Techniques and Applications of Path Integration

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出版者:Dover Publications Inc.
作者:L.S. Schulman
出品人:
页数:448
译者:
出版时间:2005-12-30
价格:GBP 16.99
装帧:Paperback
isbn号码:9780486445281
丛书系列:
图书标签:
  • path-integral
  • 量子场论
  • 物理学
  • 物理
  • 数学
  • 凝聚态理论
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具体描述

Suitable for advanced undergraduates and graduate students, this text requires only a first course in quantum mechanics. The first part develops the techniques of path integration; the second section, dealing with applications, covers a host of illustrative examples. 26 figures. 1981 edition.

《路径积分的应用与技巧》 本书深入探讨了路径积分这一强大而精妙的数学工具,揭示了它在物理学、统计力学、量子场论以及其他相关领域的广泛应用。从量子力学的基本原理出发,本书循序渐进地引导读者理解路径积分的起源和核心思想,解析其在描述粒子运动轨迹时的独特视角。 核心内容涵盖: 路径积分的数学基础: Feynman路径积分的引入: 详细阐述了Richard Feynman提出的路径积分概念,即量子粒子在时间演化中经历所有可能路径的叠加。我们将深入理解概率幅(或传播子)如何通过对所有可能路径的“积分”来计算。 泛函积分的数学框架: 介绍实现路径积分所需的泛函积分理论,包括如何定义和计算高维泛函积分,以及狄拉克δ函数、期望值等关键概念。 量子力学中的路径积分: 演示如何利用路径积分重新表述量子力学的薛定谔方程和算符演化,包括对传播子(propagator)的计算,以及其在理解量子隧穿、量子纠缠等现象中的作用。 经典极限与相空间路径积分: 探讨路径积分如何自然地回归到经典力学中的最小作用量原理,理解其中联系的桥梁。 路径积分在物理学中的应用: 量子场论的基石: 深入剖析路径积分作为量子场论(QFT)的核心计算工具的地位。本书将详细介绍如何构建量子场论的拉格朗日量,并在此基础上进行路径积分,计算散射截面、重整化等关键物理量。 标量场论、狄拉克场论和规范场论的路径积分: 分别介绍不同类型场的路径积分方法,以及如何处理费米子(需要Grassmann数)和规范场的传播子。 圈图展开(Loop Expansion)与微扰计算: 解释如何通过对经典路径的线性展开,将路径积分转化为可微扰计算的圈图,并介绍一阶、二阶等圈图的计算方法。 真空期望值与关联函数: 演示如何通过路径积分计算真空期望值和多点关联函数,这些是描述粒子相互作用和过程的重要物理量。 重整化群与能量标度: 介绍路径积分在理解重整化群(Renormalization Group)中的作用,以及它如何帮助我们理解物理量在不同能量尺度下的行为。 统计力学的桥梁: 展示路径积分在统计力学中的应用,特别是在处理多体系统和相变时。 虚时间路径积分: 介绍虚时间(imaginary time)路径积分,将其与量子统计力学中的配分函数(partition function)联系起来,揭示了量子力学和统计力学之间深刻的对偶性。 临界现象与标度律: 讨论路径积分如何用于研究临界现象,例如朗道-吉尼斯(Ginzburg-Landau)理论和临界指数的计算。 伊辛模型(Ising Model)的路径积分处理: 以经典的伊辛模型为例,说明如何使用路径积分来计算其配分函数和平均磁化强度。 凝聚态物理的应用: 探索路径积分在描述凝聚态物质特性方面的潜力。 固体物理中的电子行为: 讲解如何用路径积分模型描述固体中的电子,特别是无相互作用和弱相互作用电子系统的行为。 格林函数方法: 阐述路径积分与格林函数(Green's function)方法之间的密切联系,以及如何通过格林函数计算谱函数、输运性质等。 其他前沿领域: 黑洞物理与引力理论: 简要介绍路径积分在半经典引力理论中的应用,例如计算霍金辐射(Hawking radiation)的传播子。 量子隧穿与非微扰效应: 深入探讨路径积分在处理非微扰效应(non-perturbative effects)方面的优势,如量子隧穿的精确计算。 进阶技巧与方法: 正则化(Regularization)技术: 详细介绍各种正则化技术,如紫外正则化(cutoff, dim. reg.)、Ward恒等式等,以处理路径积分中出现的无穷大。 BPHZ方法与重整化: 讲解BPHZ(Bogoliubov-Parasiuk-Hepp-Zimmermann)重整化方法,以及如何系统地处理圈图中的发散。 狄拉克-费米子路径积分: 详细阐述处理狄拉克费米子(需要Grassmann变量)的路径积分技巧,包括如何处理手征对称性(chiral symmetry)。 路径积分的数值方法: 探讨数值路径积分(Numerical Path Integration)的各种技术,例如蒙特卡洛方法(Monte Carlo methods)及其在某些复杂系统中的应用。 Saddle-point近似: 介绍鞍点近似(saddle-point approximation)方法,用于估算或近似计算某些复杂的路径积分。 本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导,使其能够熟练运用路径积分解决复杂的物理问题,并理解其在现代物理学发展中的核心地位。通过本书的学习,读者将能够更深刻地领悟量子世界和多体系统的精妙之处。

