Early Quantum Electrodynamics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Miller, Arthur I. 编

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:1995-10-27

价格:USD 53.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780521568913

丛书系列:

图书标签:

量子电动力学
量子场论
狄拉克方程
费曼图
相对论量子力学
量子力学
物理学
历史
科学
理论物理

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具体描述

This book provides a panoramic view from 1927-1938 of the development of a physical theory that has been on the cutting-edge of theoretical physics ever since P. A. M. Dirac's quantization of the electromagnetic field in 1927: quantum electrodynamics. Like the classic papers chosen for this volume, the introductory Frame-Setting Essay emphasizes conceptual transformations which carried physicists to the threshold of renormalization theory. The published papers and correspondence of Bohr, Heisenberg, Dirac and Pauli provide a fascinating analysis of the meaning and structure of a scientific theory. This book goes beyond the historical and philosophical into current physics. Unavailability of English-language versions of certain key papers, some of which are provided in this book, has prevented their implications from being fully realized. Awareness of research from sixty years ago could well provide insights for future developments.

《量子电动力学的黎明》本书并非探究量子电动力学（QED）的详细发展历程或技术细节，而是聚焦于孕育这一革命性物理理论的时代背景、关键思想萌芽以及早期探索者们的智慧火花。它旨在勾勒出一个宏大的知识图景，展现科学思想如何在特定历史时期汇聚、碰撞，最终催生出描述光与物质相互作用的精妙框架。历史的土壤：经典物理的辉煌与困境在量子电动力学诞生之前，经典电磁理论已取得了辉煌的成就。麦克斯韦方程组统一了电场、磁场和光，预言了电磁波的存在，并成功解释了光学现象。然而，进入20世纪，一系列实验观测结果，如黑体辐射、光电效应和原子光谱，却让经典物理陷入了深刻的危机。这些现象的解释，迫切需要一种全新的理论来打破经典物理的束缚。本书将首先回顾经典电磁学在20世纪初的地位，以及其在解释新兴物理现象时遇到的难以逾越的障碍。我们将探讨焦耳定律、黑体辐射公式的失败，以及普朗克引入能量量子概念所带来的震撼。爱因斯坦的光量子假说，更是将量子概念推向了前沿，为后续的发展奠定了基础。同时，本书也将触及早期量子论，如玻尔模型，它们在解释原子结构方面取得了一定成功，但也暴露了其内在的局限性。早期思想的碰撞与启蒙量子电动力学的诞生并非一蹴而就，而是经历了漫长而曲折的思想演进过程。本书将深入剖析这一过程中涌现出的关键性思想和理论尝试。量子概念的深化：从普朗克的能量量子到爱因斯坦的光量子，再到康普顿散射对光子的直接证据，本书将追踪量子概念如何在物理学家的视野中逐渐清晰。我们将了解狄拉克在量化电磁场方面的开创性工作，以及他如何将量子力学与相对论相结合，为描述光子提供了理论基础。场量子化的雏形：量子电动力学本质上是一种场论。本书将追溯场量子化思想的早期萌芽，探讨物理学家如何尝试用量子力学的语言来描述连续的场，并理解其中的挑战。我们将提及克莱因-高登方程的贡献，尽管它后来在描述自旋0粒子方面更为成功，但其早期对相对论性量子场的探索是不可忽视的一步。相互作用的挑战：光与物质的相互作用是QED的核心。本书将关注早期物理学家在理解这一相互作用时遇到的困难。例如，如何解释电子的散射、吸收和发射光子？这些过程涉及能量和动量的交换，如何在量子框架下精确描述？我们将提及早期的散射理论，以及它们在处理这些问题时遇到的发散性难题。相对论的融合：经典电磁理论本身就是相对论性的。将量子力学与狭义相对论的成功融合，是建立QED的关键一步。本书将探讨狄拉克方程的诞生，以及它如何完美地结合了相对论和量子力学，并预言了反粒子的存在。这一成就无疑是整个20世纪物理学中最伟大的成就之一。先驱者的足迹：思想的传承与演变本书将重点介绍那些在QED早期探索中扮演了关键角色的科学家们。我们并非进行传记式的叙述，而是聚焦于他们的思想贡献如何推动理论的进步。保罗·狄拉克：作为QED的奠基人之一，狄拉克的贡献是本书不可或缺的部分。我们将探讨他如何发展出相对论性量子力学，如何引入量子场论的概念，以及他通过狄拉克方程如何实现了量子力学与相对论的统一，并为反物质的预言铺平道路。沃纳·海森堡与沃尔夫冈·泡利：海森堡对矩阵力学的贡献，以及泡利对量子力学基本原理的深入研究，都为QED的诞生提供了坚实的基础。我们将简要提及他们在早期量子理论中的关键角色。恩里科·费米：费米在量化狄拉克场方面的工作，以及他提出的费米理论，虽然在能量尺度上存在局限，但其对相互作用的早期处理方式，为后来的QED发展提供了重要的参考。其他早期贡献者：我们还将提及其他在不同方面做出贡献的科学家，他们的工作汇聚在一起，构成了QED早期发展的丰富图景。未竟的事业：发散性与重整化思想的萌芽尽管狄拉克等人的工作取得了巨大成功，但早期的QED理论在计算过程中遇到了严重的“发散性”问题——即某些物理量计算出来是无穷大，这显然与实验结果相悖。本书将探讨物理学家如何认识到这一问题，以及对“重整化”思想的早期思考。发散性的困扰：我们将解释在计算电子自身能量、电子与光子相互作用的散射截面时，如何会出现无穷大的结果，以及这种理论上的困难如何阻碍了QED的进一步发展。初步的应对：虽然成熟的重整化理论是在QED发展后期才建立的，但本书将触及早期物理学家对这些发散性问题的初步认识和探索。例如，通过引入截断因子或进行定性分析，来尝试理解和规避这些无穷大。这些早期的尝试，预示着未来解决发散性问题的方向。超越理论：对实验观测的初步呼应科学理论的生命力在于其与实验的吻合。本书将简要回顾20世纪初那些与光物质相互作用相关的关键实验，并探讨早期QED理论在这些实验面前的表现。康普顿散射：康普顿实验直接证明了光子的粒子性，这是QED发展的重要实验证据。原子光谱：虽然玻尔模型在解释光谱方面取得成功，但更精确的解释依赖于QED的框架。其他观测：简要提及其他与光子发射、吸收相关的实验现象。总结与展望本书并非一本关于QED技术细节的教科书，而是一次穿越时空的思想之旅。它旨在让读者理解，量子电动力学是如何在经典物理的危机中孕育而生，如何在先驱者的智慧碰撞中逐渐成形，又如何通过对实验现象的回应，最终成为描述微观世界最成功的理论之一。通过回顾这段历史，我们可以更深刻地理解科学进步的本质，以及人类对理解宇宙本质的永恒追求。本书将激发读者对科学史的兴趣，以及对物理学基本原理的探索热情。