无法触及的微观粒子及其相互作用。从夸克的“色彩”到粒子的“味”，从场的量子化到真空的涌现，我们将一层层揭开这层神秘的面纱，展现一个由基本粒子构成的、充满活力和深刻秩序的微观宇宙。 这是一次对物质最深层本质的求索，一次对宇宙基本语言的解读。通过本书，读者将不仅获得知识，更能获得一种全新的视角，去理解我们自身以及我们所栖居的整个宇宙。我们希望，这段旅程能够启迪思想，点燃探索未知世界的热情，并最终让我们更加深刻地认识到，构成一切事物的微观基石，是如何以其精巧而强大的方式，塑造了我们所感知的现实。 本书将涵盖： 基本粒子的家族谱系： 介绍夸克、轻子、玻色子等基本粒子，以及它们的性质和分类。 四种基本相互作用的解析： 深入探讨强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力，以及它们在粒子世界中的作用。 量子世界的奇异规则： 解释量子叠加、量子纠缠、波粒二象性等概念，以及它们对粒子行为的影响。 粒子物理学的标准模型： 介绍描述已知基本粒子及其相互作用的理论框架。 从微观到宏观的演化： 探讨基本粒子和相互作用如何在宇宙早期和演化过程中，形成原子、分子，并最终构成我们可见的世界。 前沿探索与未解之谜： 简要介绍当前粒子物理学和宇宙学研究的前沿方向，以及尚未解决的重大问题。 本书适合所有对宇宙的起源、物质的基本构成、以及支配宇宙运行的底层法则感兴趣的读者。无论您是学生、教师，还是仅仅是一位对科学充满好奇的探索者，都能在这段旅程中收获知识和启发。

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这本书的深度和广度，远远超出了我原本对一本专业教材的预期。它不仅仅局限于标准模型的框架内对强子结构进行描述，更深入地探讨了量子色动力学在非微扰区域所面临的挑战，例如夸克禁闭现象的数学建模尝试，以及晶格场论的最新进展。作者对那些前沿且尚未完全解决的问题的处理态度非常坦诚，他清晰地划分了已成熟的理论和仍在探索中的领域，避免了给人一种“一切皆已知”的错觉。例如，在讨论到渐近自由性时，他详细梳理了重整化群方法的精妙之处，并用生动的语言描述了高能下耦合常数减小的物理图像，这种对理论“脾气”的细腻描摹，极大地增强了读者对理论的掌握度。此外，书中对实验证据的引用也极为丰富和及时，每当一个理论性结论被提出后，紧接着就会有相关的对撞机实验数据作为佐证，这种理论与实验的紧密结合，让整本书充满了生命力和可信度，让人感觉仿佛正在参与一场正在进行中的物理学革命。

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坦白说，这本书的难度门槛确实不低，对于那些缺乏扎实的量子场论基础的读者来说，前几章可能需要反复研读。但如果能坚持下来，你会发现作者的“苛刻”是有其道理的。这本书的价值不在于提供一个快速入门的捷径，而在于提供一个能够真正站稳脚跟的坚实平台。我个人尤其喜欢其中穿插的几个“深入探讨”小节，它们往往针对某个特定现象进行极其精细的剖析，比如某些特定介子的衰变路径分析，或是对激发态谱的精确计算。这些部分的内容密度极高，需要读者投入极大的专注力去消化其中的数学推导和物理图像的转换。然而，正是这些“硬骨头”，才真正体现了作者深厚的学术功底和对该领域无与伦比的掌控力。读完这些章节后，你会发现自己看待强子物理的视角都变得更加锐利和多维了，那些曾经模糊的边界变得清晰起来，这是一种通过艰苦努力换来的、令人愉悦的智力上的满足感。

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阅读过程中，我常常被书中某些论述的优雅性所折服。物理学的美感往往在于用最简洁的数学语言描述最复杂的自然现象，而这本书很好地体现了这一点。作者在处理规范不变性等核心概念时，所展现出的数学上的简洁和物理上的深刻洞察力，简直是一种艺术。书中对微扰论极限和非微扰效应的对比分析，尤其精彩，它不仅展示了理论的威力，也坦诚地揭示了其局限性，这种科学上的谦逊态度，比任何华丽的辞藻都更能打动人。这本书更像是一部思想的传记，记录了一代物理学家如何运用智慧与工具，试图理解物质世界最基本的力量之一。它不是那种读完就束之高阁的工具书，而是会让你时不时地翻回去，重温那些精妙的推导，并在新的思考角度下获得新的理解的灵感源泉。它真正教会我的，是如何去‘思考’强相互作用，而不仅仅是‘记忆’它的公式。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮。厚实的封面带着一种低调的质感，米白色的主色调辅以深邃的钴蓝色点缀，仿佛在诉说着书中所蕴含的深奥知识与宇宙的浩瀚。内页纸张的选取也颇为考究，光滑而不反光，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。尤其值得称道的是排版布局，文字的行距和字号拿捏得恰到好处，使得那些原本就令人望而生畏的公式和符号，在这种清晰的视觉呈现下，似乎也变得更容易亲近了一些。作者在图表的运用上更是匠心独运，那些复杂的物理模型和粒子相互作用的示意图，不再是冷冰冰的线条堆砌，而是被赋予了某种动态的美感，使得抽象的概念得以具象化，极大地提升了阅读的沉浸感和理解的效率。可以说，这本书在物理形态上就为读者提供了一种高品质的阅读体验，让人在翻开它之前，就已经对即将踏入的知识殿堂充满了敬意与期待。这种对手工制作品的重视，体现了出版方对严肃科学著作应有的尊重，也让它不仅仅是一本教科书，更像是一件值得收藏的工艺品。

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初读这本书时，我最大的感受是作者在构建知识体系上的那种近乎偏执的严谨性。他并没有急于抛出那些让初学者感到眩晕的高端理论，而是像一位耐心的向导，从最基础的对称性原理和场论的基石开始，一步一步地搭建起理解强相互作用的框架。每一个新的概念引入，都伴随着详尽的历史背景回顾和实验动机的阐述，这使得理论的出现不再是凭空捏造，而是源于对自然界中观察到的现象的深刻洞察和数学工具的必然发展。特别是对于规范场论的引入部分，作者花了大量的篇幅来解释群论在其中的核心地位，这种对底层逻辑的深挖，让后续对夸克和胶子的描述，变得水到渠成，而非生硬的灌输。我特别欣赏他对数学工具的讲解，他没有将复杂的微积分和张量分析当作理所当然的前提，而是用一种更侧重物理直觉的方式去解释它们的物理意义，这对于那些数学基础稍弱但物理直觉较强的读者来说，无疑是巨大的福音。整体而言，这本书的叙事逻辑极为顺畅，读起来有种抽丝剥茧的快感。

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