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出版者:London: Verso

作者:Haynes, Mike (EDT)/ Wolfreys, Jim (EDT)

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2007-8-17

价格:USD 34.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781844671519

丛书系列:

图书标签:

• SimonSchama
• Revolution
• Revisionism
• 历史
• 革命
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宇宙的低语：量子场论导论 第一章：粒子与场的基石 本书旨在为读者提供一个深入且富有洞察力的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）的全面导览。我们将从最基本的概念出发，逐步构建起描述自然界基本粒子及其相互作用的数学框架。这不是一本仅仅罗列公式的教科书，而是力求揭示隐藏在物质最深层结构背后的物理图像和哲学意蕴。 我们的旅程始于对经典场论的审视，特别是电磁场。通过对麦克斯韦方程组的重新诠释，我们将看到经典场如何被赋予“粒子”的表征，这为量子化的飞跃奠定了基础。随后，我们将引入经典力学向量子力学的过渡——著名的正则量子化方法。但我们很快会发现，将狭义相对论与量子力学结合时，简单的波函数方法遭遇了根本性的困难，例如负能解和粒子数不守恒的问题。 解决这些矛盾的关键在于场的量子化。我们将详细探讨如何将经典场视为算符，其激发态对应于粒子。谐振子图像将是理解这一过程的有力工具。通过将每个空间点上的场视为一个无限维的谐振子系统，我们可以自然地构造出产生子和湮灭子，从而精确地描述粒子的创生与消亡。 本章的重点将放在无自旋的玻色-爱因斯坦统计下的标量场——克莱因-戈登场（Klein-Gordon Field）。我们将推导其拉格朗日量密度，运用欧拉-拉格朗日方程得到运动方程，并完整地展示如何通过二次量子化得到自由场的粒子态。对于非相对论性粒子（如非相对论的薛定谔方程的量子化形式），我们也将简要探讨其与QFT的联系。 第二章：狄拉克场与费米子的世界 自然界的基本构成单元——费米子，遵循泡利不相容原理，这是物质稳定性的核心。为了描述具有自旋1/2的费米子，我们需要引入狄拉克方程。本章将从狄拉克旋量及其洛伦兹协变性入手，详细解析狄拉克方程的物理意义，特别是其包含的正能态、负能态的困境。 解决负能态问题的关键在于狄拉克海的图像，尽管这个图像在现代QFT中已被更精妙的对易关系所取代，但它在历史和概念理解上仍有其价值。我们随后将聚焦于反对易关系（Anti-Commutation Relations）。这是费米子场量子化的核心特征，它自然而然地保证了泡利原理的实现。通过对狄拉克场进行规范（或称正则）量化，我们将得到描述电子、夸克等费米子的狄拉克场算符。 我们将深入分析狄拉克场算符的结构，明确区分产生和湮灭费米子以及反费米子的算符。洛伦兹变换下的性质、自旋统计定理（Spin-Statistics Theorem）的意义——即半整数自旋必须对应于反对易关系——将是本章的理论高潮。我们还将探讨狄拉克场的电荷、宇称和时间反演等离散对称性，为后续构建标准模型打下坚实的基础。 第三章：相互作用与微扰论 到目前为止，我们讨论的都是自由场——粒子之间不发生任何作用。现实世界充满了相互作用。引入相互作用的关键在于拉格朗日量的相互作用项。本章将围绕如何处理这些非线性项展开。 我们首先会引入微扰论（Perturbation Theory）作为处理弱相互作用的通用工具。在QFT中，这意味着将散射振幅表示为相互作用强度的幂级数展开。这里的核心概念是S矩阵（S-Matrix），它描述了系统在时间演化后从初始态到最终态的概率幅。 为了计算S矩阵的元素，费曼图（Feynman Diagrams）是不可或缺的语言。我们将详尽地介绍费曼图的构造规则，将其与微扰论的每一项精确对应起来。费曼规则不仅是计算工具，更是对相互作用过程的直观物理图像的编码。从最简单的散射过程（如电子-电子的库仑散射）开始，我们将一步步学习如何利用这些规则计算微分截面。 然而，微扰论的直接计算会迅速遭遇无穷大的问题。我们将在第三章末尾引出这些“灾难性的”无穷大，并为下一章的主题——重整化——做好铺垫。 第四章：重整化与有效场论 无穷大是QFT最深刻的挑战之一，也是其最引人入胜的领域。本章将系统地探讨重整化（Renormalization）的原理和实践。我们将区分哪些无穷大是物理上可接受的（通过重新定义物理量来吸收），哪些则预示着理论的失效。 我们将深入分析循环图（Loop Diagrams）的出现，它们代表了虚拟粒子对物理过程的修正。这些图导致了紫外无穷大。通过引入正则化（Regularization）方法，如维度正则化（Dimensional Regularization），我们将暂时控制这些无穷大，然后引入重整化条件，通过重新定义裸的耦合常数和场强度，将无穷大“吸收”到我们可以在实验中测量的物理量中去。 可重整化（Renormalizability）的概念将在此处被清晰界定：一个理论如果只需要有限数量的参数进行重整化，那么它就是一个可重整化的理论。我们将探讨哪些理论满足这一标准。 最后，我们将视野拓展到有效场论（Effective Field Theory, EFT）。EFT提供了一个更具包容性的视角，即任何场论在特定能量尺度下都可以被看作是一个更基本理论在低能下的有效描述。这解释了为什么我们可以在低能区成功地使用可重整化的理论，即使它们在极高能下可能失效。 第五章：规范场论与标准模型的基础 现代粒子物理学的核心是规范对称性（Gauge Symmetry）。本章将从对自由场论的拉格朗日量施加局部对称性要求出发，推导出规范场（Gauge Fields）的必要性。 我们将从最简单的U(1)规范不变性（即电磁学的基础）开始，逐步推广到非阿贝尔群，特别是SU(2) 和 SU(3)。对于非阿贝尔规范理论，如杨-米尔斯理论，我们将着重讨论其自相互作用的特性，这是强核力和弱核力的基础。 我们将把这些规范原理应用于物质粒子（狄拉克费米子），从而自然地构建出描述电磁相互作用（光子）、弱相互作用（W和Z玻色子）以及强相互作用（胶子）的量子场。 本章的收尾将是自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）和希格斯机制。我们将详细阐述如何在保持规范对称性的前提下，使规范玻色子（W和Z）获得质量，同时保持费米子质量的生成机制。这构成了粒子物理学标准模型（Standard Model）的完整框架。本书将以对标准模型中尚未解决的问题（如引力、暗物质、中微子质量等）的展望作为结语，激发读者对前沿物理的探索热情。

