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出版者:高等教育出版社

作者:段一士

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2015-12-1

价格:CNY 37.20

装帧:平装

isbn号码:9787040418231

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《宇宙的深层结构：从牛顿力学到弦理论的演进》 书籍简介 本书旨在为物理学爱好者、本科高年级学生乃至研究生提供一部深入而全面的理论物理学导论，它以历史的脉络为骨架，以核心概念的逻辑推演为血肉，系统梳理了自十七世纪经典力学奠基以来，人类认识自然界的基本规律所经历的几次伟大革命。全书力求在保持严谨性的同时，避免陷入极端晦涩的数学细节，使读者能够清晰地把握物理思想的演变轨迹及其内在的深刻联系。 第一部分：经典世界的构建与局限 本书伊始，我们将回到伽利略和牛顿的时代，探讨经典力学的诞生。我们将细致剖析牛顿运动定律、万有引力定律的构建过程，并重点阐述能量守恒和动量守恒等基本守恒律在宏观世界中的统治地位。随后，我们将转向拉格朗日和哈密顿力学。这部分内容并非简单的数学变换，而是深刻揭示了系统动力学内在的对称性和变分原理。通过对相空间的引入，我们得以预见未来理论框架中“结构”的重要性。 紧接着，我们会进入经典电磁学的殿堂。麦克斯韦方程组的统一是物理学史上一次里程碑式的成就。我们将详细解读这四个美妙的方程如何将电、磁、光整合成一个统一的场论，并探讨其在相对论萌芽阶段所暴露出的内在矛盾。 然而，经典物理学的辉煌并非没有阴影。本书会用专门的章节来探讨“危机”的爆发点：黑体辐射的“紫外灾难”、光电效应的解释难题，以及对迈克尔逊-莫雷实验的困惑。这些看似细枝末节的实验现象，实则是通往新物理学的关键门径。 第二部分：时空的相对革命 本书的第二部分集中讨论爱因斯坦对经典时空观的彻底颠覆。 狭义相对论的建立建立在两条基本假设之上：光速不变原理和相对性原理。我们将通过洛伦兹变换的推导，展示时间和空间如何不再是绝对的背景，而是相互关联的、依赖于观察者运动状态的量。动量和能量的相对论修正，特别是著名的质能关系 $E=mc^2$，将作为理解核物理和粒子物理学的基石被深入探讨。 随后的章节聚焦于广义相对论，这是对引力本质的全新理解。我们将从等效原理出发，逐步引入弯曲时空的概念。黎曼几何的引入虽然复杂，但其物理意义清晰：物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。我们将分析广义相对论在水星近日点进动、引力红移和光线偏折等方面的经典验证，并展望其在黑洞物理和宇宙学中的核心作用。 第三部分：微观世界的量子化 本书的第三部分是物理学中最具革命性也最反直觉的部分——量子力学的兴起。 我们将从普朗克对能量的量子化假设开始，过渡到玻尔的原子模型，明确其成功之处和局限性。核心内容将围绕薛定谔方程的建立及其在描述微观粒子波函数上的威力。我们将细致解析波函数的概率诠释、不确定性原理（海森堡），以及量子叠加态的奇特性质。 随后，我们将进入量子力学的完备表述：狄拉克的符号表示法（Bra-Ket Notation），以及对角易位子和谱理论的介绍。散射理论的建立，特别是对相互作用的描述，将为连接下一部分内容做好铺垫。量子力学带来的非定域性、测量问题以及哥本哈根诠释的哲学挑战，也将作为贯穿始终的讨论线索。 第四部分：从场论的萌芽到粒子物理学的蓝图 经典场论和量子力学的结合，不可避免地导向了对基本粒子相互作用的描述。本书的最后部分将聚焦于如何将量子原理应用于场，从而构建描述基本粒子的数学框架。 我们将首先回顾经典场论的规范不变性思想，并将其引入量子范畴。通过费曼路径积分的思想导引（即便不进行严格的泛函积分计算），我们将展示如何自然地从作用量原理导出相互作用的规律。 本书将详细介绍量子电动力学（QED）的构造。我们将讨论微扰论在处理相互作用中的应用，并重点阐述费曼图的物理意义——它们不仅仅是计算工具，更是对基本粒子间相互作用历史的几何描绘。虽然不对更高阶的规范场论进行全面展开，但我们会清晰地阐述规范对称性在描述强核力、弱核力和电磁力中的核心地位。 最后，本书将以一个章节总结粒子物理学的标准模型的结构。我们将讨论夸克和轻子（如电子、中微子）的分类，介绍携带力的规范玻色子（光子、W和Z玻色子、胶子），并简要介绍希格斯机制如何赋予粒子静止质量。 总结与展望 本书的终点并非终结，而是指向未来的诸多挑战。我们将简要提及理论物理学前沿的一些重大课题，例如量子引力问题的提出、对暗物质和暗能量的现有理解，以及对超对称性等扩展理论的初步探讨。 本书力求将物理学的宏大叙事完整呈现，使读者不仅理解了“是什么”，更能洞察“为什么会是这样”，从而为进一步深入研究任何一个前沿领域打下坚实而广博的基础。通过对历史的尊重和对概念的清晰阐释，本书旨在激发读者对宇宙深层奥秘的持久好奇心。

评分☆☆☆☆☆

————————————————————————————————————————————————————————————————————— 进行了大概的了解式的翻阅，感觉写的还算条理。 ————————————————————————————————————...

