String Theory, Vol. 1

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出版者:Cambridge University Press
作者:Joseph Polchinski
出品人:
页数:424
译者:
出版时间:2005-6-20
价格:USD 74.99
装帧:Paperback
isbn号码:9780521672276
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 弦理论
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  • 物理学
  • 弦论7
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  • 弦论
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具体描述

String Theory comprises two volumes which give a comprehensive and pedagogic account of the subject. Volume 1, first published in 1998, provides a thorough introduction to the bosonic string. The first four chapters introduce the central ideas of string theory, the tools of conformal field theory and of the Polyakov path integral, and the covariant quantization of the string. The next three chapters treat string interactions: the general formalism, and detailed treatments of the tree level and one loop amplitudes. Chapter eight covers toroidal compactification and many important aspects of string physics, such as T-duality and D-branes. Chapter nine treats higher-order amplitudes, including an analysis of their finiteness and unitarity, and various nonperturbative ideas. An appendix giving a short course on path integral methods is included. This is an essential text and reference for graduate students and researchers interested in modern superstring theory.

String Theory, Vol. 1 《弦理论,卷一》是一部关于理论物理学前沿领域——弦理论——的深度探索。本书旨在为读者提供一个清晰、系统的入门,深入浅出地揭示这一革命性理论的精髓。 核心内容概述: 本书开篇便着手于介绍弦理论的根本出发点:粒子并非点状存在,而是微小的、一维的振动弦。通过类比,如乐器弦的不同振动模式产生不同的音符,本书生动地阐释了弦理论如何通过弦的振动模式来解释宇宙中各种基本粒子的多样性,如电子、光子、夸克等。这种“万物由弦组成”的理念,是理解整个理论的基础,也是本书第一部分着重铺陈的基石。 紧接着,本书将带领读者走进弦理论所要求的更高维度空间。传统的物理学模型局限于我们熟悉的四维时空(三维空间加一维时间),但弦理论的数学框架却自然地导向了十维甚至十一维的时空。本书将详细解释为何需要这些额外的空间维度,以及它们是如何被“紧致化”(compactified)以至于我们无法直接感知。这部分内容将通过形象的比喻和直观的几何类比,帮助读者理解高维空间的抽象概念,以及它们在弦理论构建中的关键作用。 本书还将重点介绍弦理论中至关重要的“全息原理”。这一原理指出,在一个高维时空中的引力理论,其描述可能等同于一个低一维的、没有引力的量子场论。换句话说,一个三维空间中的物理现象,可以用一个二维的边界上的场论来精确描述。全息原理的出现,为解决量子引力问题提供了新的视角,并与黑洞物理学等领域产生了深刻的联系。本书将详细阐述这一原理的数学基础和物理意义,并探讨它在理解黑洞信息悖论等前沿问题上的应用。 此外,《弦理论,卷一》还会触及弦理论的早期发展,包括超弦理论的概念。本书将解释“超对称性”(supersymmetry)在弦理论中的地位,它是一种假设,认为每种基本粒子都有一个与之对应的“超伴子”(superpartner)。超对称性的引入,有助于解决一些理论中的不一致性,并可能预言新的粒子。本书将清晰地阐明超对称性的数学结构以及它如何与弦理论相结合,从而形成更完备的理论。 本书特色与价值: 系统性与深度: 本书并非简单罗列概念,而是循序渐进,层层深入,构建起一个完整的理论框架。对于每个核心概念,都进行了详细的数学推导和物理意义的解读。 清晰的阐释: 尽管弦理论本身极为复杂,但本书运用了大量的类比、图示和直观的解释,力求将抽象的物理概念转化为读者易于理解的语言。 前沿性与影响力: 弦理论是当代理论物理学中最活跃、最具影响力的研究方向之一。《弦理论,卷一》将读者带入这个令人着迷的领域,展现了它在统一物理学基本力、解释宇宙起源与演化等重大问题上的巨大潜力。 严谨的科学态度: 本书在保持科普性的同时,也保持了严谨的科学态度,对相关的数学工具和物理假设进行了清晰的说明。 《弦理论,卷一》适合所有对理论物理学、宇宙学以及探索宇宙终极奥秘感兴趣的读者。无论您是物理学专业的学生,还是对前沿科学充满好奇的业余爱好者,本书都将为您打开一扇通往理解宇宙深层结构的大门,让您领略物理学最前沿思想的魅力。它将挑战您的认知,激发您的思考,并为您深入了解这个迷人的理论奠定坚实的基础。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴,那种深邃的、仿佛能穿透时空的蓝紫色调,配上那些错综复杂的、仿佛宇宙网格般的金色线条,让人一拿到手就忍不住想去探索它内在的奥秘。我原本以为这会是一本晦涩难懂的纯理论物理读物,毕竟“弦理论”这四个字本身就带着一股拒人于千里之外的高冷气息。然而,作者的笔触却异常地富有引导性,他并没有一上来就抛出那些令人头皮发麻的数学公式,而是选择了从哲学思辨的角度切入。整本书的叙事节奏把握得极佳,时而像一位睿智的长者在炉火边娓娓道来宇宙的起源和终结,时而又像一位充满激情的探险家,带着读者深入那些人类认知边缘的禁区。尤其让我印象深刻的是他对“高维空间”的描述,那种将抽象概念具象化的功力,简直是神来之笔,让人在阅读过程中仿佛真的能“触摸”到那些我们肉眼不可见的维度,体会到世界远比我们日常经验所能感知的要丰富和奇妙得多。尽管核心理论依然挑战着我的理解极限,但这种阅读体验本身,已经值回票价了。它不仅仅是一本科普书,更像是一场对人类心智边界的温柔而坚定的试探。

