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出版者:Primis

作者:Thomas C. Pollock

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-07-01

价格:USD 56.10

装帧:Paperback

isbn号码:9780070504394

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 材料科学
• 物质性质
• 凝聚态物理
• 固体物理
• 流体物理
• 热力学
• 统计物理
• 工程材料
• 物理学教材

《量子场论导论：从基本原理到前沿应用》 作者： [虚构作者姓名，例如：张伟、李明] 出版社： [虚构出版社名称，例如：启明科学出版社] 出版日期： [虚构出版日期，例如：2024年10月] --- 图书简介： 《量子场论导论：从基本原理到前沿应用》是一部旨在为物理学和相关学科的高年级本科生、研究生以及专业研究人员提供深入而全面理解量子场论（Quantum Field Theory, QFT）的教材与参考书。本书摒弃了传统教材中可能存在的繁琐数学推导和过度简化，力求在严谨性与直观性之间找到完美的平衡点，引领读者系统地掌握描述粒子物理学、凝聚态物理乃至宇宙学现象的核心理论框架。 核心内容概述： 本书的结构设计遵循逻辑递进的原则，从相对论性量子力学的基本概念出发，逐步构建起完整的量子场论体系。 第一部分：理论基石与经典场论的重温 在开篇，作者首先回顾了狭义相对论与量子力学在低速、非相对论性极限下的兼容性，为过渡到相对论性描述奠定基础。重点阐述了泡利不相容原理、自旋统计定理的深刻含义。随后，本书深入探讨了经典场论的数学结构，包括拉格朗日密度、欧拉-拉格朗日方程、诺特定理及其在守恒量（如能量、动量、角动量和电荷）导出中的核心作用。详细分析了自由标量场和自由狄拉克场的经典场论描述，为后续的量子化过程做好充分准备。 第二部分：正规排序与量子化：从玻色子到费米子 本书的第二部分是量子场论的核心——量子化的实现。我们采用的是狄拉克提出的正则量子化方法，并在后续章节中系统地引入路径积分方法，以展示其在处理复杂相互作用时的优越性。 对于玻色子场，详细阐述了正规序、产生算符与湮灭算符的定义，以及真空态的构建。重点分析了自由Klein-Gordon场和自由电磁场（光子场）的量子化过程，并清晰界定了零点能的物理意义（虽然最终通过重整化技术被处理）。 对于费米子场，我们深入讲解了反交换关系、泡利不相容原理在场论中的体现，以及如何构建自由狄拉克场的量子态。本部分特别强调了自旋与统计的内在联系，这是理解物质世界基本对称性的关键。 第三部分：相互作用场论与微扰展开 当引入相互作用时，精确求解薛定谔方程或演化方程变得不可能。因此，本书将大量篇幅用于介绍和应用微扰论——这是我们理解粒子间相互作用的主要工具。 详细讨论了相互作用绘景、S矩阵的定义及其物理意义。随后，系统地引入了费曼图的规则。费曼图不仅是计算工具，更是理解粒子散射过程和相互作用本质的直观语言。作者提供了一整套从零阶到高阶的散射过程计算案例，包括电子-电子散射（Bhabha散射的简化版）和电子-光子相互作用（康普顿散射）。 第四部分：重整化与有效场论 这是理解现代物理学精确性的关键步骤。本书毫不回避地讨论了微扰展开中出现的紫外无穷大问题。我们首先通过一个简洁的例子（如电子的自能修正）展示了正则发散的来源。 随后，系统地介绍了重整化方案，包括维数正则化和最小减法（Minimal Subtraction）等现代技术。我们详细阐述了“裸量”与“物理量”之间的区别，解释了物理参数（如电子的电荷和质量）如何从实验中“测量”出来，从而使理论预测具有有限的、可检验的数值。 更进一步，本书讨论了重整化群（Renormalization Group, RG）的概念。RG流不仅解释了“跑动耦合常数”的物理图像（即物理常数如何依赖于观测尺度），还为理解统计物理中的临界现象提供了强有力的理论工具。我们在此部分强调了有效场论（EFT）的哲学思想：在高能截断下，理论的适用范围和精确度。 第五部分：规范场论：电磁学、弱相互作用与杨-米尔斯理论 本书的最后部分将量子场论的应用推向高潮——规范场论。 1. 量子电动力学（QED）： 在规范不变性（U(1)对称性）的指导下，完整构建QED。深入分析了光子的性质、规范玻色子的作用，并详细展示了QED在计算电子磁矩（如反常磁矩的G-2修正）中的成功，这是迄今为止理论预测与实验结果最精确的吻合之一。 2. 非阿贝尔规范场论（杨-米尔斯理论）： 引入SU(2)和SU(3)群，构建了描述强相互作用（QCD）和弱相互作用的基础框架。讨论了规范场的非线性自相互作用，并初步探讨了夸克和胶子的复杂行为。 3. 自发对称性破缺与希格斯机制（基础介绍）： 简要介绍Goldstone定理，并重点阐述了电弱理论中的电弱自发对称性破缺机制，为理解W和Z玻色子的质量起源提供了必要的理论工具。 本书特色： 数学推导的清晰性： 所有关键公式都提供详细的中间步骤，确保读者能够跟进每一步的物理逻辑。 理论与实践的结合： 穿插了大量来自粒子物理实验和凝聚态物理的实际案例，将抽象的理论与可观测的现象紧密联系。 注重物理图像： 强调“为什么”而不是仅仅“如何做”，力求让读者理解量子场论背后的深刻物理思想，而非仅仅掌握计算技巧。 现代视角： 引入了有效场论和重整化群的概念，使读者接触到当代理论物理研究的前沿视角。 目标读者： 本书适合于具备扎实的经典力学、电动力学和狭义相对论基础，并已学习过高等量子力学（熟悉狄拉克符号和散射理论）的物理系学生。它将作为进入高能物理、理论凝聚态物理、量子引力等领域研究的坚实桥梁。 阅读本书后，读者将能够： 熟练运用正则量子化和路径积分方法处理自由和相互作用的量子场。 掌握费曼图的构造和计算散射截面的基本技能。 理解重整化的物理意义及其在消除发散和定义物理量中的作用。 掌握规范对称性是构建基本相互作用理论的指导原则。 对标准模型的核心理论框架有清晰的认识。

