一般相对性量子场论

一般相对性量子场论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:湖北人民出版社
作者:李国平
出品人:
页数:72
译者:
出版时间:1980
价格:0.39
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具体描述

《广义相对论与标准模型:量子场论的边界》 内容简介 本书旨在深入探讨描述宇宙基本构成的两大支柱理论——爱因斯坦的广义相对论(GR)和描述微观粒子及其相互作用的量子场论(QFT),在极端物理条件下的兼容性与潜在冲突。我们聚焦于当前理论框架的局限性,并详细剖析了物理学家们为寻求一个统一的、自洽的量子引力理论所付出的努力与取得的进展。 本书并非对标准广义相对论或现有量子场论的全面教科书式综述,而是将重点放在两者在普朗克尺度、黑洞奇点、以及早期宇宙等极端情境下的“交汇点”。我们假设读者已经对狭义相对论、经典场论、以及量子力学的基本原理有所了解,因此我们将直接切入核心的理论挑战与前沿探索。 --- 第一部分:现有理论的基石与裂痕 第一章:时空几何与物质场的共存挑战 本章回顾了广义相对论如何将引力解释为时空自身的几何属性,强调了度规张量 $g_{mu u}$ 在描述引力动力学中的核心地位。随后,我们转向量子场论对基本粒子的描述,探讨了费米子和玻色子如何通过对洛伦兹流形上特定场的量子化来实现。 关键的挑战在于,当我们将量子场论的标准方法——即使用微扰论和重整化技术——直接应用于引力场(通过将 $g_{mu u}$ 视为一个场进行量子化)时,理论立即表现出不可重整化的特性。我们详细分析了为什么尝试将引力子视为一个遵循标准规范场论规则的粒子,会导致无穷大的截面,从而摧毁了理论的预测能力。 第二章:黑洞热力学与信息悖论的量子视角 黑洞是检验量子引力理论的天然实验室。本章不再关注求解爱因斯坦场方程的经典解(如史瓦西或克尔度规),而是深入探讨霍金辐射的量子起源。我们分析了黑洞熵 $S = A/4Ghbar$ 如何从量子统计力学中浮现出来,以及贝肯斯坦-霍金公式对量子引力必要性的暗示。 核心讨论集中于著名的黑洞信息悖论。我们考察了信息在落入黑洞后,是永久丢失(违反幺正性)还是通过霍金辐射缓慢逃逸(依赖于对事件视界附近的量子真空的精确理解)。本章将详细审视防火墙假说、软毛理论以及其他试图调和信息守恒与事件视界性质的尝试,这些尝试无一不要求对广义相对论的时空概念进行深刻的量子修正。 --- 第二部分:迈向量子引力的尝试 本部分系统地介绍了当前主流的、试图整合引力与量子力学的理论框架,重点在于这些框架如何处理时空本身的量子结构。 第三章:超弦理论中的背景独立性缺失与对偶性 超弦理论被视为最有希望的候选者之一,因为它自然地将引力子包含在谱系中,并且通过高维空间和额外维度的紧致化避免了微扰论中的发散问题。 本章将深入探讨弦论的低能有效场论——即超引力理论,并分析其与标准模型规范群的潜在联系。我们将花费大量篇幅讨论T对偶、S对偶和U对偶等非微扰对偶性,这些对偶性揭示了在不同耦合常数和维度下的理论之间的等价性。我们也将批判性地审视背景依赖性问题:虽然弦论在作用量层面可能具有更高的对称性,但在其大部分可解的背景下(如AdS空间),它仍然需要一个预先设定的背景时空,这与广义相对论的背景独立性精神相悖。 第四章:圈量子引力:时空的量子化与自旋网络 与弦论不同,圈量子引力(LQG)采取了更加“背景独立”的路径,直接对广义相对论的哈密顿量表述进行规范量子化。 本章详细阐述了阿什蒂卡(Ashtekar)变量的引入如何将GR的动力学转化为与规范场论相似的形式。我们随后聚焦于自旋网络(Spin Networks)和自旋泡沫(Spin Foams)的概念。自旋网络作为量子化空间几何的基态,描述了离散的体积和面积算符的本征态,预示着时空在普朗克尺度上并非连续的流形,而是由离散的“量子”构成。我们将分析LQG在处理黑洞熵和大爆炸奇点消除(量子反弹)方面的成功之处,并讨论其在低能极限下如何回归到经典GR的挑战。 --- 第三部分:新兴的视角与未决问题 第五章:全息原理与AdS/CFT对应 全息原理,特别是其最成功的体现——反德西特/共形场论(AdS/CFT)对应,提供了一个革命性的视角:一个包含量子引力的(d+1)维时空理论,可以完全等效于其边界上的一个无引力的、符合量子场论(CFT)的理论。 本章将详细解析AdS/CFT的数学框架,并阐释它如何为计算黑洞内部的量子信息传输提供了具体的(尽管仅限于特定背景)模型。我们将讨论这一对应如何挑战我们对引力、时空和信息本质的直觉理解,并探索其在研究强耦合量子场论问题中的巨大潜力,尽管它在描述我们所处的平坦时空(或接近平坦的时空)方面仍存在显著困难。 第六章:因果结构与量子引力的规范 本书的最后一部分探讨了量子引力理论在处理因果结构方面的深层哲学和数学问题。在标准QFT中,因果性通过洛伦兹不变性(狭义相对论)来保证。然而,在量子引力背景下,时空本身是量子涨落的,这使得确定事件间的“先后”顺序变得模糊。 我们将考察因果动力学三角剖分(Causal Dynamical Triangulations, CDT)等方法如何尝试在计算机模拟中构建具有演化因果结构的量子时空。最终,本章将总结当前所有框架(弦论、LQG、CDT等)在解决量子引力核心矛盾时所面临的共同难题:如何在保证量子力学幺正性的同时,再现出宏观世界中连续、光滑且具有明确因果关系的广义相对论几何。 --- 结语:理论物理学的下一个前沿 本书强调,尽管在量子引力领域取得了令人瞩目的理论进展,但我们仍缺乏实验证据来指导理论的选择。我们结束于对实验物理学可能提供线索的展望,包括对宇宙微波背景(CMB)极化模式的微小偏差的搜寻,以及对高能粒子碰撞中可能出现的微小额外维度效应的探测,这些都将是检验这些宏大理论的终极试金石。