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读后感

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当我看到《Techniques and Applications of Path Integration》这本书的封面时,一种强烈的求知欲便油然而生。路径积分,这个在量子世界中无处不在的工具,其精妙之处常常令人叹为观止。我一直对它如何在看似混乱的粒子运动中,建立起一种全新的动力学描述感到好奇。这本书的标题,恰好精准地击中了我的学习目标——既要掌握其“技术”,也要理解其“应用”。我渴望这本书能够提供一个清晰的数学框架,来理解路径积分的定义和计算方法。例如,如何将连续路径转化为离散的积分,以及如何处理无穷维积分的复杂性。在应用方面,我特别期待看到路径积分在量子力学基本原理的阐释,比如如何从路径积分导出薛定谔方程,或者如何解释量子叠加态。我也对它在量子场论中的应用充满兴趣,比如如何用它来计算粒子的传播子,以及如何处理规范场论中的复杂问题。此外,如果书中能够提及路径积分在量子统计力学、凝聚态物理,甚至在一些新兴领域如量子计算中的应用,那将更是锦上添花。我相信,这本书能够帮助我系统地掌握路径积分这一强大的理论工具,并为我深入理解量子世界的运行规律提供更广阔的视角。

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这本书的封面设计就充满了深邃的哲学感,让人一看便知这是一部探讨物理学根本问题的著作。我之所以选择它,是因为我对路径积分这个概念一直抱有极大的好奇。在很多高等物理的教材中,路径积分总是以一种“魔法”的形式出现,能够优雅地解决一些看似棘手的问题,但其内在的数学严谨性和物理直觉却常常被一带而过。我渴望能更深入地理解路径积分的构建过程,以及它在量子力学、统计物理甚至更广阔领域中的应用。这本书的标题《Techniques and Applications of Path Integration》恰好抓住了我的需求——它不仅仅是介绍理论,更强调了实际的应用,这让我相信它能够填补我在现有知识体系中的空白。我尤其期待书中能够对路径积分的数学基础进行细致的讲解,例如如何定义一个“积分”在无限维空间中,以及它与Feynman路径积分的联系。同时,我也对书中提到的“Applications”部分充满期待,希望能够看到路径积分如何被用于解决具体的物理问题,比如描述粒子在复杂势场中的运动,或者理解量子场论中的散射过程。这本书是否能提供清晰的推导过程,以及是否能用生动的例子来阐释抽象的概念,是我最看重的地方。我希望这本书能成为我通往更深层物理理解的一把钥匙,让我不再仅仅停留在公式的表面,而是能够真正领略路径积分的精妙之处。

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《Techniques and Applications of Path Integration》这本书的出现,对于我来说,就像是在量子力学迷宫中找到了一张清晰的地图。路径积分,这个被费曼誉为“我的小发明”的理论,以其独特的视角颠覆了我对微观粒子运动的认知。然而,将其从一个直观的概念转化为严谨的数学语言,并能灵活应用于各种物理问题,绝非易事。这本书的标题,正是抓住了我学习的重点——“技术”与“应用”并重。我希望书中能够详尽地阐述路径积分的数学基础,例如如何定义一个在函数空间上的积分,如何处理积分核,以及如何运用各种数学工具来求解路径积分。在应用方面,我期望能够看到路径积分在解释量子力学基本概念中的作用,例如如何理解量子态的演化,如何计算粒子在势场中的概率振幅。我也对它在量子场论中的应用非常感兴趣,例如如何用路径积分来计算散射截面,以及如何处理费曼图。此外,如果书中能够涉及路径积分在凝聚态物理、统计力学,甚至在黑洞物理等前沿领域的应用,那将大大拓宽我的视野。我期待这本书能为我提供一个坚实的理论基础,让我能够自如地运用路径积分来分析和解决各种复杂的物理问题。

