Gauge Field Theories (Cambridge Monographs on Mathematical Physics) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Cambridge University Press

作者:Stefan Pokorski

出品人:

页数:632

译者:

出版时间:2000-03-13

价格:USD 99.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780521478168

丛书系列:Cambridge Monographs on Mathematical Physics

图书标签:

• 量子场论
• 物理
• 量子场论7
• Gauge Theory
• Quantum Field Theory
• Mathematical Physics
• Physics
• Cambridge Monographs
• Field Theory
• Quantum Mechanics
• Differential Geometry
• Topology
• Physics

引力与统一：量子世界的宏伟图景 自爱因斯坦的广义相对论问世以来，物理学界一直在探索一个终极目标：将描述微观粒子相互作用的量子理论与描述宏观引力的经典理论统一起来。这一宏伟愿景催生了无数的理论框架，其中“规范场论”扮演着核心角色，为我们理解自然界的基本力提供了极其深刻且优美的语言。 规范场论并非某个单一的理论，而是一种普适性的数学框架，它指导我们如何构建描述基本粒子相互作用的模型。它的核心思想是“局域对称性”——即物理定律在空间中任意一点都应该保持不变，即使我们在该点施加不同的“局部”变换，物理结果也不会改变。这种局域对称性的要求，神奇地“迫使”我们引入了所谓的“规范场”，而这些规范场正是传递基本相互作用的媒介。 想象一下，你站在一个房间里，可以自由地调整房间里每个灯泡的亮度，而无论你如何调整，整个房间的光照效果（一种全局性质）保持不变。这就是局域对称性的一种直观比喻。在物理学中，这种“局域变换”并非简单的亮度调节，而是与粒子的某些“内部属性”相关联，例如电荷、色荷（夸克所携带的性质）等等。为了维持这些局域变换下的物理不变性，就必须引入额外的场，这些场便是规范场，它们携带能量和动量，并在粒子之间传递相互作用。 电磁相互作用：规范场论的初探 最先成功应用于描述基本相互作用的规范场论是量子电动力学（QED）。QED完美地描述了带电粒子（如电子）之间的电磁相互作用。在这个理论中，作为传递电磁力的媒介，光子（photon）便是规范场——电磁场的量子激发。QED的成功是物理学史上的一个里程碑，它不仅解释了原子光谱、化学键等一系列现象，更展现了规范场论的强大威力。 在QED中，粒子（如电子）的“内禀属性”是其所带的电荷。当我们在空间中对电子的电荷进行一个局域的“相角”变换时，为了保持物理定律不变，我们就必须引入一个规范场，这个规范场就是电磁场。电磁场中的量子，即光子，就负责在带电粒子之间传递电磁力。QED的预测与实验结果高度吻合，其精确度至今仍令人惊叹，为后续理论的发展奠定了坚实的基础。 强相互作用与量子色动力学 除了电磁力，大自然还存在着比电磁力强大得多的“强相互作用”，它负责将夸克（quarks）束缚在质子和中子内部，并将质子和中子结合在原子核中。描述强相互作用的规范场论被称为量子色动力学（QCD）。 QCD与QED在数学结构上有着相似之处，但也有关键的区别。在QCD中，夸克拥有称为“色荷”（color charge）的内禀属性，就像电荷一样，但有三种“颜色”：红、绿、蓝。QCD的局域对称性比QED更复杂，它基于SU(3)群，这意味着我们需要引入八种不同的规范玻色子来传递强相互作用。