量子场论 第2卷

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出版者:世界图书出版社
作者:Steven Weinberg
出品人:
页数:489
译者:
出版时间:2004-11
价格:89.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787506266383
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
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  • 重整化
  • 路径积分
  • 真空极化
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具体描述

《量子场论》(第2卷):This volume describes the advances in the quantum theory of fields that have led to an understanding of the electroweak and strong interactions of the elementary particles. These interactions have all turned out to be governed by principles of gauge invariance, so we start here in Chapters 1'5-17 with gauge theories, generalizing the familiar gauge invariance of electrodynamics to non-Abelian Lie groups.

《量子场论(卷二):对称性与量子化》 《量子场论(卷二):对称性与量子化》是一部深入探讨现代物理学基石——量子场论的专著。本书在前卷的基础上,将重点聚焦于理解量子场论背后深刻的对称性原理及其在量子化过程中的核心作用。本书旨在为读者提供一个严谨且全面的框架,以掌握描述基本粒子及其相互作用的语言,并为进一步探索粒子物理学、凝聚态物理学乃至宇宙学的前沿问题奠定坚实基础。 本书开篇,即从连续对称性出发,详细阐述了诺特定理的普适性及其在物理学中的关键意义。读者将学习如何通过识别和分析系统的对称性来发现守恒量,例如能量、动量、角动量和电荷等,这些守恒量是理解物理过程的重要线索。在此基础上,本书将引入局域对称性的概念,这是构建规范场论的基石。通过对各种典型的局域对称群,如 U(1)、SU(2) 和 SU(3) 的深入剖析,读者将理解电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用是如何通过规范不变性原理自然产生的。 在对称性原理的指引下,本书将逐步引导读者进入量子化的严谨世界。我们将详细介绍正则量子化和路径积分量子化两种主要方法,并对比它们的优缺点以及适用范围。读者将学习如何将经典场论转化为量子场论,如何处理场的算符化、对易关系以及真空态的性质。重点将放在理解洛伦兹协变性如何融入量子理论,确保物理定律在所有惯性参考系下保持不变。 本书将对自由场论进行细致的分析,包括标量场、狄拉克场和向量场等基本自由场的哈密顿量、拉格朗日量以及它们的量子化。在此基础上,本书将引入相互作用的概念,并开始探讨微扰理论。读者将学习如何计算粒子的产生、湮灭以及散射过程的截面,理解费曼图作为一种强大的计算工具的构造和解释方法。本书将深入讲解S矩阵的构造,以及它如何表征物理过程的演化。 随着对称性与量子化的深入,本书将不可避免地触及重整化这一量子场论中最具挑战性也最核心的概念之一。读者将学习如何处理自由场论和相互作用场论中出现的紫外发散问题,理解重整化群的思想,以及它如何描述物理量在不同能标下的演化。本书将详细介绍重整化规程,例如MSbar等,并探讨重整化群方程及其在解决物理问题中的应用,例如渐近自由和红外发散等现象。 本书还将对规范场论进行深入的介绍。读者将理解杨-米尔斯理论的结构,以及它如何成功描述强相互作用和弱相互作用。将详细讲解规范玻色子(如光子、W和Z玻色子、胶子)的性质及其与物质场的相互作用。本书还将涉及手征对称性及其自发破缺的现象,这是理解粒子质量起源(如希格斯机制)的关键。 此外,本书还将探讨一些更高级的主题,以期勾勒出量子场论的广阔图景。这可能包括对量子电动力学(QED)的深入研究,它是第一个成功的量子场论,也是最精确的物理理论之一。读者将学习QED中的辐射修正、洛伦兹力等等。对于量子色动力学(QCD),本书将介绍夸克和胶子的相互作用,理解渐近自由和夸克禁闭的现象。 本书的行文风格将力求严谨、清晰,同时兼顾物理直觉的培养。大量的数学推导将伴随着对物理概念的深刻解读,旨在帮助读者不仅掌握计算技巧,更能理解这些技巧背后的物理原理。本书并非仅仅是数学公式的堆砌,而是试图展现量子场论作为一种普适性语言,如何成功地统一了对亚原子世界和基本粒子相互作用的描述。 《量子场论(卷二):对称性与量子化》是一次深入探索物理学最前沿的学术旅程。它将为所有对基本粒子物理、粒子探测器物理、宇宙学以及凝聚态理论中量子场论应用感兴趣的读者提供一份宝贵的参考。无论您是研究生、研究人员,还是对量子场论充满好奇的独立学习者,本书都将成为您在该领域进阶的坚实阶梯。

