等离子体理论基础/北京大学物理学丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京大学出版社

作者:胡希伟

出品人:

页数:744

译者:

出版时间:2006-1

价格:42.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787301089217

丛书系列:北京大学物理学丛书

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好的，以下是一本图书的详细简介，内容涵盖了理论物理、凝聚态物理、量子场论以及天体物理等多个前沿领域，旨在为读者提供一个广阔而深入的学术视野。 --- 《量子场论中的拓扑结构与非微扰效应》 内容简介 本书深入探讨了量子场论（QFT）中一个至关重要且极具挑战性的领域：拓扑结构及其在描述非微扰物理现象中的核心作用。不同于传统基于微扰展开的量子场论方法，本书将焦点放在了那些无法通过标准的费曼图方法捕捉到的，依赖于时空几何和场配置全局性质的物理效应上。 第一部分：拓扑场的几何基础与分类 本书的开篇部分系统回顾了微分几何和拓扑学在场论中的基础应用。我们首先阐述了纤维丛、联络和曲率等概念，并将其应用于描述规范场和引力场。拓扑荷的数学定义——如陈类（Chern classes）和庞加莱对偶——被详细推导，为理解稳定构型（如瞬子、磁单极子、畴壁）提供了严格的数学框架。 我们重点分析了规范理论中的非平凡拓扑构型。在 $ ext{SU}(N)$ 规范群下，$ heta$ ভ্যাক vacuum 的概念及其与CP破坏的关联被深入剖析。通过对欧几里得时空中的瞬子解的分析，读者将理解非零拓扑荷如何导致真空态之间的混合，并探讨如何利用Witten-Sassaki-Witten（WSSW）定理来量化这些效应。在 $ ext{U}(1)$ 规范理论中，电荷量化的原理，特别是磁荷与电荷的量化关系，将通过拓扑的视角得到清晰的解释。 第二部分：非微扰动力学与对偶性 本书的核心在于揭示拓扑结构如何影响场论的动力学行为。我们引入了非微扰方法的关键工具，包括路径积分的鞍点近似和小量展开的局限性。 2.1 偶极子与磁单极子 在杨-米尔斯理论中，磁单极子的存在是深刻的拓扑现象。本书详细介绍了t'Hooft-Polyakov磁单极子的构造，并分析了其能量与规范群、希格斯势的依赖关系。在 $ ext{GUT}$ 模型中，这些拓扑缺陷的稳定性和产生机制被详尽讨论。此外，我们探讨了电磁场中狄拉克电荷与磁荷之间的相互作用，并引入了量子电动力学（QED）中的电荷-磁荷对偶性。 2.2 拓扑相变与缺陷 拓扑相变是物质在温度或压力变化下，其全局拓扑性质发生突变的现象。我们通过二维伊辛模型（Ising Model）的畴壁来入门，然后推广到更复杂的场论系统。重点讨论了Koszul-Wallach 空间中拓扑缺陷的形成与湮灭，以及在超导和铁磁体等凝聚态系统中观察到的类似效应。拓扑缺陷的产生往往伴随着临界指数的非标准行为，这在本书中得到了深入的数值和理论分析。 第三部分：弦理论与高维拓扑 随着理论物理的发展，拓扑概念已渗透到超弦理论和M理论中。本章将拓扑场论的视角扩展到高维时空。 3.1 K理论与弦的稳定化 我们介绍了K理论在描述D-膜电荷和弦紧致化中的关键作用。K理论，作为广义的拓扑不变量，为我们理解弦的稳定性和非微扰谱提供了必要的数学工具。通过对特定卡拉比-丘流形（Calabi-Yau manifolds）上的拓扑荷的计算，读者将理解费米子质量项和规范耦合常数的起源，以及为什么某些维度的紧致化是必要的。 3.2 AdS/CFT 对应中的拓扑 在AdS/CFT对偶的框架下，拓扑荷的边界-体积对应关系是一个活跃的研究方向。本书探讨了在 $ ext{AdS}_5 imes S^5$ 空间中，如何在引力对偶（如瞬子或奇点）中找到对应于CFT中非微扰拓扑场构型的描述。这包括对手性异常的重整化和对偶性检验的应用。 第四部分：拓扑量子计算的物理基础 本书的最后一部分将理论前沿与新兴技术相连接，探讨了拓扑性质在信息科学中的应用。 我们详细介绍了马约拉纳费米子（Majorana Fermions）的物理实现及其作为非阿贝尔任意子的性质。非阿贝尔任意子的集体激发具有内在的拓扑保护性，使其对局域噪声具有极强的鲁棒性。本书基于对量子霍尔效应分数能隙状态的深入理解，解释了如何通过对这些任意子进行“编织”（braiding）操作来实现量子计算的基本逻辑门。计算复杂度的分析将展示拓扑保护的优势所在。 目标读者 本书适合具有扎实量子力学和经典场论基础的研究生和科研人员。阅读本书需要对群论、微分几何有初步了解。它不仅为理论物理研究者提供了深入理解规范场论非微扰特性的工具，也为凝聚态物理学家和量子信息领域的研究人员提供了理论参考。本书的严谨性和广度，旨在激发读者对时空几何和拓扑学在基础物理学中作用的更深层次思考。 ---