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这本书的阅读体验，更像是一次与一位博学多才的老教授的私下对话。作者的笔触时而如同精准的外科手术刀，解剖着原子尺度的力学机制；时而又变得如同散文一般，在探讨物质的集体行为时，流露出一种近乎形而上学的思辨色彩。例如，他在讨论熵增定律时，不仅引用了经典的统计力学公式，还结合了信息论的视角，探讨了信息在物质系统中的“耗散”过程。这种跨学科的融汇贯通，极大地拓宽了我的思维边界。我发现自己不再仅仅将“物质”视为被动的客体，而是开始理解其内在的动态性和演化潜力。虽然有些章节的数学难度略高，需要反复推敲，但我感觉这种“挣扎”本身就是学习的一部分——它强迫我跳出舒适区，去重新审视那些我自以为已经掌握的概念。这本书的排版也值得称赞，清晰的字体和合理的留白，使得即使是面对如此密集的专业内容，眼睛也不会感到疲劳。

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老实说，这本书的份量感是十足的，它绝不是那种可以轻松翻阅一小时就合上的书。我带着极大的敬畏感开始阅读，尤其被其中关于“尺度效应”的章节所震撼。作者通过一系列精妙的对比论证，清晰地展示了牛顿力学、连续介质力学以及量子力学在不同物质尺度下，如何各自为王却又相互制约。特别是对表面张力在微观尺度上的量子力学起源的探讨，令我茅塞顿开——原来我们习以为常的宏观现象，其根源竟是如此的微妙和复杂。这本书的优点在于其百科全书式的广度与专业教科书般的深度完美结合。它似乎涵盖了从经典热力学到凝聚态物理的几乎所有关键支柱。我甚至将其中的一些核心思想应用到了我最近对新型复合材料的构想中，发现原本卡住的瓶颈找到了理论上的突破口。这本书的价值，在于它能够系统地重塑你对“物质世界”的基本认知框架，是一部值得反复研读和珍藏的鸿篇巨制。

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翻开这本书的某一页，我立刻被那种严谨到令人窒息的逻辑结构所吸引。不同于市面上那些为了迎合大众而牺牲深度的科普读物，《Properties of Matter》显然是为那些真正想深入理解物质基础的求知者准备的。它的叙事节奏非常缓慢而审慎，每一个论断的提出都伴随着详尽的实验背景和严密的数学推导，让人感觉每一步都是脚踏实地的，绝无半点浮夸之词。我特别欣赏作者处理“不确定性”问题的方式，他并没有试图用简单的模型去掩盖量子力学的复杂和内在的随机性，而是坦诚地展现了我们认知边界的局限，这种诚实的态度，在当下的科普作品中实属难得。我曾试图跳过其中几章关于晶格振动的讨论，但很快就发现这是不可能的——因为后文所有的热力学论述都建立在对这些细节的深刻理解之上。这本书要求读者投入极大的专注力，它不是用来消磨时间的休闲读物，而更像是一场智力上的马拉松，回报则是对物理世界更清晰、更深刻的把握。

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初次接触这本书时，我正在为我的项目寻找一个可靠的理论基础，希望找到一些关于材料结构与性能之间关系的独特见解。让我惊喜的是，《Properties of Matter》在这方面表现得极其出色。它不仅仅停留在传统的固体物理范畴，还巧妙地引入了非平衡态热力学的一些新进展，这在主流的本科教材中是很少见的。作者在探讨高分子材料的粘弹行为时，引用的模型非常新颖，与我目前遇到的实际问题有着惊人的契合度。更妙的是，书中的图表绘制精美且信息密度极高，每一张图似乎都在无声地讲述一个复杂的故事，无需过多的文字赘述，数据本身就极具说服力。我甚至发现，一些作者在论文中提及的早期未被广泛引用的实验数据，也被细致地收录其中，这使得这本书的参考价值远超一般的理论综述。对于工程技术人员来说，这简直是一座亟待发掘的宝藏，它提供的不仅仅是“是什么”，更是“为什么会这样”的底层逻辑。

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这部名为《Properties of Matter》的书，从封面设计到内页排版，都散发着一种沉静而深邃的气息，让人忍不住想要一探究竟。我本以为它会是一本枯燥的教科书，充满了密密麻麻的公式和晦涩难懂的术语，但实际阅读体验却大相径庭。作者似乎对物质世界的底层逻辑有着非同寻常的洞察力，他没有急于抛出复杂的理论，而是循序渐进地引导读者进入一个全新的认知领域。书中的案例选取非常巧妙，从日常生活中常见的现象入手，比如肥皂泡的形成、金属的延展性，再到宏观宇宙中恒星的演化，都巧妙地串联起来，构建了一个宏大而又精致的物质图景。尤其让我印象深刻的是他对“相变”的阐述，那种从微观粒子运动到宏观形态转变的描述，充满了诗意和哲理，让我对“变化”本身产生了更深层次的思考。它不仅仅是一本科学读物，更像是一部关于存在本质的沉思录，读完后，我感觉自己看待世界的方式都发生了一些微妙的、但极其重要的转变。这本书的价值，绝非简单地传授知识，而是点燃了对未知世界探索的渴望。

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