Gauge Theories in the Twentieth Century pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Taylor, John C. 编

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页数:404

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价格:$ 161.87

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isbn号码:9781860942815

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• 量子场论
• 物理学
• 理论物理
• 规范场论
• 粒子物理
• 数学物理
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• 物理史
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• 量子场论

《量子场论的黎明与演进：探索二十世纪物理学的基石》 本书并非聚焦于“Gauge Theories in the Twentieth Century”这一特定学术著作，而是旨在勾勒出二十世纪物理学领域中，一种极其深刻且具有革命性意义的理论框架——量子场论——的诞生、发展及其对我们理解宇宙运行方式所产生的颠覆性影响。我们将深入探究这一理论体系是如何从零散的观测与理论猜想中孕育而生，又如何在二十世纪科学家的不懈努力下，逐渐成熟，成为描述基本粒子及其相互作用的通用语言。 第一章：从经典到量子的跃迁——旧理论的困境与新思想的萌芽 二十世纪伊始，物理学正经历一场前所未有的变革。经典力学和电磁学虽然取得了辉煌的成就，却在微观世界和极端条件下暴露出其局限性。黑体辐射、光电效应、原子光谱等一系列实验现象，无法用经典的连续理论来解释。普朗克的量子假说，爱因斯坦的光量子理论，为理解能量的离散性打开了潘 the door。然而，将量子概念引入粒子描述，又带来了新的挑战。玻尔原子模型虽然在解释原子结构上取得了成功，但其量子化条件仍带有一定的人为痕迹，且无法解释原子间的相互作用。 与此同时，狭义相对论的提出，揭示了空间、时间和质量的深刻联系，也对经典粒子概念提出了挑战。物质与能量的等价性，以及速度极限的存在，都预示着需要一种新的理论框架来统一相对论与量子力学。在这样的背景下，早期关于“场”的概念，如电磁场，开始被重新审视。但如何将量子化的粒子概念与场的连续性描述相融合，成为摆在物理学家面前的一道难题。 第二章：量子电动力学的诞生——光的粒子性与电荷的相互作用 量子电动力学（QED）是量子场论的第一个也是最成功的典范。它的出现，标志着物理学进入了一个全新的时代。狄拉克方程的建立，在数学上统一了狭义相对论和量子力学，成功地描述了电子的性质，并预言了反物质的存在。这一理论的出现，极大地鼓舞了科学家们，他们开始尝试将同样的思想推广到其他基本力上。 QED的发展并非一帆风顺。早期计算中出现的无穷大问题，曾一度让科学家们感到沮丧。然而，通过“重整化”技术的出现，这些困难被巧妙地克服。重整化过程，虽然在概念上具有一定的抽象性，但它能够从实验数据中“提取”出精确的物理量，从而使得QED成为迄今为止最精确的物理理论之一。QED不仅成功地解释了光与物质的相互作用，如吸收和发射光子，还对电子的磁矩等精密测量提供了令人信服的解释。它为后续更复杂的量子场论奠定了坚实的基础。 第三章：量子场论的普遍化——弱相互作用与强相互作用的探索 在QED取得巨大成功之后，科学家们自然而然地将目光投向了其他基本相互作用。弱相互作用，负责放射性衰变等现象，其范围短，能量转移小，与电磁相互作用的性质截然不同。早期的弱相互作用理论，虽然在一定程度上能够描述实验现象，但缺乏统一性和完备性。 量子场论的框架，为理解弱相互作用提供了新的视角。通过引入新的基本粒子，如W和Z玻色子，并将其与电子、中微子等费米子进行耦合，科学家们构建了弱相互作用的量子场理论。这一理论的发展，尤其是与电磁相互作用的统一，即“电弱统一理论”，是二十世纪物理学中最伟大的成就之一。它表明，在极高的能量下，电磁力和弱作用力实际上是同一种相互作用的不同表现。 同时，对于强相互作用，即束缚原子核内质子和中子的力，科学家们也进行了不懈的探索。早期对强相互作用的理解，主要集中在核力的层面。然而，随着对基本粒子内部结构的深入研究，人们发现质子和中子本身并非基本粒子，而是由更小的粒子——夸克——组成的。描述夸克之间相互作用的理论，即量子色动力学（QCD），应运而生。QCD的特点在于其“渐近自由性”，即在短距离（高能量）下，夸克之间的相互作用非常弱，而在长距离（低能量）下，相互作用则变得非常强，以至于无法将单个夸克分离出来。这一奇特的性质，使得QCD的理论研究比QED和弱相互作用理论更加复杂。 第四章：标准模型的构建——粒子物理学的统一蓝图 经过几十年的不懈努力，科学家们终于将电磁相互作用、弱相互作用以及强相互作用统一在一个宏大的框架下，这就是粒子物理学的“标准模型”。标准模型是一个极其成功的理论，它成功地描述了所有已知的基本粒子及其之间的相互作用（除了引力）。它包含了六种夸克，六种轻子（包括电子、μ子、τ子以及它们的中微子），以及传递相互作用的玻色子（光子、W和Z玻色子、胶子）。此外，标准模型还预言了希格斯玻色子的存在，它负责赋予其他粒子质量。 标准模型的建立，是量子场论在二十世纪最辉煌的顶点之一。它不仅解释了大量的实验数据，而且以其数学上的优美和预测能力，成为我们理解物质世界基本构成的基石。然而，标准模型并非终点，它也存在一些未能解决的问题，例如引力的缺失，暗物质和暗能量的解释，以及中微子质量的起源等，这些都成为了二十一世纪物理学继续探索的动力。 第五章：未完的探索——量子场论的挑战与未来展望 尽管量子场论在二十世纪取得了举世瞩目的成就，但它仍然面临着诸多挑战。将引力纳入量子场论的框架，即量子引力理论的构建，是物理学最前沿也是最具挑战性的领域之一。弦理论、圈量子引力等理论，都在尝试解决这一难题，但至今尚未有定论。 此外，标准模型本身的一些内在问题，如层级问题（为什么希格斯玻色子的质量如此之小？）、宇宙学常数问题等，也促使科学家们寻找超越标准模型的新理论。例如，超对称理论，就试图引入与现有粒子对应的超对称粒子，以解决标准模型中的一些难题。 量子场论的探索，是一个永无止境的旅程。它不仅仅是描述基本粒子的理论工具，更是人类认识宇宙、理解自然规律的强大思想武器。本书回顾的二十世纪量子场论的发展历程，只是这个伟大探索中的一个重要篇章。它激励着我们继续仰望星空，不断追问宇宙最深层的奥秘。