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这本书的排版和装帧质量相当不错，拿在手里很有分量，纸张的质量也很好，长时间阅读眼睛不容易疲劳。更难能可贵的是，作者在阐述概念时，总能适当地穿插一些历史背景和发展脉络。例如，在介绍矢量势和标量势的引入时，他回顾了法拉第和麦克斯韦各自的思考路径，这种叙事手法极大地增强了阅读的代入感，让我感觉自己不是在被动接受知识，而是在参与一场跨越时空的物理思想探索之旅。虽然某些涉及到高阶微分几何的描述略显晦涩，但结合书后附带的数学补充材料，大部分困难都能迎刃而解。这本书的价值，绝不仅仅是一本教科书，更像是一份研究者的“思想伴侣”。

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这本书的封面设计就给人一种沉稳而深邃的感觉，那种带着些许年代感的排版，让我立刻联想到老一辈物理学家的严谨与专注。我是在寻找关于场论基础的资料时偶然翻到它的，虽然名字听起来很“硬核”，但内页的逻辑推导却异常清晰。尤其是它对麦克斯韦方程组的深入剖析，简直像一把手术刀，将复杂的电磁现象层层剥开，直达其最本质的数学结构。我尤其欣赏作者在处理波动方程时所展现出的那种数学美感，每一步推导都像是精心编排的乐章，让人在理解物理概念的同时，也体会到纯粹数学的魅力。书中对边界条件的处理尤其细致，对于工程应用中的实际问题，这部分内容提供了坚实的理论支撑，远超一般教科书的泛泛而谈。

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我购买这本书主要是想巩固一下我在本科阶段学习的经典电动力学知识，并为后续的凝聚态物理研究做准备。这本书在衔接连续介质模型与微观粒子描述方面做得非常出色。它没有回避理论的复杂性，反而将其视为一种挑战。对于介质中的宏观电磁响应，作者没有满足于简单的线性近似，而是深入探讨了张量形式下的介电常数和磁导率，并详细解释了在各向异性介质中电场和磁场的耦合现象。特别是关于材料内部的电磁波传播和衰减的章节，其推导过程之详尽，让我对折射率和吸收系数的物理意义有了更深刻的体悟。对于那些希望从“工程计算”转向“理论建模”的读者来说，这本书提供的基础框架是极其宝贵的。

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说实话，我本来对这种理论性极强的物理专著有点望而却步，总担心会陷入无休止的符号堆砌中。然而，这本书的叙述方式却出人意料地具有引导性。它不像有些著作那样，上来就抛出一堆定义和公设让你死记硬背，而是通过一系列精心设计的思想实验来引入新的概念。比如，在讨论电磁场的能量和动量时，作者巧妙地引入了“虚拟粒子”的早期概念雏形，虽然不是严格的量子场论，但这种“预示性”的描述极大地激发了我继续深入阅读的兴趣。书中的图示不多，但每一张都恰到好处，比如描绘电荷密度和电流密度的矢量场分布图，简洁却极具信息量。读完这一部分，我感觉自己对“场”这个抽象概念的理解又上了一个台阶，不再仅仅停留在中学物理的肌肉记忆层面。

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我必须承认，这本书的难度系数相当高，它显然不是为初学者准备的入门读物。它要求读者对微积分、线性代数以及初步的复变函数有扎实的掌握。然而，对于那些已经具备一定基础，渴望触及物理学前沿理论的进阶学习者而言，这本书无疑是一座高峰。它所构建的理论体系是如此的严密和自洽，以至于我开始反思自己过去对一些基本物理量定义的理解是否还停留在表面。特别是关于规范不变性和电磁场张量的引入，作者的处理方式极具洞察力，它清晰地展示了电磁学如何自然而然地导向狭义相对论的框架。阅读这本书的过程，与其说是学习知识，不如说是一种思维方式的重塑，它教导我们如何用更抽象、更统一的视角去看待自然界的规律。

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非常赞的一本等离子基础书，深度+广度

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