作者简介

目录信息

PREFACE TO VOLUME II.
NOTATION
15 NON-ABELIAN GAUGE THEORIES
15.1 Gauge Invariance
15.2 Gauge Theory Lagrangians and Simple Lie Groups
15.3 Field Equations and Conservation Laws
15.4 Quantization
15.5 The De Witt-Faddeev-Popov Method
15.6 Ghosts
15.7 BRST Symmetry
15.8 Generalizations of BRST Symmetry
15.9 The Batalin-Vilkovisky Forma!~m
Appendix A A Theorem Regarding Lie Algebras
Appendix B The Cartan Catalog
Problems
References
16 EXTERNAL FIELD METHODS
16.1 The Quantum Effective Action
16.2 Calculation of the Effective Potential
16.3 Energy Interpretation
16.4 Symmetries of the Effective Action
Problems
References
17 RENORMALIZATION OF GAUGE THEORIES
18 RENORMALIZATION GROUP EMTHODS
19 SPONTANEOUSLY BROKEN GLOBAL SYMMETRIES
20 OPERATOR PRODUCTI EXPANSIONS
21 SPONTANEOUSLY BROKEN GAUGE SYMMETRIES
22 ANOMALIES
23 EXTENDED FIELD CONFIGURATIONS
Appednix A Euclidean Path Integrals
Appednix B A List of Homotopy Groups
Problems
References
Author IDEX
SUBJECT INDEX
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的习题部分,简直就是对读者精力的又一次残酷考验。那些习题的难度,已经远远超出了“练习巩固所学知识”的范畴,更像是直接从博士入学资格考试的试卷中截取出来的。它们很少有那种能引导你逐步解决问题的“阶梯式”设计,往往是要求你在一个极其复杂的背景下,从零开始推导出某个精确的结果,而这个过程需要的计算量和技巧的组合,远超出了正文中刚刚讲解的内容。更令人气愤的是,很多习题甚至没有提供详细的解答,只有一些最终的答案,这使得我们在卡住的时候,根本无从下手去检查自己是在哪个环节出现了概念性错误,还是仅仅是代数计算失误。这无疑将学习的压力完全转嫁到了读者身上,变成了一种“自己摸索一切”的痛苦过程。我深知,理论物理的学习需要大量自我驱动的努力,但如此不友好的习题设置,极大地降低了学习的积极性。它更像是在筛选出那些“已经掌握一切”的少数精英,而不是帮助大多数勤奋的学习者提高的工具。可以说,没有一个可靠的辅导老师或同伴的协助,仅仅依靠这本书本身来完成习题,几乎是不可能完成的任务,这使得这本书的“实战价值”大打折扣。

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这本书的排版和插图处理,简直是反人类的设计!作为一本严肃的物理学著作,它对视觉信息的重视程度低得令人发指。公式占据了页面绝大部分空间,而且行距和字间距都挤得非常紧凑,使得长时间阅读后眼睛异常疲劳。更要命的是,那些本该起到辅助理解作用的示意图,往往画得极其粗糙,有时候甚至只是一些简单的拓扑结构图,完全没有起到帮助我们想象抽象概念的作用。比如,在讨论费曼图的计算规则时,文字描述已经足够令人头疼了,如果能有一张清晰的、标记明确的图示来展示哪些是外部线、哪些是内部循环,那该有多好?然而,我翻遍了相关的章节,看到的只有一连串的积分和求和符号,让人不得不靠着想象力去构建那个三维的微观世界。物理学,尤其是理论物理,是高度依赖直觉和图像的学科,而这本“书”似乎完全忽视了这一点。它更像是用激光打印机直接输出的,缺乏编辑和设计上的用心。这不仅影响了阅读体验,更严重阻碍了对复杂物理过程的直观理解,使得学习过程变成了纯粹的符号操作训练,极大地削弱了其作为教育材料的价值。

