李群在微分方程中的应用(第2版)

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出版者:世界图书出版公司北京公司
作者:Peter J.Olver
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:89.0
装帧:
isbn号码:9787506207638
丛书系列:
图书标签:
  • 李群
  • 微分方程
  • 数学
  • 应用数学
  • 几何
  • 拓扑学
  • 李代数
  • 常微分方程
  • 偏微分方程
  • 数学物理
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具体描述

理论物理学前沿探索:现代物理场论与规范理论的深度剖析 本书旨在为物理学专业研究生及资深研究人员提供一个关于现代理论物理核心领域——量子场论(Quantum Field Theory, QFT)与规范理论(Gauge Theory)——的全面而深入的导论与前沿探讨。 本书不侧重于初级数学工具的复习,而是聚焦于这些理论在描述基本粒子及其相互作用中的核心概念、技术细节、重整化方案以及最新的理论进展。 第一部分:量子场论的数学基础与结构重构 (The Mathematical Foundations and Structural Reconstruction of QFT) 本部分从狭义相对论和经典场论出发,系统地构建量子场的理论框架。我们首先回顾经典场论的拉格朗日密度形式、欧拉-拉格朗日方程以及诺特定理在场论中的应用,强调对称性在物理定律中的决定性作用。 1. 经典场论的再审视与量子化 正则量子化与路径积分表述: 详细对比了正则对易关系(Canonical Quantization)和费曼路径积分(Path Integral Formulation)两种主要的量子化方法。重点分析了路径积分在处理复杂系统(如非阿贝尔规范场)时的优势与挑战。对配分函数(Partition Function)的构造及其在统计力学和量子场论中的等价性进行了深入讨论。 自旋统计定理的严格推导: 基于洛伦兹协变性和因果律,严谨地推导了玻色子和费米子场的对易关系与反对易关系,阐明了自旋与统计的内在联系。 Klein-Gordon场与Dirac场的量子化: 对无旋和有旋基本场方程进行全量化处理,详细分析了粒子、反粒子以及真空态的激发模式。 2. 相对论性量子动力学与微扰论 散射矩阵(S-Matrix)与微分散率: 深入探讨如何使用微扰论计算散射截面和衰变率。详细解析了S矩阵的展开式、维克定理以及费曼图的严格构建规则。 因果律与里奇(Retarded)传播子: 分析了时序依赖性在场论中的体现,并对各种传播子(格林函数)的物理意义及其在计算中的应用进行了比较。 第二部分:规范场论的核心理论与唯象学 (The Core Theory and Phenomenology of Gauge Field Theories) 本部分是全书的重点,将理论框架扩展至描述电磁力、弱核力和强核力的规范理论。 3. 规范不变性与杨-米尔斯理论 (Yang-Mills Theory) 规范对称性: 从电磁学的U(1)规范不变性出发,推广到非阿贝尔群(如SU(2)和SU(3))的局部规范对称性。严格推导了规范场的拉格朗日密度。 费曼规则的扩展: 详细介绍了杨-米尔斯理论中自相互作用的规范玻色子(胶子)所带来的复杂性,并给出了完整的费曼规则集,特别关注了导出虚线和三角形图所需的特殊技巧。 4. 理论的挑战:不可重整化与危机 紫外发散问题: 深入分析了高阶微扰计算中不可避免的紫外(UV)发散的物理起源,阐述了经典重整化方案(如截断法)的局限性。 重整化群的引入: 介绍了“有效场论”的思想,并详细阐述了重整化群(Renormalization Group, RG)的概念。通过求解RG方程(如Callan-Simmons-Jackiw方程),解释了物理量的“跑动耦合常数”现象,这是理解强相互作用(QCD)渐近自由的关键。 5. 规范场的自发对称性破缺与希格斯机制 Goldstone定理在场论中的应用: 在连续对称性自发破缺(SSB)的情境下,详细分析了Goldstone玻色子的出现。 电弱理论的核心: 引入规范玻色子的质量机制——希格斯机制。通过分析SU(2)×U(1)规范群的破缺,推导了W和Z玻色子的质量项,并确定了费米子(如电子和中微子)如何获得质量。完整地构建了标准模型的拉格朗日量。 第三部分:高级主题与前沿课题 (Advanced Topics and Frontier Investigations) 本部分探索量子场论的非微扰方面、拓扑结构及其在宇宙学和引力理论中的潜在联系。 6. 非微扰效应与拓扑结构 非微扰激发态: 讨论了瞬子(Instantons)和反瞬子(Anti-instantons)在欧几里得时空中的解,及其在规范场中对CP破坏(如强CP问题)的潜在贡献。 拓扑荷与贝里相(Berry Phase): 探讨场论中的拓扑荷概念,以及电荷量子的存在如何被拓扑理论所约束。 7. 有效场论与低能有效理论 重整化群的深入分析: 重新审视RG流图(RG Flow Diagram),分析了理论的“紫外完成”(UV Completion)问题,以及有效场论如何提供一个独立于高能细节的低能描述框架。 暗物质与暗能量的场论描述: 简要探讨了超出标准模型的扩展,如何将重力与其他基本作用力统一起来的尝试,以及有效场论在描述宇宙学中的宏观场时的应用。 8. AdS/CFT对偶与量子引力展望 全息原理简介: 简要介绍反德西特空间/共形场论(AdS/CFT)对偶,说明它如何提供一个非微扰地研究强耦合量子场论(如QCD的某些极限)的强大工具,同时也是探索量子引力非微扰性的重要桥梁。 本书的特点: 本书侧重于物理直觉的培养和理论细节的严谨推导,避免了过度依赖特定数学工具的教学路径,而是力求展示现代物理学家如何思考和处理基本相互作用的量子描述。全书包含大量的思考题和延伸讨论,鼓励读者从不同的角度审视量子场论的深刻内涵。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的书名瞬间勾起了我对数学深深的好奇心。李群,这个在抽象代数领域熠熠生辉的概念,如何能够与微分方程这样充满实际应用和物理意义的工具相结合?这在我看来,简直是两个看似毫不相干的数学世界的一次震撼联姻。我的脑海中立刻浮现出各种可能性:是否李群的对称性能够简化某些复杂的微分方程的求解过程?例如,那些拥有高度对称性的物理系统,比如流体动力学中的一些模型,或者粒子物理学中的某些方程,是否能够通过李群的视角获得更优雅、更本质的理解?更进一步,李群的结构本身是否能够提供一种分类方法,将不同类型的微分方程纳入到李群的框架下进行系统性的研究?我迫切地想知道,作者是如何将如此抽象的概念与如此具体的数学分支联系起来的,这本书是否能为我打开一扇全新的研究大门,让我得以窥探数学深层的美丽和力量,这无疑是吸引我的最大动力。