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当我第一次接触到“路径积分”这个概念时,就被其独特的视角所吸引——粒子不是沿着一条确定的路径运动,而是同时沿着所有可能的路径前进。这种思想的深邃之处,让我迫切地想要了解其背后的数学技术和实际应用。《Techniques and Applications of Path Integration》这本书,正是我寻觅已久的。我非常希望这本书能够系统地介绍路径积分的数学基础,包括其在函数空间上的积分定义,以及如何通过一些数学技巧来计算这些积分。例如,如何引入狄拉克δ函数和傅里叶变换来处理路径的离散化?如何利用高斯积分等方法来求解一些简单的路径积分?在应用方面,我期待书中能够展示路径积分在量子力学中的具体应用,比如如何从路径积分的角度理解哈密顿力学和薛定谔方程之间的关系,或者如何计算粒子在特定势场中的传播子。我也对路径积分在量子场论中的应用非常感兴趣,例如如何用它来计算粒子的散射过程,以及它在量子真空中的作用。如果书中能够提供清晰的推导过程,并配以生动的例子,我深信这本书定能帮助我深入理解路径积分的精妙之处。

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当我翻开《Techniques and Applications of Path Integration》时,我仿佛进入了一个全新的物理世界。路径积分,这个被誉为“费曼的绝妙思想”,以其独特的视角和强大的计算能力,征服了无数物理学家。然而,对于我这样一位对理论物理充满热情的学生而言,理解其精髓绝非易事。这本书的标题直接点出了它的核心内容——“技术”与“应用”,这正是我所迫切需要的。我希望书中能够详尽地介绍路径积分的数学构造,从最基础的定义开始,逐步深入到各种积分技巧和近似方法。例如,如何理解在无限维空间中的积分?如何处理路径的连续性?书中是否会介绍一些数值计算路径积分的方法?更重要的是,我期待书中能够生动地展示路径积分在不同物理领域中的应用,从最经典的量子力学,到复杂的量子场论,再到统计物理的奇妙世界。我尤其想知道,路径积分在描述非微扰效应,例如在量子色动力学中的强相互作用,是如何发挥作用的。如果书中能够提供清晰的推导过程,并且配以直观的图示和生动的讲解,那么它将是我学习路径积分道路上不可多得的良师益友。我渴望通过这本书,能够真正掌握路径积分这门强大的工具,并将其应用于自己的研究中。

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在物理学浩瀚的书海中,《Techniques and Applications of Path Integration》的出现,无疑为我打开了一扇通往更深层次理解的大门。我一直以来对量子力学中的路径积分理论着迷不已,它以一种完全不同于薛定谔绘景和海森堡绘景的视角,描绘了微观粒子运动的丰富图景。然而,将这种直观的“粒子沿着所有可能路径运动”的思想转化为严格的数学语言,并应用于解决实际问题,绝非易事。这本书的名字精准地捕捉了我对这门理论的渴望:不仅是了解其“技术”,更是掌握其“应用”。我希望书中能够详细阐述路径积分的数学框架,例如如何处理路径的离散化、如何引入作用量以及如何进行积分运算。更重要的是,我期望书中能够提供丰富的实例,展示路径积分在解决各种物理难题中的威力,比如在量子场论中计算散射振幅,在统计力学中描述相变,甚至在凝聚态物理中分析材料的性质。我尤其希望书中能够深入探讨路径积分在各种近似方法中的应用,例如在弱耦合或强耦合情况下的处理方式,以及如何通过一些技术手段(如Steeper's descent方法)来近似计算那些无法精确求解的积分。这本书能否帮助我建立起一个完整的、由浅入深的路径积分知识体系,是我评估其价值的关键。