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这本书，初翻几页，便觉一股扑面而来的信息洪流，仿佛站在巨型计算集群的中央，耳畔充斥着复杂的符号和看似毫无章法的公式推演。它并非那种温文尔雅、循循善诱的教科书，更像是一份来自高维空间的原始数据备份，需要读者自行去梳理其中的逻辑骨架。尤其是关于路径积分的引入部分，作者似乎对读者已经具备深厚的数学功底抱有极高的期望，直接跃入了对泛函积分的复杂表述，中间跳跃之快，让人措手不及。我不得不反复查阅参考书目中那些晦涩难懂的数学专著，才能勉强跟上作者思维的轨迹。比如，他对规范场理论的阐述，并没有花大量篇幅去铺陈电动力学的经典背景，而是直接从场强张量和拉格朗日密度出发，迅速构建起广义协变性的数学框架。这种处理方式的好处是效率极高，能让有基础的读者迅速领略到理论的精髓；但对于初学者而言，无疑是搭建了一道极高的门槛。整本书的行文风格，带着一种硬核的、近乎冷峻的学术气息，每一个定理的提出都像是经过了无数次严苛的检验和打磨，字里行间透露出对物理实在的深刻洞察，但同时也要求读者付出与之匹配的专注与毅力去啃食那些密集的符号。

评分☆☆☆☆☆

在阅读体验上，这本书的排版和插图可以说是“反直觉”的。一方面，公式的排版极为清晰，专业字体的使用使得复杂的希腊字母和张量符号都能一目了然，这对于长时间阅读来说至关重要。然而，另一方面，书中对于非核心概念的解释，常常被压缩得极简，仿佛作者默认读者可以在其他地方查阅。比如，对于费米子自旋的描述，仅仅用了几行话带过，而真正的物理内涵则隐藏在了对狄拉克方程的详述之中，需要读者自行去挖掘狄拉克旋量与螺旋性的关系。更值得注意的是，书中几乎没有使用任何“类比”或“比喻”来帮助理解那些高度抽象的概念，比如真空涨落、夸克禁闭，通篇都是严格的数学语言。这使得这本书的阅读过程，更像是一场与文字和符号的“角力赛”，而不是一次轻松的知识获取之旅。它要求你的心神高度集中，任何一个词语或下标的遗漏，都可能导致对整个段落物理意义的误解。

评分☆☆☆☆☆

读完前三分之一，我最大的感受是作者对于“对称性”的执着与偏爱。书中对于各种对称群——从洛伦兹群到规范群的自发破缺——的讨论，占据了极其核心的地位。这使得整本书的逻辑结构，不再是传统意义上按照粒子分类来组织内容（比如先讲电子，再讲光子），而是完全围绕着描述这些粒子行为的底层数学结构来展开。这种“自上而下”的构建方式，初看之下会让人感觉有些抽象和抽离，似乎脱离了我们日常接触的物理图像。然而，一旦你适应了这种思维模式，你会发现所有的基本作用力，都被巧妙地统一在了对规范不变性的要求之下，那种数学上的优雅感和物理上的完备性，确实令人拍案叫绝。特别是对希格斯机制的论述，作者没有采用那种“引入一个复标量场”的直观比喻，而是直接从规范对称性破缺的数学必然性出发，推导出无质量规范玻色子如何“吞噬”了Goldstone玻色子，获得了质量。这种纯粹的理论推导，虽然缺乏直观的“故事性”，却在逻辑上构建了一个无懈可击的体系，让人不得不佩服理论物理学家看待世界的角度，是何等的纯粹和抽象。

评分☆☆☆☆☆

如果非要用一个比喻来形容这本书的“功用”，那它更像是一部为“理论物理学家建造的乐高积木套装”，而不是一本为“初学者准备的入门指南”。它没有提供搭好房子的详细说明书，而是将所有最高精度的积木（各种场论的构造和重整化技术）都摆在了你面前，期望你凭借对结构原理的理解，去搭建出自己想要的宇宙模型。书中对有效场论的讨论，特别是低能有效理论的构建哲学，非常深刻地揭示了物理学理论的层次性和适用范围。作者强调了“截断尺度”的重要性，这远比仅仅知道如何进行重整化要重要得多，它关乎我们如何理解不同能标下的物理图像的有效性。对于那些已经掌握了量子力学和狭义相对论基础，渴望真正进入粒子物理前沿研究领域的人来说，这本书提供了一套经过时间考验的、最坚实可靠的理论工具箱。它教会你的，是如何从最基本的原理出发，去构建和检验描述自然界基本作用力的数学框架，那种掌控感是其他任何入门级读物都无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题部分，是另一番天地。通常一本教材的习题要么是简单重复课本内容的练习，要么是超级难题。但这本的习题设计得极其精妙，它们更像是对核心概念的“深度拓展模块”，而不是简单的检验。许多习题看似简单，但需要你运用前文没有明确提及的、但又至关重要的数学工具去“打通”思路。比如，有一个关于费曼图计算的习题，它要求你计算一个特定的圈图修正，步骤繁琐到让人想放弃，但当你最终通过正则化和重整化的步骤得出有限结果时，你会对“什么是微扰论”有了切肤之痛的理解。这些习题强迫你从一个被动接受知识的“学生”身份，转变为一个主动探索理论边界的“研究者”。它们不仅仅是在测试你是否记住了公式，更是在考验你面对一个复杂物理问题时，能否自主地从基础原理出发，构建起一套有效的计算框架。可以说，不认真对待这些习题，这本书的价值至少要损失一半，因为真正的学习往往发生在与这些挑战性问题的搏斗之中。

评分☆☆☆☆☆

正则量子化非常好的入门书

评分☆☆☆☆☆

很通俗易懂了，应该是好的入门书。

评分☆☆☆☆☆

经典场论 正则量子化很好的入门书

评分☆☆☆☆☆

正则量子化非常好的入门书

评分☆☆☆☆☆

正则量子化非常好的入门书