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出版者:Academic Press

作者:Francoise, Jean-pierre (EDT)/ Naber, Gregory L. (EDT)/ Tsun, Tsou Sheung (EDT)

出品人:

页数:3500

译者:

出版时间:2006-6-20

价格:USD 2365.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780125126601

丛书系列:

图书标签:

• 数学物理
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• 拓扑学
• 群论
• 表示论

《弦论的奇妙世界：从基本概念到前沿进展》 本书旨在为对现代物理学中最具革命性理论之一——弦理论——感兴趣的读者提供一个全面而深入的导引。我们将从弦理论的起源和基本思想出发，逐步深入探讨其核心概念、数学框架以及在理解宇宙奥秘方面的巨大潜力。 第一部分：弦理论的基石 从粒子到弦： 我们将回顾经典物理学和量子力学在描述基本粒子时遇到的挑战，引出弦理论作为一种统一所有基本粒子和力的可能解决方案。本书将详细解释弦理论中，基本粒子并非点状，而是具有极小尺寸的振动弦，不同的振动模式对应着不同的粒子。 超对称性： 介绍超对称性作为弦理论的另一个关键要素。我们将探讨超对称性如何解决标准模型中的一些难题，并预言新的粒子——超对称伙伴。 时空维度： 深入探讨弦理论对时空维度的独特见解。本书将解释为什么弦理论需要超越我们日常感知的四维时空，以及高维度的存在如何可能被隐藏。 D膜： 介绍D膜（D-brane）的概念，这是弦理论中另一类重要的对象。我们将解释D膜如何与弦相互作用，并在构建更复杂的弦理论模型中扮演重要角色。 第二部分：数学的语言 微分几何与拓扑学： 揭示弦理论中微积分、微分几何和拓扑学等数学工具的重要性。本书将展示这些数学概念如何被用来描述弦的运动、时空的几何形状以及理论的内在一致性。 群论与表示论： 探讨群论在描述对称性以及表示论在分类弦的振动模式中的应用。我们将看到这些抽象的数学结构如何与物理实在紧密联系。 代数几何： 介绍代数几何在理解弦理论中的复杂几何结构，例如卡拉比-丘空间（Calabi-Yau manifolds）等，这些空间被认为是隐藏的高维度时空的几何表现。 量子场论基础： 回顾量子场论的基本概念，并阐述弦理论如何在此基础上进行扩展，统一量子力学和广义相对论。 第三部分：弦理论的探索与应用 黑洞与引力： 深入探讨弦理论如何为理解黑洞的性质提供新的视角，特别是霍金辐射（Hawking radiation）和黑洞信息佯谬（black hole information paradox）等难题。 宇宙学： 阐述弦理论在早期宇宙学中的潜在应用，包括宇宙暴胀（cosmic inflation）机制的解释，以及对宇宙起源和演化的更深层理解。 物质的统一： 讨论弦理论作为一种“万有理论”（Theory of Everything）的潜力，它有望统一所有基本粒子和四种基本相互作用力（强力、弱力、电磁力和引力）。 AdS/CFT对偶性： 介绍量子引力和量子场论之间一种深刻的对偶关系——AdS/CFT对偶性（Anti-de Sitter/Conformal Field Theory correspondence）。我们将探讨这一对偶性如何成为研究强耦合量子场论和量子引力强相互作用的有力工具。 弦理论的最新进展： 关注弦理论领域最前沿的研究方向，包括M理论、IIA和IIB弦理论、异质弦理论（heterotic string theory）等不同版本的弦理论，以及它们之间的联系。 本书特色： 本书以清晰的逻辑结构和深入浅出的语言，带领读者穿越弦理论的复杂世界。我们避免使用过于晦涩的术语，力求在保持科学严谨性的同时，让非专业读者也能领略弦理论的魅力。通过丰富的插图和例子，本书将抽象的概念具体化，帮助读者建立直观的理解。 本书适合读者： 对现代物理学，特别是量子力学、广义相对论以及粒子物理学有基本了解的物理学爱好者。 希望深入了解弦理论核心思想和最新进展的学生和研究人员。 对宇宙的终极问题充满好奇，并愿意探索前沿科学的任何读者。 《弦论的奇妙世界》将为您打开一扇通往宇宙最深层奥秘的大门，激发您对未知世界无限的探索欲望。