这些粒子被称为胶子（gluons）。 QCD的一个显著特征是“渐进自由性”（asymptotic freedom）——夸克之间的距离越近，它们之间的强相互作用就越弱，使得在极高的能量下，夸克和胶子表现得几乎像自由粒子一样。然而，当夸克之间的距离增大时，相互作用力会急剧增强，直到强到足以产生新的夸克-反夸克对，形成强子（如质子和中子）。这种“夸克禁闭”（quark confinement）的现象是QCD的核心特征之一，也解释了为什么我们从未直接观测到独立的夸克。 弱相互作用与电弱统一 介于电磁相互作用和强相互作用之间的是“弱相互作用”（weak interaction）。它负责放射性衰变等过程，例如中子衰变成质子、电子和反中微子。在早期，弱相互作用被认为是独立于电磁相互作用的。然而，在20世纪70年代，物理学家们成功地将电磁相互作用和弱相互作用统一起来，形成了“电弱理论”（electroweak theory）。 电弱理论是规范场论在描述基本粒子相互作用方面取得的又一重大成就。它将电磁相互作用与弱相互作用统一在同一个框架下，认为这两种力实际上是同一基本相互作用在不同能量尺度下的表现。在这个理论中，传递这两种力的规范玻色子包括光子，以及三种被称为W玻色子（W+, W-）和Z玻色子（Z0）的中性粒子。 电弱理论的成功不仅在于统一了两种力，还在于它引入了“自发对称性破缺”（spontaneous symmetry breaking）的概念，并预言了希格斯玻色子（Higgs boson）的存在。希格斯机制解释了为什么W玻色子和Z玻色子具有质量，而光子却是无质量的。2012年，大型强子对撞机（LHC）实验发现了希格斯玻色子，这是对电弱理论最有力、最直接的验证之一。 超对称与弦理论：通往更深层次统一的探索 尽管标准模型（Standard Model），一个基于规范场论构建的描述已知基本粒子及其相互作用的理论，取得了巨大的成功，但它仍然存在一些未解之谜，例如引力如何被量子化、暗物质和暗能量的本质、以及为什么基本粒子的质量有如此大的差异等等。为了解决这些问题，物理学家们提出了各种新的理论框架，其中“超对称”（supersymmetry, SUSY）和“弦理论”（string theory）是备受关注的方向。 超对称提出，每一种已知的基本粒子都应该有一个对应的“超对称伙伴”（superpartner），只是这些伙伴粒子的质量比已知粒子要大得多，因此尚未被实验探测到。超对称有望解决标准模型中的一些技术难题，并可能提供暗物质的候选者。 弦理论则更进一步，它假设构成物质和力的基本单元不再是点状的粒子，而是微小的、振动的“弦”。弦的不同振动模式对应着不同的粒子。弦理论具有包含引力的潜力，并可能提供一个“万有理论”（Theory of Everything），将所有已知的力和粒子统一起来。在弦理论的框架中，规范场论的概念依然扮演着重要的角色，许多规范场论的性质和结构可以在弦理论中得到更深刻的理解。 规范场论的数学之美与未来展望 规范场论不仅仅是描述物理现象的工具，它本身也蕴含着深刻的数学之美。其背后的群论、微分几何等数学概念，揭示了自然界的基本对称性和规律性。理解和发展规范场论，需要扎实的数学功底和深刻的物理洞察力。 从QED到QCD，再到电弱理论，规范场论不断拓展着我们对宇宙基本规律的认识。尽管引力子的量子化、暗物质和暗能量的本质等问题仍然是前沿的科学挑战，但规范场论的框架为我们提供了最强大的理论工具来探索这些未知。随着实验技术的不断进步和理论创新的涌现，我们有理由相信，规范场论将继续在揭示宇宙最深层奥秘的道路上发挥关键作用，引领我们走向一个更完整、更统一的物理学图景。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