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我对数学工具的应用性有着非常高的期待。在我的学习和研究过程中,我常常思考,那些看似深奥的数学理论,究竟能在多大程度上帮助我们解决实际问题。这本书的书名,正好触及了这一点。李群,作为现代数学中一个重要的概念,如果能够切实地应用在微分方程领域,那无疑会极大地提升我们解决复杂问题的能力。我渴望了解,在哪些具体的应用场景下,李群的引入能够带来突破性的进展?是仅仅在理论分析上有所优势,还是能在数值计算或算法设计方面也有所建树?这本书是否会提供一些案例分析,展示李群如何简化某个具体的微分方程,或者如何通过引入李群的对称性来发现新的解法?这种对实际应用价值的关注,是我选择这本书的关键原因之一。

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作为一名长期在科研领域摸索的从业者,我对“应用”二字格外敏感。李群,在很多人眼中可能只是一个相对纯粹的理论概念,而微分方程则承担着描述实际物理现象的重任。这本书的书名,恰恰连接了这两者,让我对其潜在的应用价值产生了浓厚的兴趣。我迫切地想了解,李群的哪些特性,例如其伴随表示、指数映射,或者特定的李群(如李群、辛李群等),能够在哪些具体的微分方程问题中发挥关键作用?是否可以通过李群的表示论来分析微分方程的解的性质,比如其稳定性和周期性?或者,是否存在利用李群的生成元来构造特殊解的方法?我希望这本书能提供清晰的理论框架和具体的应用实例,让我能够将书中的知识融会贯通,并尝试将其应用于我自己的研究项目中,解决实际遇到的挑战。

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当我看到“李群在微分方程中的应用”这样一个书名时,脑海中立刻联想到的是数学概念的层层递进和相互印证。李群,作为描述对称性的一种强大工具,它的抽象性本身就充满魅力。而微分方程,则是我们理解世界变化规律的基石。这两者的结合,意味着不仅仅是数学理论的延伸,更可能是对自然界普遍存在的对称性和动态过程之间深层联系的一次揭示。我非常想知道,这本书是如何从李群的抽象性质出发,一步步构建出能够解决实际微分方程问题的具体方法的。它是否会深入探讨李群的李代数、其在微分几何中的表现,以及这些元素如何具体地作用于微分方程的解空间?这种从高度抽象到具体应用的研究路径,对我而言,是一种极具吸引力的探索。

