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出版者:Wiley-Interscience

作者:Francis E. Low

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-02-07

价格:USD 125.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471595519

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 经典场论
• 电动力学
• 相对论
• 量子场论基础
• 高等教育
• 理论物理
• 费曼图
• 规范场论
• Lagrangian力学

《经典场论》：宇宙之织锦，理性之探寻 这是一部关于经典场论的深度探索，它将带领读者穿梭于物理学的宏伟殿堂，揭示物质与能量相互作用的深刻规律。本书并非对某一本具体著作内容的复述，而是对这一核心物理学分支的精髓进行梳理与阐释，旨在为读者构建一个清晰、严谨且富有洞察力的认知框架。 宏观世界的语言：场论的基石 经典场论，顾名思义，是以“场”的概念为核心。场，是一种弥漫在空间中的物理实在，它能够传递相互作用，并对其中的物质粒子产生影响。本书将从最基础的矢量场和标量场入手，逐步引入更复杂的张量场，展现其在描述不同物理现象时的普适性与强大力量。 标量场： 如温度场、压强场，描述的是空间中每个点都具有一个单一数值的物理量。我们将探讨如何用拉格朗日量来描述标量场的动力学，并引入狄拉克方程等重要概念，理解其在描述基本粒子时的潜在作用。 矢量场： 如电场、磁场、速度场，其特点是空间中每个点都具有一个方向和大小。本书将详细阐述麦克斯韦方程组，这是描述电磁场的基石，揭示了电荷与电磁场之间的相互作用，以及光这一基本粒子的波动本质。我们还会探讨流体动力学中的速度场，理解其在宏观物质运动中的作用。 张量场： 更加抽象和强大的场，能够描述更复杂的物理实在。例如，广义相对论中的度规张量场，它描述了时空的几何结构，并解释了引力是如何产生的。本书将深入讲解张量的代数和微积分，以及其在广义相对论中的应用，揭示引力场如何弯曲时空，影响物质的运动。 动力学与守恒：理解场的演化 场的存在并非静止不变，它们在空间和时间中演化，遵循着深刻的动力学规律。本书将重点阐述描述场演化的核心工具——作用量原理和欧拉-拉格朗日方程。 作用量原理： 物理系统的演化路径是使作用量取极值的路径。我们将从物理直觉出发，理解作用量的概念，并利用它推导出描述场的运动方程。 欧拉-拉格朗日方程： 这是从作用量导出运动方程的通用方法。本书将详细推导这一方程，并将其应用于各种经典场，例如标量场、矢量场，以及更复杂的场，展示其强大的普适性。 诺特定理： 物理学中最优雅和深刻的定理之一。我们将揭示诺特定理与对称性之间的深刻联系：每一种连续的对称性都对应着一种守恒量。本书将重点讲解电荷守恒、能量守恒、动量守恒等基本守恒律，并通过实例展示诺特定理在经典场论中的强大应用，理解这些守恒律是如何从场的对称性中自然涌现的。 从量子到经典：场论的深刻内涵 经典场论并非孤立存在，它与量子场论有着千丝万缕的联系。本书将适时穿插介绍经典场论中的一些概念如何为量子场论奠定基础，例如场的量子化思想的萌芽，以及某些经典场方程在量子语境下的对应。理解经典场论，是深入理解量子场论的必要前提。 广泛的应用场景：从宇宙到微观 经典场论的理论框架，不仅为我们理解宇宙的宏观结构提供了强大的工具，也为描述微观世界的许多现象提供了基础。 电动力学： 从点电荷的电场分布，到交变电磁场在空间中的传播，再到光波与物质的相互作用，本书将以详实的内容呈现电磁场在日常生活和科技中的重要应用。 引力理论： 尤其是广义相对论，它深刻地改变了我们对引力的认知。本书将重点讲解广义相对论的基本原理，包括时空弯曲、引力场方程，以及其在解释水星近日点进动、引力红移、引力透镜效应等天文现象中的成功应用，为理解黑洞、引力波等前沿研究打下坚实基础。 连续介质力学： 流体力学和弹性力学等领域，都离不开场论的描述。我们将探讨如何用速度场、应力场等来描述流体的运动和固体材料的形变，理解宏观物质的连续性行为。 严谨的数学框架：理性之精确 本书强调理论的严谨性和数学的精确性。我们将系统介绍描述经典场论所需的数学工具，包括： 微分几何： 特别是黎曼几何，它是描述弯曲时空的必要语言，对于理解广义相对论至关重要。 张量分析： 掌握张量的运算和变换，是处理高维、复杂物理量的关键。 微分方程： 场的运动方程本质上是偏微分方程，本书将涉及求解和分析这些方程的方法。 学习之旅：循序渐进，触类旁通 本书的结构设计旨在让读者能够循序渐进地掌握经典场论的知识体系。从最基础的概念入手，逐步深入到更复杂和前沿的理论。通过清晰的逻辑梳理、精炼的语言表达，以及丰富的物理实例，力求让抽象的理论变得生动易懂，激发读者的求知欲和探索精神。 《经典场论》，是一次对物理世界基本规律的深入回溯，是一场对理性之美的哲学思考，是通往理解宇宙奥秘的钥匙。无论您是物理学专业的学生，还是对宇宙运行之道充满好奇的研究者，亦或是希望拓展认知边界的爱好者，本书都将为您提供一次深刻而富有启发性的阅读体验。它将帮助您构建起理解物质、能量、空间与时间之间复杂联系的强大认知框架，感受物理学之美的同时，也提升自身解决复杂问题的能力。