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这本书的写作风格让我联想到了一些经典的文学作品，那种宏大的历史背景与细腻的人物情感交织在一起，读来既有史诗般的壮阔，又不失人性的温度。作者在描写历史事件时，并没有回避其血腥和残酷的一面，但他同时又赋予了这些事件以深刻的意义。我被书中那些为理想而奋斗、为正义而牺牲的人物所深深吸引。他们的故事，不仅仅是历史的记录，更是对人类精神的一次礼赞。书中的一些段落，描写得非常富有感染力，让我仿佛身临其境，感受到那个时代的氛围。作者对于社会变革的描写，既有其必然性，也有其偶然性，这种辩证的视角，让我对历史的理解更加全面。他并没有简单地将革命描绘成一件一蹴而就的事情，而是深入剖析了其漫长而曲折的过程，以及其中所蕴含的无数个体的努力与牺牲。读完这本书，我深切地感受到，历史并非是冰冷的文字堆砌，而是由无数鲜活的生命和他们的情感、选择所共同谱写的壮丽篇章。它让我对人类的勇气、韧性和追求自由的精神有了更深的敬意。

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我得说，这本书的叙事方式非常独特。它不像我读过的许多历史著作那样，以时间为轴线，按部就班地讲述事件。相反，作者似乎更注重从不同的维度去审视历史，将各种看似零散的片段巧妙地连接起来，形成一个立体的、多层次的图景。这种叙事方式，让我有时需要花费一些精力去梳理和理解，但一旦理清了脉络，便会豁然开朗，感受到一种前所未有的阅读体验。书中的某些章节，与其说是历史的记述，不如说是作者对历史的深刻反思和哲学探讨。他对于历史规律的探究，对于人类社会发展趋势的预测，都极具启发性。我尤其喜欢书中对一些关键历史转折点的分析，作者并没有简单地归结于偶然因素，而是深入挖掘了其背后错综复杂的社会、经济、文化等多种因素的相互作用。这种细致入微的分析，让我对历史的理解更加深入，也更加辩证。这本书不仅仅是关于过去，它更像是作者对人类社会本质的一次深刻洞察，通过对历史的解读，试图揭示当下和未来的某些规律。