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当我第一次了解到“路径积分”这个概念时,我就被它那独特的、从另一种角度审视量子世界的视角所深深吸引。《Techniques and Applications of Path Integration》这本书的标题,恰好契合了我想要深入探究这一理论的愿望。我渴望了解的是,如何在数学上严谨地定义和计算一个在无限维空间上的积分,以及它与经典力学中的作用量有着怎样深刻的联系。更吸引我的是“Applications”这个词,它意味着这本书不仅仅是理论的堆砌,而是能够展示路径积分如何在实际的物理问题中发挥作用。我期待书中能够详细介绍路径积分在量子力学基础上的应用,比如如何用它来推导薛定谔方程,或者如何理解粒子的传播子。同时,我也非常关注路径积分在量子场论中的应用,例如如何计算粒子之间的相互作用,以及如何处理量子色动力学的强耦合区域。如果书中还能涉及路径积分在统计物理、凝聚态物理,乃至引力理论等更广泛领域中的应用,那将是我学习过程中莫大的收获。我希望这本书能够成为我理解和运用路径积分的得力助手,让我能够更深刻地领略物理学的魅力。

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《Techniques and Applications of Path Integration》这本书,对我而言,是一扇通往更深层次理解量子世界的大门。路径积分,这个由费曼提出的革命性概念,以其独特的“所有可能路径”的视角,深刻地改变了我对微观粒子行为的认知。然而,从其直观的概念到严谨的数学描述,再到在实际问题中的应用,中间的转化过程充满了挑战。这本书的标题精准地抓住了我的需求——既要掌握“技术”层面,也要理解“应用”层面的内容。我希望能在这本书中找到对路径积分数学构造的清晰阐述,例如如何定义路径积分,如何处理积分变量的连续性,以及如何运用各种近似方法来求解。在应用层面,我尤其期待看到路径积分如何被用来描述量子力学中的基本现象,比如隧穿效应,或者如何计算粒子的散射振幅。我也对它在量子场论中的应用充满好奇,例如如何在费曼图的计算中应用路径积分,以及它在非微扰效应研究中的作用。如果书中能够提供丰富的例子,并且讲解清晰易懂,那么它将是我学习路径积分道路上不可或缺的指引。

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《Techniques and Applications of Path Integration》这本书,对于我来说,绝不仅仅是一本理论书籍,更像是一次深入探索物理世界奥秘的旅程。路径积分,作为一种连接经典力学和量子力学的重要桥梁,其数学上的严谨性和物理上的直观性,一直让我着迷。我非常期待这本书能够为我提供一个全面而深入的路径积分学习体验。我希望书中能够详细阐述路径积分的起源和发展,特别是费曼本人是如何构思出这一思想的。在技术层面,我希望能够学习到如何精确地定义和计算路径积分,包括如何处理连续变量的积分,以及如何应用各种数学工具来简化计算。在应用层面,我热切地希望看到路径积分如何在各种物理场景中大显身手。例如,如何用路径积分来描述粒子的量子隧穿效应?如何在量子场论中计算粒子的相互作用?又或者,如何在统计物理中分析临界现象?我对书中关于路径积分在量子纠缠、量子信息等前沿领域的应用也非常感兴趣。如果这本书能够提供清晰的数学推导,并且辅以恰当的例子和图解,我相信它一定能帮助我更好地理解这个深刻而又迷人的概念,并为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

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《Techniques and Applications of Path Integration》这本书的名字,就如同为我量身定制的导航仪,指引着我走向物理学中一个迷人而又深刻的领域。路径积分,作为连接经典力学与量子力学的桥梁,一直是我好奇的焦点。我渴望了解的不仅仅是它的理论框架,更是它如何在实际的物理场景中大显身手。我期待书中能够详细阐述路径积分的数学构造,例如如何理解一个在无限维函数空间上的积分,以及如何处理其相关的数学技术,如量子化、算符表示等。在应用方面,我迫切希望看到路径积分如何在量子力学的基本原理中扮演重要角色,例如如何从路径积分推导出薛定谔方程,或者如何用它来计算粒子的概率幅。我也对路径积分在量子场论中的应用充满期待,比如它如何用于计算粒子的散射截面,以及如何处理规范场的量子化。此外,如果书中能够提及路径积分在统计力学、凝聚态物理,乃至宇宙学等领域中的应用,那将更是为我的学习增添了无数的色彩。我希望这本书能够提供清晰的逻辑和严谨的推导,让我能够真正掌握路径积分这一强大的工具,并将其应用于我对物理世界的探索之中。

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