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这本书的叙事风格颇具古典学派的风范，它不追求花哨的新奇比喻，而是直接将读者带入到物理学的核心殿堂，去感受那些经过时间淘洗依然闪耀着智慧光芒的原理。我尤其欣赏它在处理对称性和守恒定律之间的关系时所展现出的清晰度。那种优雅的、仿佛浑然天成的内在联系，一旦被揭示出来，便让人产生“原来如此”的豁然开朗之感。它没有把这些定律当作独立存在的事实来罗列，而是将其编织成一张巨大的网，展示了它们如何相互依存、相互制约。书中对规范场论的引入，步骤之平滑，令人赞叹。从最初的局部不变性要求出发，如何自然而然地导向力的媒介粒子和相互作用的精确形式，这种从抽象要求到具体物理图像的转化过程，被刻画得入木三分。它迫使读者必须认真对待每一个前提假设，因为在这些看似微小的选择背后，隐藏着塑造我们宇宙形态的巨大力量。读完这部分，我对“美”在物理学中的标准有了更深的体会——真正的物理之美，源于其内在的逻辑必然性。

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从装帧和排版来看，这本书的设计散发着一种经久不衰的沉稳气质。纸张的质感厚实，墨水的清晰度极高，确保了即使在长时间的阅读和反复翻阅下，那些密集的公式也能保持良好的可读性，这一点对于一本工具书来说至关重要。排版布局合理，公式的编号和引用系统严谨有序，使得在不同章节间穿梭查找和验证推导过程变得相对顺畅。虽然内容本身的难度是挑战，但印刷质量上的精良处理，至少在物理层面上为读者提供了一个舒适的阅读环境。它不像某些现代出版物那样追求轻薄和速度感，而是更注重于知识的“永恒性”，似乎在向读者暗示：这本书的内容值得你花费大量时间，它会被长期珍藏在书架上，成为工具箱中不可或缺的一部分。这种对细节的关注，体现了出版方对这门学科的尊重。

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这部宏大的著作，仿佛是为那些渴望穿梭于时空隧道、直面宇宙基本法则的求知者们精心准备的地图。作者的笔触冷静而精准，在描述那些抽象概念时，没有丝毫的犹豫和含糊。初读时，可能会被那些密集的数学符号和严谨的逻辑推导所震慑，但坚持下去，你会发现，这并非冰冷的公式堆砌，而是一首用数学语言谱写的关于世界本源的史诗。它不仅仅是介绍了一套理论框架，更像是在构建一个完整的思维体系，引导我们如何用一种全新的、更深刻的视角去审视我们所处的世界。特别是对于场论的介绍部分，那种由微观粒子交互作用到宏观现象涌现的渐进过程，处理得极为精妙。它没有急于给出结论，而是耐心地铺陈了从拉格朗日量到欧拉-拉格朗日方程，再到正则对易关系建立的全过程，每一步都踏实有力，如同建筑大师在描绘一座宏伟建筑的蓝图，每一个结构支撑点都经过反复的精确计算。对于想要深入理解现代物理学基石的读者来说，这本书无疑提供了坚实的基础，它要求的不只是记忆，更是深刻的理解和批判性的思维。

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阅读体验上，这本书更像是一场漫长而艰苦的攀登，沿途的风景虽然壮丽，但对体能（即读者的数学和物理储备）要求极高。它毫不留情地考察了读者对张量分析、微分几何初步概念的掌握程度。对于初次接触这些工具的读者来说，可能需要不断地翻阅附录或者查阅其他参考资料来跟上节奏。然而，一旦你成功跨越了最初的门槛，你会发现，作者提供的那些工具并非为了炫技，而是解决复杂问题的“瑞士军刀”。例如，在处理非线性场论时，如果缺乏必要的几何语言，很多现象将仅仅是泥泞一团的代数纠缠；而一旦引入恰当的框架，那些原本复杂的方程组便显露出清晰的几何结构。这本书的价值在于，它教会了我们如何“看清”这些结构。它没有提供廉价的简化版本，坚持呈现了理论的完整面貌，这对于培养未来研究人员的严谨态度至关重要，即便这意味着阅读过程会略显吃力。

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这本书的深度体现在它对理论限制和未来可能性的讨论上。在阐述完标准框架之后，作者没有将大门完全关闭，而是留下了许多尚未解决的、引人深思的开放性问题。这使得本书不仅仅是一部回顾历史的教科书，更是一份面向未来的行动指南。它清晰地指出了当前模型在处理引力、量子效应耦合等领域时所遭遇的根本性困难，并且以一种非常审慎的态度，探讨了理论物理学家们正在尝试的几种主要出路。这种平衡的视角非常可贵——既要尊重现有理论的辉煌成就，又不能对现有理论的局限视而不见。例如，在讨论重整化群时，作者巧妙地将其与信息论的概念联系起来，揭示了低能有效理论的本质，这种跨领域的洞察力，让人感受到了物理学思想的强大生命力和延展性。这本书鼓励读者去质疑，去探索边界之外的未知领域。

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