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这本《[此处插入书名，但因要求不能提及原书名，故用占位符]》的书脊上印着厚重的篇幅，光是掂在手里就能感受到它承载的知识重量。我是在寻找一本能够系统梳理现代物理学前沿理论与数学工具之间深刻联系的参考书时偶然发现它的。最初的期望是能找到一本既有理论深度又不失清晰阐释的著作，毕竟，将量子场论、广义相对论、拓扑学乃至微分几何等复杂概念融会贯通，本身就是一项艰巨的任务。然而，当我翻开前几章，特别是关于非线性偏微分方程在某些经典力学模型中的应用部分时，我开始意识到，这本书的野心远不止于此。它的叙述风格极其严谨，每一个定义、每一个定理的引入都如同精密仪器的校准，不容许丝毫的含糊。对于初学者来说，这无疑是一道陡峭的知识之墙，需要反复咀嚼才能理解其间的微妙之处。但对于那些已经具备扎实数学和物理基础的研究人员而言，这本书无疑是宝库，它提供的不仅仅是公式的堆砌，更是对这些数学结构如何自然而然地从物理问题中涌现的深刻洞察力。那种“原来如此”的顿悟感，是许多其他入门级读物无法给予的体验。我花了整整一周的时间，才勉强消化了第一部分关于对称性原理的介绍，这足见其内容的密度之高。

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这本书带给我最大的启发，是关于不同物理分支之间的“底层语言”的共通性。长期以来，我们在学习粒子物理、引力理论和统计力学时，往往被困在各自的符号和术语体系中。但当我阅读到关于“可积系统”以及它在统计力学和量子场论中的交叉点时，我被震撼了。作者巧妙地展示了，看似风马牛不相及的现象，其背后的数学结构可能共享着相同的代数骨架。这种跨领域的统一视角，极大地拓宽了我对物理学整体面貌的理解。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一张精妙的地图，标示出了不同知识大陆之间的秘密通道。当然，要完全理解这些通道的运作机制，需要付出极大的努力和时间，甚至需要跨学科的知识背景。但即便是浅尝辄止，也能体会到物理学作为一门高度统一的科学的内在美感。它是一部需要反复阅读、常读常新的参考书，而不是一次性读完就束之高阁的读物。

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老实说，这本书的装帧和排版初看起来并不十分“友好”。它更像是一本学术专著而非面向更广泛读者的科普读物。字体偏小，图表虽然准确但缺乏现代感，大量复杂的希腊字母和上下标在紧凑的版式中显得有些令人眼花缭乱。如果只是想快速查找某个特定公式或者定义，效率可能会比较低。但是，如果你愿意沉下心来，将阅读过程视为一次严肃的学术训练，那么你会发现其内容的组织逻辑堪称教科书级别的典范。章节间的过渡是如此的平滑，一个概念的引入总是能清晰地追溯到前一个章节已经建立的基础。我注意到，作者在介绍完一个复杂的数学结构后，总会立刻跟进一个具体的物理例子来“锚定”这个抽象概念，这种“先理论后实例”的节奏感，非常符合我这种需要通过具体案例来固化抽象知识的学习习惯。我甚至发现自己开始模仿它的行文风格，在自己的笔记中也尝试用更结构化的方式来梳理不同的物理理论框架。

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我最近在研究凝聚态物理中某些拓扑性质的描述，急需一本能够将抽象的代数拓扑概念与实际的物理模型（比如陈-西蒙斯理论的应用）紧密结合起来的教材。市面上很多书籍要么过于偏重纯数学的证明，导致物理直觉完全丧失，要么就是对数学工具的介绍蜻蜓点水，仅仅停留在应用层面，无法深入探究其背后的原理。这本厚重的家伙，在这一点上表现得非常平衡，至少在我涉猎的那些章节是如此。它没有回避繁复的数学推导，反而将其视为理解物理图像的必要步骤。举个例子，它对规范场理论的介绍，并非仅仅停留在场强张量和拉格朗日密度的层面，而是花了大量篇幅去阐述纤维丛结构在描述这些场时的优雅与必然性。这种处理方式，使得读者在学习过程中，能够清晰地看到物理学家是如何从经验观察出发，一步步构建起这些高度抽象的数学框架的。我特别欣赏其中穿插的几段历史背景介绍，它们帮助我理解为什么某些数学工具在特定的历史时期被物理学家所青睐，这为枯燥的公式学习增添了人文色彩，也让理论的演进过程更加立体。

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对于那些希望通过它来快速掌握某种新兴研究方向的读者，我必须提出警告：这本书的深度意味着它必然是面向特定领域的资深研究者或高年级博士生。它不是一本快速入门手册。我尝试让我的本科生朋友借阅，他很快就放弃了，因为书中对许多基础知识（例如线性代数的某些高级应用，或者傅里叶分析的高级技巧）采取了“读者应已掌握”的态度，直接跳过了细节的讲解。这本书的价值在于其深度而非广度——它选择了几条核心的、具有普适性的数学路径，然后将其发展到非常深入的程度。例如，在讨论广义相对论的弯曲时空几何时，它提供的微分几何工具的详尽程度，远超我以往阅读的任何一本标准物理教材。它似乎假设读者已经有能力自行补充一些基础的数学细节，而它自身的重点在于展示如何将这些工具“武装”起来，去处理那些最棘手的物理难题。这种专注性，是它既强大又可能令人却步的原因。

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悄悄说，其实我是用这套书来学东西的...反正好多东西wiki也是说不清，你总要找个快速入门的地方，这套书当然比wiki要好

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