在解题中学习近代物理

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出版者:北京大学出版社
作者:王正行
出品人:
页数:338
译者:
出版时间:2004-9
价格:17.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787301077177
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 近代物理
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  • 理数
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  • 解题方法
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  • 物理思维
  • 科学探究
  • 问题解决
  • 知识应用
  • 思维训练
  • 实验教学
  • 物理素养
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具体描述

这是本书作者的《近代物理学》之姊妹篇,作为《近代物理学》的辅助教材,本书详细解答了《近代物理学》中的全部习题,这些习题绝大多数不是专业训练学生解题能力而设计的虚拟题,而从物理学家的研究工作中提取的实际问题,大都需要算出可与实难比较的具体数值,做这种题目,可以获得做研究工作的感觉和体验,本书也不是一本单纯的题解,而是在详细解题的过程中结合具体题目讲解近代物理,此外,书中还穿插了精辟的分析和深刻的评论,反映了近代物理发展中人性化的一面,本书并不完全依赖于原《近代物理学》,而是自成体系的,每章在一开头或者在有关的解题过程中都给出了要用到的重要知识、概念、理论和公式,以及一些相关专题的讨论,本书的读者对象是大学低年级学生或对代代物理学基本问题如相对论和量子力学有兴趣的读者,本书可以作为理工科大学和师范院校有关专业近代物理、量子物理、原子物理等基础课的教学参考书。