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这本书的结构安排,说实话,让我有些摸不着头脑。它似乎跳过了许多被传统教材视为理所当然的“中间步骤”,直接切入了最前沿或者最复杂的话题。举个例子,在处理规范场论的量子化时,作者似乎对狄拉克场的处理方式一带而过,而将大量的篇幅倾注在了对特定对称性破缺机制的详尽分析上。这种做法的优点是,对于那些对特定现象有深入研究需求的人来说,可以直接找到他们需要的精确推导,效率极高;但缺点也很明显,它使得整个逻辑链条显得有些断裂。我经常感觉自己像是在一个巨大的迷宫里,虽然每条岔路口都有清晰的指示牌指向某个复杂的理论分支,但就是找不到一个中央的、能让我俯瞰全局的制高点。我期待的是一种循序渐进、层层递进的构建过程,从最简单的自由场开始,逐步引入相互作用、再到高阶微扰论,但这套书的编排更像是一部精选的学术论文集,各种先进的技巧被分散地嵌入在不同的章节中,缺乏一个统一的叙事主线来串联起整个量子场论的宏伟蓝图。因此,要从头到尾通读并消化这本书的全部内容,需要读者具备极强的自学能力和高度的交叉学科知识背景,否则很容易在细节中迷失方向,无法把握其核心的哲学思想。

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这本书的内容实在是太晦涩了,简直像在阅读一篇没有尽头的数学推导集。我原本以为,作为理论物理的进阶读物,总会有些清晰的物理图像来作为支撑,但翻开这本书,映入眼帘的几乎全是密密麻麻的符号和复杂的积分,让人望而生畏。特别是关于路径积分表述的部分,作者似乎默认读者已经对高阶的泛函分析和群论有着极其深刻的理解,否则根本无法跟上他的思路。我尝试了好几次,在读到某些关键的重整化群的步骤时,不得不停下来,去查阅其他更基础的参考书,才能勉强理解他每一步操作背后的物理含义。这感觉就像是想学开车,结果直接被塞进了一辆F1赛车里,油门和刹车的位置都看不清,更别提如何精准地控制了。对于那些希望通过阅读来建立起对量子场论整体架构认知的新手来说,这本书的门槛高得令人沮丧,它更像是一本面向特定领域研究者、用于查阅精确公式和细节的工具书,而不是一本能引导人入门或深入理解核心概念的教材。我不得不承认,如果不是对这个领域有极高的热情和扎实的基础,这本书很可能成为压在书架上的一个沉重摆设,其内容本身的深度和广度是毋庸置疑的,但其呈现方式却对读者的知识储备提出了近乎苛刻的要求。

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我必须提到,这本书中对某些非主流或者新兴的理论框架的讨论,显得有些过于仓促和片面。虽然它声称涵盖了量子场论的各个重要方面,但在涉及那些尚未完全成熟的、仍处于激烈争论中的前沿课题时,作者的态度显得过于保守或者说选择性太强了。例如,在涉及到某些超越标准模型的新兴场论结构时,对替代方案的介绍寥寥无几,似乎作者只倾向于认可某一种特定的数学构造。这使得这本书在试图提供一个全面视角时,反而给人一种狭隘的感觉。一个好的进阶教材,应该能够公平地呈现不同学派和不同方法论的优劣,让读者自己去权衡和判断,而不是被动地接受作者倾向于的那一套理论体系。当我试图将书中的结论与我在其他会议报告或预印本上看到的最新进展进行对比时,发现这本书的内容在某些方面显得滞后,或者说,没有跟上理论物理领域快速迭代的步伐。它更像是一个定格在特定时间点的“快照”,而不是一个动态演进的领域指南。因此,对于希望了解当前物理学界热点和未来发展方向的读者来说,这本书提供的视角可能略显不足,其深度主要体现在对经典框架的精细打磨上,而在对“下一个伟大理论”的探索上则显得不够开放。

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