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这是一本让我感到既沉重又充满力量的书。作者以一种近乎冷静的笔触，描绘了历史的长河中那些最令人心痛的时刻，以及那些为理想而付出的巨大代价。我被书中人物的坚韧和勇气所深深打动，即使身处绝望的境地，他们也从未放弃对光明和正义的追求。这种精神力量，穿越了时空的阻隔，在今天依然能够激励人心。书中对革命前夕社会矛盾的揭示，让我对“民不聊生”有了更深刻的体会。那种普遍存在的压迫、不公与希望的破灭，仿佛历历在目。而当变革的浪潮涌起时，那种压抑已久的能量爆发出来，其力量之巨大，足以撼动整个旧世界。作者在描绘这些宏大叙事的同时，也关注到了那些被历史洪流裹挟的普通人的命运，他们的喜怒哀乐，他们的渺小与伟大，都得到了真挚的呈现。我从这本书中看到了历史的残酷性，也看到了人类在面对困境时所展现出的无限可能。它让我明白，历史的进程并非一帆风顺，而是充满了牺牲与阵痛，但正是这些付出，才换来了今天的进步与发展。

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我必须承认，这本书的厚度和其蕴含的深度，一度让我望而却步。然而，一旦我沉浸其中，便被其强大的吸引力所捕获。作者的语言如同精密的仪器，精准地剖析着历史的每一个细节，同时又饱含着诗意的韵律，让人在阅读中感受到一种独特的审美体验。这本书并非简单地罗列史实，而是试图探寻历史发展的内在逻辑，挖掘那些隐藏在事件背后的深层动力。我特别欣赏作者对于因果关系的严谨分析，他从不轻易下结论，而是通过对大量史料的梳理和解读，引导读者自己去发现和理解历史的演变。书中对不同社会阶层、不同政治派别的立场和动机的描绘，都显得十分客观和中肯，没有明显的褒贬倾向，这使得读者能够更全面、更理性地看待那些曾经激烈的冲突和斗争。阅读过程中，我时常会停下来，思考作者提出的观点，并尝试将其与自己已有的认知进行对照和印证。这种互动式的阅读体验，极大地增强了我的学习效果，也让我对历史的理解上升到了一个新的高度。这本书让我深刻认识到，历史并非是线性发展的，而是充满了曲折、反复与偶然，每一个看似微小的节点，都可能孕育着巨大的变革。

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这本书我终于读完了，不得不说，这是一次非常深刻的思想洗礼。作者在描绘宏大历史进程的同时，却又异常细腻地捕捉到了个体在时代洪流中的挣扎与抉择。读这本书，我感觉自己仿佛化身为那个时代的亲历者，置身于那些风云变幻的时刻。书中的人物并非脸谱化的符号，而是有血有肉、有情感、有矛盾的鲜活个体。他们的命运紧密相连，他们的选择深刻地影响着历史的走向。我尤其对书中对革命前夕社会思潮的梳理印象深刻，那种压抑、躁动与期待交织的情绪，在作者的笔下被刻画得淋漓尽致。它让我明白，任何一场波澜壮阔的变革，其根源往往深埋于社会肌理之中，是无数微小的不满与觉醒汇聚而成的洪流。作者在叙事上，采用了多线并行的方式，将不同的视角、不同的事件巧妙地编织在一起，形成一幅复杂而又宏大的历史画卷。这种叙事手法，既增加了阅读的挑战性，也带来了极大的满足感，让我仿佛在解开一个精妙的谜题，层层递进，直至真相大白。它不是那种轻松愉快的读物，但绝对是一本能让你在掩卷之后，久久回味、反复思索的佳作。它拓展了我的历史认知，也引发了我对当下社会诸多问题的深刻反思。

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