当我真正开始阅读这本书的内容时，我立刻被作者那庖丁解牛般的逻辑梳理能力所折服。他似乎有一种魔力，能将那些通常被认为晦涩难懂的理论，用一种极其清晰、层层递进的方式展现出来。每一个章节的过渡都像是精心编排的乐章，前一个概念为后一个更复杂的结构打下了坚实的基础，使得学习过程中的“卡壳”现象大大减少。特别是他对理论物理中那些微妙的对称性如何与场的行为联系起来的阐述，简直是教科书级别的典范。阅读过程中，我常常需要停下来，回味一下刚才读到的那段精彩论述，那种豁然开朗的感觉，是其他许多同类书籍难以给予的。这种清晰度不仅仅体现在公式的推导上，更在于作者对物理直觉的培养，他总能巧妙地在数学的严密性和物理图像的直观性之间找到一个完美的平衡点，让读者既能掌握计算的技巧，又不失对现象本质的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的深度和广度是令人敬畏的，它绝非是那种只停留在表面概念介绍的入门读物。作者毫不避讳地深入到了那些前沿研究者们正在攻克的难题，其对数学工具的运用达到了炉火纯青的地步，充满了数学物理的精妙。我尤其欣赏书中对历史脉络的梳理，他没有把这些理论当作凭空出现的真理来呈现，而是细致地描绘了它们是如何在前辈们的智慧碰撞中逐渐成型的，这极大地丰富了我的历史观和对科学发展的整体认知。然而，也正因为这种深度，我必须承认，这本书要求读者具备相当扎实的数学基础，特别是高等代数和微分几何方面的功力，否则在某些推导的关键步骤上可能会感到吃力。它更像是一部为有志于投身理论物理研究的学子量身打造的“武功秘籍”，而非轻松的下午茶读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，超越了单纯的知识传授，它更像是一次与领域内顶尖思想家的深度对话。阅读它不仅仅是在学习“是什么”，更是在领悟“为什么是这样”。作者在论证过程中所展现出的那种对物理美感的执着追求，对理论优雅性的不懈探求，深深地感染了我。每当读到一个精妙的对称性原理被优雅地应用于解决一个棘手的物理问题时，我都能感受到一种近乎艺术的愉悦。这本书为你搭建了一个稳固的理论框架，让你有能力去审视和批判当前物理学中的诸多未解之谜，而不是被动地接受既有结论。可以说，它成功地将读者从一个知识的接受者，培养成了一个具有独立思考能力的潜在探索者，这是任何一本伟大学术著作的终极目标。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表的质量，也是值得大书特书的一笔。在描述那些高维空间结构和规范群作用时，作者所选用的插图和示意图，不仅在视觉上令人愉悦，更重要的是，它们在概念上传达信息的能力极强。很多时候，一个精妙的图示胜过千言万语的文字描述，尤其是在处理那些依赖于几何直觉的物理概念时，这些图表起到了定海神针的作用。我注意到，即便是那些被认为是标准符号的表示法，作者也做了统一而规范的处理，这对于在不同章节间切换阅读时，保持思维的连贯性非常有帮助。这种对视觉辅助的重视，体现了作者和编辑团队对提高读者学习效率的深切关怀，使得复杂概念的理解路径被极大地优化了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调和抽象的几何图形，立刻就营造出一种严谨而又充满探索欲的氛围。我第一次把它捧在手里的时候，就感觉自己拿到的不是一本普通的教材，而是一把通往更高维度物理世界的钥匙。书页的质感也无可挑剔，纸张厚实，油墨清晰，即便是那些复杂的数学公式，也印得一丝不苟，阅读起来非常舒适，长时间沉浸其中也不会感到视觉疲劳。装帧的处理相当考究，看得出出版社在细节上投入了大量的精力，即便是作为书架上的陈列品，它也散发着一种低调的学术光芒。对于物理学的深度爱好者来说，仅仅是翻开这本书的封面，就能感受到一种扑面而来的学术诚意，这种对物理世界精确描绘的追求，从物理层面到物理载体，都得到了完美的体现，让人迫不及待地想要深入其内在的知识殿堂。

评分☆☆☆☆☆

讲的很深，建议学过规范场再读，从中间开始讲的很简单，好多东西直接给的结果

评分☆☆☆☆☆

讲的很深，建议学过规范场再读，从中间开始讲的很简单，好多东西直接给的结果

评分☆☆☆☆☆

讲的很深，建议学过规范场再读，从中间开始讲的很简单，好多东西直接给的结果

评分☆☆☆☆☆

这应该是最好的规范场论书了，没见过说不好的。剑桥这套数学物理专著丛书没有不好的书，但是真的需要重新latex一下，公式字体太屎了。

评分☆☆☆☆☆

讲的很深，建议学过规范场再读，从中间开始讲的很简单，好多东西直接给的结果