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我花了整整一个周末的时间来“消化”这本书的中间部分,那部分主要聚焦于弦理论在解决黑洞信息悖论中的应用。坦白说,很多细节的数学推导我只能勉强跟上,但我对作者清晰的逻辑框架印象深刻。他没有试图去“证明”弦理论的正确性,而是将其置于整个现代物理学图景中进行审视——即在现有理论框架遭遇无法逾越的障碍时,弦理论提供了一种何种程度的“可能性”和“一致性”。这本书非常诚实地指出了理论的局限性,那些关于实验验证的困境被坦率地摆在了台面上,这反而增加了我对作者的信任感。他没有将弦理论描绘成万能的救世主,而是将其视为一个仍在不断生长和自我修正的宏大科学项目。这种严谨的、带着批判性思维的叙述方式,是我在其他同类读物中很少见到的。它教会我的不仅仅是物理知识,更是一种面对未知时的科学态度:保持谦逊,但绝不停止探索。

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这本书的阅读体验,从始至终都保持着一种令人振奋的“智力挑战感”,但这种挑战感并非来自晦涩难懂的术语堆砌,而是源于对终极现实的深刻追问。作者在收尾时,并没有急于给出一个结论,而是将视角拉回到了“人类认知本身”——我们的大脑是如何被设计来理解这样一个多维、非局域的宇宙的?这种哲学层面的升华,让这本书的格局瞬间打开了。它让我开始反思我们对“实在性”的定义。很多时候,我们认为的“事实”,仅仅是我们适应低维环境的一种生存策略。阅读完第一卷,我感觉自己的思维框架被轻轻地撬动了一下,那种感觉非常微妙,既有被知识武装的充实感,也有对自身局限性的清醒认识。总而言之,这本书成功地将最前沿的、最形而上的物理学,转化成了一种引人入胜的智力冒险,强烈推荐给所有对宇宙终极奥秘抱有好奇心的人。

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对于一个非专业人士来说,任何涉及到“统一场论”的书籍都可能是一个巨大的障碍,但我发现这本的第一卷处理得非常巧妙。它似乎预设了读者拥有基础的物理知识,却又避免了陷入只有行家才能理解的行话泥潭。这本书的排版和插图设计简直可以拿去做艺术品展览了。那些复杂的弦的振动模式图,不再是黑白枯燥的示意图,而是采用了立体投影和色彩编码的方式,使得原本静态的数学结构似乎都在纸面上“跳动”起来。特别是关于布兰尼(Branes)概念的介绍,作者运用了一种非常巧妙的叙事手法,将它们描述为宇宙的不同“皮肤”或“膜”,这种文学化的处理极大地降低了理解门槛。阅读过程中,我发现自己时不时地会停下来,不是因为没看懂,而是因为被作者的某种观察角度所吸引,需要时间去细细回味那种美感。唯一的“小抱怨”是,体积确实有点大,随身携带不太方便,但鉴于其内容深度和信息密度,这或许是必须付出的代价吧。

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说实话,我拿到这本《String Theory, Vol. 1》时,抱着一种“我已经知道里面大概讲什么”的傲慢。毕竟,这个领域已经被无数科普作者翻来覆去地讲解过了。然而,这本书的独特之处在于它对理论发展历史脉络的梳理,那种精细程度令人咂舌。作者似乎对每一位关键物理学家的心路历程都有着深刻的共情,他没有将他们塑造成高高在上的天才雕像,而是展现了他们在理论瓶颈面前的挣扎、争吵、以及那些偶然性的灵光乍现。书中关于“超对称性”早期争论的那几章,写得简直像一部紧张刺激的悬疑剧,不同的理论流派为了争夺物理实在性的高地,展现了各自的逻辑锋芒。更难能可贵的是,作者在阐述理论核心概念时,引入了大量的类比,但这些类比并非那种敷衍了事的“橡皮泥比喻”,而是经过深思熟虑、能够真正帮助读者搭建起心智模型的工具。读完这部分,我忽然明白了过去我一直无法理解的某个核心矛盾点,那种豁然开朗的感觉,就像在迷雾中突然找到了北极星指引的方向,让人对物理学的敬畏之心油然而生。

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