《量子场论与弦理论:前沿探索》 作者: 著名理论物理学家群体 出版社: 科学前沿出版社 出版日期: 2024年秋季 定价: 298.00 元 --- 内容简介:跨越尺度与维度的理论前沿 《量子场论与弦理论:前沿探索》是一部旨在深入剖析当代理论物理学两大支柱——量子场论(QFT)的最新发展及其与弦理论(String Theory)的深度融合的权威性著作。本书并非对基础物理概念的重复阐述,而是聚焦于当前研究人员面临的尖端挑战、尚未完全解决的数学难题以及预示未来物理图景的关键性突破。 本书结构严谨,内容涵盖了从规范场论的非微扰效应到高维空间几何结构的精细数学描述,力求为高年级本科生、研究生以及专业研究人员提供一个全面、深入且紧跟学科脉搏的参考平台。 第一部分:量子场论的非微扰挑战与新范式 传统的量子场论主要依赖于微扰论,这在描述强耦合现象,如夸克-胶子的强相互作用(QCD)或早期宇宙的极端条件时表现出局限性。本部分致力于探讨如何突破微扰论的藩篱,构建更具普适性的非微扰描述。 第一章:格点量子色动力学(Lattice QCD)的最新进展 本章详细回顾了格点场论在计算强子谱、核物质性质以及重夸克动力学方面的最新成果。重点探讨了重合格点(Fermion Formulation) 问题的解决策略,例如域墙算法(Domain Wall Fermions)和Overlap/Wilson-Clover方案的性能比较。此外,我们深入讨论了格点上的相图研究,特别是探索手征对称性破缺与临界温度的精确测定,以及在高密度、有限温度下的奇异物态(如夸克-胶子等离子体)的模拟技术。本章还涉及了随机寻址(Stochastic Sources) 技术在计算能谱中的效率优化。 第二章:共形场论(CFT)的代数结构与全息对偶 共形场论是研究临界现象的有力工具,尤其在统计物理和某些超对称场论中占据核心地位。本章聚焦于$mathcal{N}=4$ 超杨-米尔斯理论(SYM) 与IIB型弦理论之间的AdS/CFT全息对偶。我们详细推导了共形引导子(Conformal Blocks) 的结构方程,并讨论了Olive-Montonen(OM) 猜想在更高阶微扰修正下的有效性。重点阐述了Krasnoy-Rypkema算子乘积展开(OPE) 的精确计算及其在确定共形维度(Scaling Dimensions)中的关键作用。此外,本章触及了非阿贝尔(Non-Abelian) 对偶的现代发展,例如M-理论背景下的全息应用。 第三章:拓扑序与非阿贝尔任意子 超越传统对称性破缺的描述,拓扑序的概念在凝聚态物理和拓扑量子计算中扮演关键角色。本章深入研究非阿贝尔任意子(Non-Abelian Anyons) 的代数结构,特别是张量范畴(Tensor Categories) 和张量网络(Tensor Networks) 在描述其激发态中的应用。我们探讨了任意子统计(Anyon Statistics) 的代数定义(如摩尔-雷德福代数)以及如何通过马约拉纳费米子构建拓扑量子比特,并分析了环境退相干对任意子操作保真度的影响。 第二部分:弦理论的几何基础与物理启示 弦理论是统一所有基本力的宏伟框架,其核心在于对高维时空结构和量子引力的数学描述。本部分着眼于弦理论的现代几何构建及其在阐明量子引力本质方面的尝试。 第四章:Calabi-Yau 流形与镜面对称 理解紧致化空间(如Calabi-Yau流形)的拓扑性质是确定低能物理的关键。本章专注于卡拉比-丘流形的拓扑形变与几何形变的相互关系,即镜面对称(Mirror Symmetry) 的现代表述。我们详细介绍了A-模型(基于辛几何)和B-模型(基于复几何)的WZW作用量,并利用Gromov-Witten不变量来计算特定弦社区间的曲线计数。重点分析了Hodge结构在描述额外维度紧致化后物理谱时的作用。 第五章:M理论、F-理论与非交换几何 M理论被认为是理解所有五种II型弦理论及其二重性的统一理论。本章探讨了M理论在特定背景下(如提普斯(T-duality) 极限)如何转化为F-理论,后者本质上是M理论在二维时空上的构造。我们深入研究了F-理论中的奇点处理,特别是规范场群的产生机制。此外,本章还介绍了非交换几何(Non-Commutative Geometry) 在描述M理论中D-膜世界体积(如D-环或D-球)的边界条件和弦的非零张量张量(Tension Tensor)时的应用,特别关注Seiberg-Witten限制下的非交换场论。 第六章:后-AdS/CFT时代:边界量子引力与信息悖论 随着对黑洞信息悖论的深入研究,对AdS/CFT对偶适用范围的探讨已成为研究热点。本章聚焦于如何将全息对偶推广到非反德西特(Non-AdS) 时空(如de Sitter空间或渐近平坦时空)。讨论了软毛(Soft Hair) 理论对黑洞熵的修正,以及量子信息论在理解引力中的作用,特别是ER=EPR猜想在量子纠缠与时空几何构建中的桥梁作用。详细分析了信息恢复方案,例如热核(Islands) 和量子信道在计算页码(Page Curve) 中的应用,挑战了传统观点中信息被黑洞完全吸收的预测。 --- 读者对象与学习目标 本书假定读者已经熟练掌握高等经典场论、标准模型规范理论的基础知识,并对微分几何和拓扑学有基本的了解。 本书目标读者群包括: 1. 致力于量子引力、高能物理理论、统计物理临界现象及前沿凝聚态物理领域的研究人员。 2. 正在进行博士论文研究,需要接触和理解最新数学物理工具的研究生。 3. 对突破现有理论框架,探索统一场论新方向的资深物理学家。 通过本书的学习,读者将能够: 掌握现代非微扰计算方法在强耦合系统中的应用策略。 理解共形场论在描述基础物理模型中的内在结构。 熟悉弦理论中紧致化空间的高级几何描述及其对低能物理的约束。 批判性地评估当前关于黑洞信息悖论和量子引力统一性的最新理论尝试。 本书内容极具挑战性,是通往理论物理最前沿研究的必经阶梯。

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读后感

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用户评价

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这本书的排版和设计简直是一场视觉盛宴,从封面到内页的字体选择,都透露着一种沉稳而又不失活力的气息。尤其是那些复杂的公式推导和实验设置图,作者似乎花了不少心思去优化布局,使得原本枯燥的理论知识变得直观易懂。我注意到,许多关键概念的阐述后面,都紧跟着一些精巧的插图或示意图,这些图表并非简单的复制粘贴,而是经过精心绘制和标注,能瞬间抓住读者的注意力,让人更容易理解抽象的物理概念是如何在实际中运作的。例如,在讲解量子力学的不确定性原理时,作者没有堆砌大量的数学符号,而是通过一个非常形象的“波包”演化图,清晰地展示了位置和动量的权衡关系,这种将复杂问题“可视化”的处理方式,极大地降低了初学者的门槛。此外,书中的章节过渡非常自然流畅,没有那种生硬的“知识点堆砌感”,更像是在进行一场有引导性的学术漫步,让人在不知不觉中就吸收了大量的知识。这种对阅读体验的极致追求,使得即便是面对那些公认的难啃的物理分支,读者也能保持高度的专注和愉悦感。

