Principles of Quantum General Relativity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Co Pte Ltd

作者:Prugovecki, Eduard

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:1995-1

价格:$ 57.63

装帧:

isbn号码:9789810221386

丛书系列:

图书标签:

• 量子引力
• 广义相对论
• 量子力学
• 时空结构
• 黑洞
• 宇宙学
• 弦理论
• 圈量子引力
• 量子场论
• 物理学

《量子场论基础：粒子、相互作用与标准模型》 导言：探索微观世界的基石 本书旨在为物理学、数学和工程学的高年级本科生及初级研究生提供一个全面而深入的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）入门。量子场论是现代物理学的两大支柱——量子力学与狭义相对论——的完美结合，它不仅成功地描述了亚原子尺度的粒子行为，更是理解基本相互作用（电磁力、弱核力和强核力）的理论框架。本书将从基本概念出发，逐步深入到现代粒子物理学的核心——标准模型，为读者构建一个坚实而清晰的理论图景。 第一部分：理论基础与经典场论回顾 第一章：相对论与经典场 本章首先回顾狭义相对论在量子力学中的重要性，重点讨论洛伦兹协变性。接着，引入经典场论的概念，包括拉格朗日密度和作用量原理。我们将详细分析描述自由粒子的基本场方程，如Klein-Gordon方程（标量场）和Dirac方程（自旋1/2费米子场），并探讨它们的物理意义和数学结构，特别是旋转对称性与守恒量的关系。 第二章：正规化与量子化 这是进入量子场论的核心步骤。我们将系统地介绍哈密顿力学到正则量子化的推广过程，即“二次量子化”。通过对经典场进行正则对易关系（或反对易关系）的推广，引入产生（creation）和湮灭（annihilation）算符。本章将详细讲解如何从这些算符构建粒子态，并讨论真空态的定义及其重要性。对于玻色场（如光子和希格斯玻色子）和费米场（如电子和夸克）的量子化过程将进行对比分析。 第三章：相互作用与微扰论 本章将引入相互作用——量子场论的精髓所在。我们将从相互作用绘景出发，建立描述粒子间相互作用的哈密顿量。核心内容是费曼图（Feynman Diagrams）的系统推导和应用。我们将详细讲解S矩阵的微扰展开，并推导一系列基本过程（如散射和衰变）的费曼规则。费曼图不仅是计算工具，更是理解粒子相互作用拓扑结构和时空演化的直观语言。 第二部分：相对论性量子动力学与重整化 第四章：相对论性量子动力学：散射与传播子 本章深入探讨在相对论性量子背景下，如何描述粒子传播和相互作用的动力学。我们将详尽讨论格林函数（或称传播子，Propagator）的物理意义，区分它们在因果传播和时间排序下的不同表述。重点分析自旋统计定理的严格证明及其在费米子和玻色子处理中的应用。 第五章：无穷大与重整化 在微扰论计算中，高阶环图往往会导致物理量出现不可接受的无穷大。本章将直面这些“灾难性的”无穷大，并系统介绍重整化（Renormalization）的哲学思想和具体技术。我们将区分那些可以吸收进重新定义的基本参数（如质量和电荷）的“可重整化”理论，以及那些需要引入无限多新参数的“不可重整化”理论。通过计算电子的自能和真空极化，清晰展示重整化过程的实际操作。 第六章：重整化群与有效场论 重整化群（Renormalization Group, RG）是理解物理学在不同能量尺度下行为的关键工具。本章将介绍RG流的概念，探讨物理量（如耦合常数）如何依赖于观测尺度。我们将引入有效场论（Effective Field Theory, EFT）的概念，说明为何在特定能量范围内，我们只需要考虑那些在当前尺度下相关的自由度，从而简化理论描述。 第三部分：规范场论与标准模型 第七章：规范对称性与规范场 规范理论是描述基本力的基础。本章从抽象的对称性原则出发，推导出规范场（Gauge Fields）的必要性。我们将详细分析U(1)规范对称性（导致量子电动力学, QED）的构造过程。随后，我们将推广到非阿贝尔规范群，重点讨论SU(2)和SU(3），为理解弱核力和强核力奠定数学基础。 第八章：量子电动力学（QED） QED是迄今为止最成功的物理理论之一。本章将集中于使用规范场论的语言，从头推导出QED的拉格朗日量和费曼规则。我们将应用重整化技术，计算并讨论重要的实验可观测物理量，如电子的反常磁矩和真空的双折射效应，以展示QED的惊人精确性。 第九章：非阿贝尔规范理论与杨-米尔斯理论 本章深入探讨描述强核力和弱核力的基础——杨-米尔斯理论。我们将详细分析SU(N)规范群的结构、场强张量以及规范不变性。通过对SU(2)和SU(3)群的讨论，我们将看到非阿贝尔规范理论的非线性特点，这与QED有本质区别，为理解夸克和胶子行为做铺垫。 第十章：标准模型的构建与对称性破缺 本章汇聚前述所有概念，构建粒子物理学的核心框架——标准模型。我们将讨论如何将夸克、轻子和规范玻色子（W, Z, 光子, 胶子）纳入一个统一的框架。重点分析自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）的Goldstone定理，并详细阐述希格斯机制如何赋予W和Z玻色子质量，同时保持规范理论的协变性。最后，我们将总结标准模型对基本粒子和相互作用的描述，并展望其局限性。 附录与工具箱 附录部分将提供必要的数学背景，包括群论基础（李群与李代数）、狄拉克矩阵代数、常用积分技巧以及详细的计算步骤，作为读者深入研究的参考资料。本书的编写风格强调物理图像与数学严谨性的结合，力求使读者不仅掌握计算技巧，更能深刻理解量子场论在描述自然界基本规律中的核心地位。

