High Energy Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Sissakian, Alexey (EDT)/ Kozlov, Gennady (EDT)/ Kolganova, Elena (EDT)

出品人:

页数:1316

译者:

出版时间:

价格:187

装帧:HRD

isbn号码:9789812703859

丛书系列:

图书标签:

• 高能物理
• 粒子物理
• 量子场论
• 标准模型
• 加速器物理
• 相对论
• 费曼图
• 希格斯玻色子
• 宇宙学
• 弦理论

经典数学物理著作：深入探索物质世界的基本构架 书名： 经典数学物理著作：深入探索物质世界的基本构架 作者： [此处留空或填写作者姓名] 页数： 约 850 页 装帧： 精装典藏版 出版社： [此处留空或填写出版社名称] --- 内容概要： 本书是一部深度聚焦于经典场论、拓扑学在物理学中的应用以及广义相对论基础的数学物理专著。它旨在为物理学、应用数学和理论计算科学的研究人员与高年级学生提供一套严谨、连贯且具有深刻洞察力的理论框架，用以理解自然界在宏观尺度和经典极限下的基本规律。全书从数学基础出发，逐步搭建起描述时空结构、引力效应以及场演化的数学工具箱。 本书的重点并不在于探讨微观粒子、量子效应或粒子物理学的具体实验结果，而是致力于构建一个坚实的经典理论基础，这对于任何深入研究现代物理学的人来说都是不可或缺的先修知识。 --- 第一部分：微分几何与经典场论的数学基础 (Pages 1 - 300) 本部分为全书的数学基石，详细阐述了描述物理系统的现代几何语言。 第一章：流形与张量分析的重构 黎曼几何的严格引入： 从拓扑空间到光滑流形的概念过渡，重点讨论切空间、向量场和张量场的定义。 联络与曲率： 详细推导 Levi-Civita 联络，介绍黎曼曲率张量、里奇张量和斯卡拉曲率。强调曲率如何量化了空间弯曲的局部特性，而非特定坐标系的产物。 测地线方程： 以变分原理为基础，导出测地线方程，并讨论其在平直时空和弯曲时空中的物理意义。 第二章：微分形式与外代数 外微分及其性质： 引入楔积（外积），构建微分 $k$-形式的空间。深入探讨外微分算子 $d$ 及其满足的 $d^2=0$ 这一核心代数关系。 德拉姆上同调 (de Rham Cohomology)： 将封闭形式和精确形式区分开来，构建德拉姆上同调群，解释其在拓扑分析中的力量（例如，解释电磁场中磁单极子缺失的拓扑原因）。 霍奇理论的经典引言： 简要介绍霍奇分解的概念，为后续的电磁场分析做好准备。 第三章：经典场论的变分原理与欧拉-拉格朗日方程 拉格朗日密度与作用量： 将场视为流形上的函数，定义拉格朗日密度 $mathcal{L}$。严格推导作用量泛函 $S$。 场方程的推导： 导出具有任意数量场的欧拉-拉格朗日方程，这是构建任何经典场论（如电磁学、经典引力）的通用方法。 守恒定律与诺特定理的经典表述： 详细分析空间-时间平移不变性、旋转不变性以及其他连续对称性如何通过 Noether 理论导出能量-动量张量、角动量等守恒量，侧重于其在经典场论中的具体体现。 --- 第二部分：电磁场的几何化描述 (Pages 301 - 500) 本部分将第一部分开发的数学工具应用于成熟的经典理论——麦克斯韦电磁场论，展示几何方法如何简化和深化物理理解。 第四章：电磁场的张量表述 电磁张量 $F_{mu u}$： 定义四维电磁场张量，展示如何用一个单一对象统一电场 $mathbf{E}$ 和磁场 $mathbf{B}$。 麦克斯韦方程的协变形式： 利用张量分析，将四个麦克斯韦方程重写为两个简洁的张量方程：$partial^mu F_{mu u} = mu_0 J_ u$ 和 $partial_lambda F_{mu u} + partial_mu F_{ ulambda} + partial_ u F_{lambdamu} = 0$。强调第二式是微分形式中“封闭性”的直接体现。 第五章：规范不变性与位矢 规范选择： 从张量方程回到向量势 $A^mu$ 的概念。 规范变换的本质： 探讨 $A^mu ightarrow A^mu + partial^mu Lambda$ 这一变换如何保持 $F_{mu u}$ 不变，这是规范理论的经典范例。 洛伦兹规范与库仑规范的选择： 讨论在特定背景下如何选择简化的规范条件来求解场方程，并分析这些选择对物理观测量的影响（或无影响）。 第六章：洛伦兹流形与电磁场的传播 闵可夫斯基时空： 回顾狭义相对论的背景，将其视为曲率为零的四维洛伦兹流形。 光锥结构： 详细分析零向量的特性，光锥如何定义了信息传播的因果结构。 波动方程的解法： 在平直时空中，利用傅里叶分析和格林函数方法求解自由电磁场的传播，重点关注电磁波的性质，如传播速度和偏振。 --- 第三部分：广义相对论的经典构建 (Pages 501 - 850) 本书的最终目标是构建爱因斯坦的经典引力理论的数学框架。本部分完全基于前两部分的微分几何和场论基础。 第七章：时空几何与引力场方程 物质的描述： 介绍能量-动量张量 $T_{mu u}$ 作为物质和能量的源项，讨论其守恒性 ($ abla^mu T_{mu u} = 0$) 在弯曲时空中的意义。 爱因斯坦场方程 (EFE) 的推导： 从物理直觉（引力与时空曲率成正比）出发，利用几何对象（里奇张量 $R_{mu u}$）与物质源 $T_{mu u}$ 的线性关系，严格推导出 EFE：$R_{mu u} - frac{1}{2} R g_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$。 爱因斯坦张量 $G_{mu u}$： 详细分析爱因斯坦张量的几何特性，特别是其零散度性质 $ abla^mu G_{mu u} = 0$，并解释这如何与 $T_{mu u}$ 的守恒性完美对应。 第八章：度规解的分析与经典近似 坐标变换与坐标不变量性： 再次强调物理定律必须独立于所选坐标系，通过讨论协变导数和度规的性质来巩固这一概念。 真空解与施瓦西度规： 求解 $T_{mu u}=0$ 的情况，详细分析球对称静态真空解——施瓦西度规。探讨其奇点（史瓦西半径）的物理意义（非坐标奇点）。 弱场近似： 将度规微扰写为 $mathbf{g}_{mu u} = eta_{mu u} + h_{mu u}$，在线性化近似下，推导出引力场方程退化为波动方程，为未来研究引力波的线性化理论打下基础。 第九章：经典轨道与引力效应 测地线方程的重新审视： 在弯曲时空中重新分析测地线方程，并解释引力如何表现为时空几何对物质运动的约束。 经典检验的几何解释： 几何化地解释水星近日点进动、光线在引力场中的偏折以及引力时间延迟效应，强调这些都是时空弯曲的直接后果，而非牛顿力学的修正。 --- 读者对象与学术价值： 本书为数学物理、理论物理研究生以及希望建立严密数学基础的物理学教师量身打造。它避免了粒子物理、量子场论、弦理论或标准模型等当代研究热点，而是专注于建立一个无可指摘的、基于经典场论和微分几何的理论框架。它强调“为什么”而非“是什么”，通过对数学结构本身的剖析，揭示经典物理定律背后的几何必然性。全书论证严密，数学推导详尽，是理解现代物理学“语言”的必读经典。

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