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这本书的作者在叙事风格上展现了极高的文学素养,绝非那种干巴巴的教科书式写作。它更像是邀请了一位经验丰富的、充满激情的大学教授,在你耳边娓娓道来那些伟大物理学家的心路历程和他们是如何与自然“对话”的。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的“历史情境化”手法。比如,在讨论相对论的建立时,作者没有直接抛出洛伦兹变换,而是先细致地描绘了十九世纪末物理学界在以太理论上的巨大困境和实验结果的相互矛盾,那种身处科学前沿的迷茫感跃然纸上,让人对爱因斯坦的突破产生由衷的敬佩。这种讲故事的方式,让冰冷的物理定律仿佛有了温度,充满了人性的挣扎、灵感的闪现和思想的火花。读起来一点也不觉得累,反而像是在阅读一部关于人类智慧探索宇宙奥秘的史诗。不同于其他侧重纯粹计算的教材,这本书成功地在严谨性和可读性之间找到了一个完美的平衡点,让那些对科学史感兴趣的读者也能大呼过瘾,体会到科学发现背后的深刻哲学意义。

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本书在对概念的深度挖掘和广度的覆盖上,做得尤为出色,体现出一种宏大叙事的视野。它不仅仅停留在对基本公式的罗列和演示上,而是深入探讨了这些理论体系的内在逻辑和它们是如何相互衔接、共同构建起我们对现代物理世界的认知的。尤其是在处理那些跨越了经典物理与现代物理的交界点时,作者的处理显得极为老辣和细腻。例如,在阐述黑体辐射如何成为量子理论的导火索时,作者不仅回顾了瑞利-金斯定律的失败,还细致地分析了普朗克引入“能量子”假设时所承受的巨大心理压力和理论上的不彻底性,这种对科学发展“灰度地带”的刻画,远比教科书上简化的“重大突破”要真实得多。全书脉络清晰,从宏观的经典力学基础,逐步过渡到微观的量子场论的初探,这种循序渐进的引导,让读者能够扎实地建立起一个完整的知识框架,避免了知识的碎片化。

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这本书的编排结构充满了匠心,每一章节的末尾都有一个精心设计的“思想碰撞”环节,这是我最欣赏的设计之一。这些环节的内容往往不是传统的习题,而是更侧重于哲学思辨或者前沿猜想的开放性讨论。它鼓励读者跳出书本的既定框架,去思考物理学尚未解决的问题,或者对现有理论的局限性提出质疑。比如,在探讨信息悖论时,作者罗列了霍金、贝肯斯坦等人的主要观点,并以提问的方式抛给读者:“如果你处于那个位置,你会如何权衡信息守恒与广义相对论的兼容性?”这种设置极大地培养了读者的批判性思维和独立研究的兴趣,让阅读过程变成了一种主动的知识构建过程,而不是被动的知识接收。这使得这本书不仅仅是一本学习资料,更像是一位永不疲倦的、启发心智的学术伙伴,它教会我的不仅是“是什么”,更是“为什么是这样”,以及“未来会是什么样”。

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我个人非常看重一本书的实用价值,而这本书在“学以致用”这一点上,表现得相当令人惊喜。它似乎在时刻提醒着读者,物理学不是空中楼阁,而是解决现实世界问题的工具箱。虽然书名听起来像是偏向理论探讨,但实际上,它穿插了大量来自工程学、材料科学乃至天体物理学的实际应用案例,并且这些案例的选择非常贴合当代科技发展的热点。比如,在讲解半导体物理时,作者没有仅仅停留在能带结构上,而是花了相当篇幅去解释当前芯片制造中遇到的极限挑战,以及理论物理如何为下一代计算技术提供新的思路。这种“理论指导实践,实践反哺理论”的模式,极大地激发了我的学习动力,让我不再将物理知识视为孤立的学术符号,而是真正理解了它在推动人类文明进步中的核心驱动力。即便是那些看似深奥的理论,作者也总能找到一个能与日常生活产生共鸣的切入点,让人感到亲切和实用。

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买到了最后一本书。心里感到很安慰。数学物理书大多数是需要自己购买的,自己在上面书写,上面画画,才能只能学明白。电子版的数学物理书,很少能真正读进脑子里去。真心阅读这样的书籍,你得到的不是几个题目那么简单,而是整个世界的新的思想。解决了很多疑惑。不仅仅是知识,而且是传递一种新思维和经验.越读越是真心的感动,告诉了我关于物理的一切。书中倒数第二章对于规范场和狭义相对论推导出电磁场,你可以真正理解什么是物理了

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勉强看完

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