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这本书的封面设计实在是太引人注目了，那种深邃的蓝色调和其中穿插的复杂几何图形，立刻就抓住了我的眼球。我一直对那些试图将宏观的引力理论与微观的量子力学统一起来的尝试抱有极大的兴趣，所以当我在书店里看到它时，几乎是迫不及待地想翻开。然而，内页的排版和内容呈现方式，坦白说，初看之下有些令人望而却步。那些密密麻麻的希腊字母、复杂的张量符号和各种积分方程，让我感觉自己像是直接被扔进了一个陌生的数学宇宙的深处。我花了将近一个小时，只是在尝试理解引言部分对“时空背景的量子化”这一核心概念的阐述，那种抽象程度，即便是带着一些物理学背景的我，也感到需要反复咀嚼。这绝不是一本为“科普爱好者”准备的读物，它更像是一本为那些已经熟练掌握微分几何和高等量子场论的专业人士准备的“工具箱”或者说是“概念地图”。我特别欣赏作者在探讨非微扰效应时所展现出的那种严谨的、近乎偏执的数学构建，但同时也担忧，这种深度是否会把那些真正想了解这个领域前沿思想的跨学科学习者拒之门外。

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这本书的写作风格极其凝练，每一个句子似乎都承载了巨大的信息量，这使得阅读过程成为一种持续的“解码”活动。作者似乎坚信读者已经掌握了所有必需的先决知识，因此在过渡和解释方面显得极为吝啬。例如，当引入一个全新的“规范不变性”概念时，作者仅仅用了一段话将其定义并随后便直接应用于后续的复杂计算中，没有任何铺垫或者类比来帮助理解其物理意义。我不得不频繁地停下来，去查阅其他教科书，试图填补这些知识上的鸿沟。尽管这种严苛性可以理解为对学科纯粹性的维护，但它无疑极大地增加了学习曲线的陡峭程度。我个人认为，在处理像“量子几何”这样高度反直觉的概念时，引入哪怕一个精心构建的物理图像或类比，都会对读者的理解产生质的飞跃，而这本书在这方面几乎是“零容忍”的。它像是一位技术大师在向另一位大师展示其杰作，而不是一位导师在教导学生。

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我试图从这本书中寻找一些关于“信息悖论”在弯曲时空背景下如何演进的最新见解，毕竟这是连接黑洞物理与量子引力的关键节点。遗憾的是，书中对该问题的处理方式显得异常保守和技术化，更侧重于建立一个数学框架来描述某些特定的低能极限，而不是提供一个具有洞察力的、能够真正推动讨论向前发展的新视角。举例来说，在讨论到“边界条件”对全纯结构影响的那几章，作者花费了巨大的篇幅来推导一个复杂的正则化方案，这个方案虽然在数学上无可挑剔，但在物理直觉上却显得有些生硬和牵强。我期待看到更多关于宇宙学尺度上量子涨落如何影响早期宇宙演化的具体模型或计算结果，但这类内容在这里几乎找不到踪影，取而代之的是对各种场论对偶性的形式化证明。整本书给人的感觉是，它精通于“如何计算”，却在“为什么要这样计算”的哲学层面有所保留，这使得阅读体验在技术满足感和思想启发性之间摇摆不定。

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从排版的角度来看，这本书的印刷质量是无可挑剔的，纸张的质感很好，即便是长时间的研读也不会让人感到眼睛疲劳。但是，图表的运用却是一个值得商榷的地方。在涉及高维空间或复杂拓扑结构的章节中，作者依赖于大量的数学公式来描述，而缺乏直观的图形辅助。我尤其对关于“圈量子引力”某些路径积分表述的讨论印象深刻，那段内容如果能配上一张清晰的、标识出关键积分变量和拓扑断面的示意图，其理解难度将会大大降低。目前，读者完全需要依靠自己的想象力去构建这些抽象的几何实体，这对于大多数人来说，无疑是一个巨大的负担。这本书似乎更偏向于传统物理学派的写作习惯，即认为“公式即是物理”，而忽略了视觉化工具在现代科学交流中的重要作用。这使得本书虽然内容深度极高，但在作为一种教学或参考工具的适用性上打了折扣。

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我注意到作者在文本中对特定数学工具的偏好性非常明显，似乎对某些现代几何工具（比如某种复杂的微分形式代数）投入了远超其他同等重要工具的篇幅进行详尽的讨论。这使得整本书的论证结构看起来像是一棵巨大的、只向一个方向生长的树，虽然主干坚实，但侧枝的发展显得有些失衡。例如，在讨论“作用量原理”的重构时，几乎所有篇幅都集中在如何用一个高度简化的、基于特定规范选择的拉格朗日量来重现经典结果，而对于其他同样有效的、或许更能揭示深层对称性的变分原理探讨则一笔带过。这让我不禁猜测，作者的个人研究兴趣是否在无意中主导了全书的叙事焦点。对于一个渴望全面了解量子引力领域不同流派（比如弦论视角下的某些张量网络描述）的读者来说，这本书提供的是一个非常深入但视角相对狭窄的隧道视野，它要求读者要么完全接受这个特定的数学构造，要么就得自行去寻找其他路径来弥补知识上的空白。

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