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我对这本书的第二版信息尤为关注。通常来说,第二版的出现意味着第一版在内容、编排或读者反馈方面得到了有效的更新和改进。我非常好奇,在前一版的基础上,作者在“李群在微分方程中的应用”这一主题上,又注入了哪些新的思想和研究成果?是不是有新的应用领域被发掘出来,比如在现代的机器学习、信号处理或者生物建模等领域?或者,针对第一版中一些读者可能觉得不够深入或存在疑义的部分,第二版是否进行了更详尽的阐述和修正?我尤其希望能看到一些更具前沿性的内容,比如与现代微分几何、泛函分析等领域的交叉研究,甚至是对数值方法在李群-微分方程模型中的应用进行探讨。一个精心打磨的第二版,往往能提供更系统、更完善的知识体系,让我能够更扎实地掌握李群理论如何赋能微分方程的研究,并能够指导我进行更深入的学习和探索。

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数学研究的深度和广度,是我一直追求的目标。在掌握了基础的微分方程理论后,我一直在寻找能够进一步提升我分析和求解能力的工具。李群,作为一种强大的抽象代数结构,其在对称性方面的应用,让我对其在微分方程领域的作用充满了期待。这本书的书名,无疑为我指明了一个极具潜力的研究方向。我希望这本书能够系统地介绍李群的定义、性质以及它们如何与微分方程的理论相结合。我尤其关注书中是否会介绍一些先进的数学工具,例如如何利用李群的生成元来构造微分方程的解析解,或者如何通过李群的对称性来简化一些高阶或非线性微分方程的求解过程。这种能够直接提升我解决问题能力的理论和方法,是我选择这本书的核心动机。

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我一直认为,数学的魅力在于其统一性和普适性。虽然李群和微分方程在表面上看似乎属于不同的数学分支,但内心深处总有一种预感,认为它们之间必然存在着深刻的联系。这本书的书名,恰如其分地印证了我的这种猜测。它勾勒出了一幅壮丽的数学图景:抽象的群论结构如何如同一个隐形的骨架,支撑起描述动态过程的微分方程。我好奇的是,这种支撑是如何实现的?是李群的对称性直接作用于微分方程的结构,还是通过某种中间桥梁,比如微分流形上的向量场?这本书是否能提供一种全新的视角,让我理解微分方程的分类和性质,甚至是如何设计新的微分方程模型?这种跨领域的探索,不仅能拓宽我的数学视野,更能让我体会到数学内部联系的精妙与深刻。

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我对数学的学习路径一直是有规划的,而李群和微分方程都是我计划深入研究的领域。这本书的书名,无疑为我提供了一个绝佳的结合点。我曾接触过一些李群的基本理论,也理解了微分方程在科学研究中的重要性,但如何将两者有机地联系起来,却一直是一个模糊的概念。这本书的出现,仿佛在我面前点亮了一盏指路明灯。我期待它能够系统地介绍李群的理论基础,并清晰地阐述这些理论如何应用于微分方程的求解、分析和分类。我尤其关注书中是否会涉及一些具体的例子,比如如何利用李群的性质来求解一些著名的微分方程,或者如何通过李群的生成元来构造微分方程的解。这种从理论到应用的实践性指导,对于我这样希望将理论付诸实践的学习者来说,至关重要。

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我一直对数学中那些能够统一不同领域、揭示深层联系的概念着迷。李群,因其能够描述连续对称性而闻名,而微分方程则是刻画动态系统的语言。将这两者结合,似乎预示着一种对自然界普遍存在的对称性在变化过程中的深刻洞察。这本书的书名,正好满足了我对这种连接的强烈好奇。我希望这本书能够清晰地阐述李群的结构,以及这些结构如何能够被映射到微分方程的解空间中。我好奇的是,李群的哪些特性,比如其李代数的结构,或者其表示理论,能够为我们理解微分方程的解的性质(例如周期性、稳定性)提供新的工具?这种跨越理论和应用的桥梁,对我来说,是探索数学宏伟蓝图的重要一步。

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这本书的书名,在不经意间触动了我内心深处对数学美感的追求。李群,以其严谨的定义和丰富的结构,本身就充满了数学的艺术气息。而微分方程,则是描述自然界万事万物变化规律的语言。将这两者巧妙地结合,就像是在宏伟的数学交响乐中,将两种截然不同的旋律融合得天衣无缝。我设想,或许通过李群的对称性原理,能够揭示出隐藏在复杂微分方程背后的简洁和谐之美,让原本棘手的难题变得迎刃而解。这种“化繁为简”,或者说是“发现内在规律”的过程,本身就是一种极大的智力享受。我期待这本书能够带领我领略这种数学之美,让我看到,抽象的理论并非束之高阁,而是能够以一种意想不到的方式,深刻地影响和解决现实世界的问题。

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