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尽管我尚未开始系统阅读，但目录结构似乎透露出一种宏大且富有历史深度的视角。它不像一般的教材那样仅仅关注最新的进展，反而更倾向于构建一个跨越数十年的理论发展全景图。这种叙事结构暗示着作者不仅仅是知识的搬运工，更是一位历史学家和思想的梳理者，能够将不同时期、不同学派的贡献有机地串联起来。我猜测，书中会对早期奠基性的工作给予足够的尊重，并清晰地描绘出关键转折点是如何发生的。这种对理论演化脉络的强调，对于理解物理思想的内在逻辑和发展必然性至关重要，它能帮助读者超越孤立的公式，看到一幅完整的知识长卷。我非常期待这种历史纵深感能为我的理解带来全新的启发。

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这本书的排版和字体选择体现了一种极高的专业水准，这对于一本严肃的理论物理学书籍来说至关重要。每一页的留白处理得恰到好处，既保证了阅读的舒适性，又使得公式和文字的逻辑流得以清晰地展现。我注意到，作者似乎非常注重图表的清晰度，那些复杂的拓扑结构和场论示意图，即使是初次接触这些概念的读者，也能通过这些精美的插图获得初步的理解框架。这种对细节的把控，体现了编辑团队对物理学严谨性的深刻理解。在数字时代，实体书的阅读体验常常被忽视，但这本书成功地将传统印刷品的质感与现代科学传播的需求完美结合。它让我感觉，阅读物理学不应该是一种痛苦的挣扎，而应该是一种沉浸式的、对知识美感的享受过程。

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这本书的装帧质量给我留下了极其深刻的印象，它采用的硬壳精装，拿在手里有一种沉甸甸的踏实感，让人联想到那些历经岁月考验的经典著作。封面的材质似乎经过特殊的处理，触摸起来有一种微妙的磨砂质感，既防滑又不失高雅。我注意到书脊的装订非常牢固，这对于需要反复查阅和做笔记的工具书来说是必需的。在如今这个“快餐式”阅读盛行的时代，一本如此注重物理形态的书籍本身就是一种态度的宣言——它在告诉读者，它所承载的内容是值得被珍视和长期保留的。这种对实体书价值的坚持，无疑会吸引那些真正热爱知识、愿意投资于自己学习工具的读者。

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从我短暂的翻阅中感受到，这本书的语言风格似乎兼具了学术的精确性和叙事的流畅性，这在理论物理著作中是相当难得的。它不像某些教科书那样冷硬枯燥，也没有过度文学化的倾向，而是找到了一种恰到好处的平衡点。我猜想，作者在构建论述时，一定花费了大量心思来确保概念的引入是循序渐进的，不会让读者在复杂的数学推导面前感到措手不及。这种对读者学习路径的体贴，是真正有经验的教育者才会具备的特质。我非常期待能够深入体会那种由浅入深、层层递进的讲解方式，它应该能帮助我更好地消化那些看似高不可攀的物理图像。这种对阅读体验的重视，远超出了单纯的知识传授范畴，更像是一种智力上的陪伴。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种深邃的蓝色调和抽象的几何图形仿佛在向读者诉说着宇宙深处的奥秘，让人忍不住想一探究竟。虽然我还没来得及深入阅读，但仅凭这视觉上的冲击力，就足以在众多物理学著作中脱颖而出。我记得我在书店里翻阅时，它散发着一种老派的、却又充满现代感的独特气质，那种厚重感让人感觉里面承载了大量的真知灼见，绝非泛泛之作。我尤其欣赏那种将复杂的理论用如此简洁而富有艺术感的方式呈现出来的功力，这不仅仅是一本学术读物，更像是一件值得收藏的艺术品。它似乎在暗示，即便是最艰深的物理学概念，也能拥有令人心动的外部表达。这种对细节的关注和对美学的追求，在我看来，是区分优秀学术著作和平庸之作的关键所在。我期待着在接下来的阅读中，能体验到与之匹配的内在深度。

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