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《一般相对性量子场论》这本书,给我带来了前所未有的阅读冲击。作者如同一个技艺精湛的引路人,带领我在量子力学和广义相对论的交汇处,进行一场惊心动魄的探索。我对书中关于“引力子”的理论构建给予了极高的评价,作者尝试从量子场论的视角去解释引力,这不仅仅是理论上的整合,更是对宇宙基本规律的一次深刻的重塑。他详细地分析了引力子在弯曲时空中的传播,以及它们如何影响我们对宇宙结构和演化的理解。此外,书中关于宇宙大爆炸初期量子涨落的讨论,也让我对宇宙的起源有了更清晰的认识。作者的写作风格极具感染力,他能够用最简洁、最生动的语言,将最抽象的物理概念呈现出来,让读者在不知不觉中被吸引。这本书的叙事方式并非线性,而是更像是在构建一幅宏伟的宇宙图景,从微观的量子场到宏观的时空结构,都得到了精妙的展现。读完这本书,我感觉自己仿佛获得了一把解锁宇宙终极奥秘的钥匙,对科学的热情也因此更加高涨。

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这本《一般相对性量子场论》简直是一本让我欲罢不能的旷世奇书!从我翻开第一页的那一刻起,就如同被一股强大的引力场牢牢吸住,让我沉浸在宇宙最深邃的奥秘之中。作者的笔触如同星辰般璀璨,将那些原本晦涩难懂的概念,如时空曲率、引力波的本质,甚至黑洞视界附近的量子效应,以一种诗意而又严谨的方式娓娓道来。我尤其惊叹于作者如何巧妙地将爱因斯坦那宏伟的广义相对论与量子力学的精妙相结合,构建起了一个全新的理论框架。书中关于量子泡沫、引力子等前沿猜想的探讨,更是让我对宇宙的起源和终极命运产生了更为深刻的思考。每一次阅读,都仿佛在进行一次思想的星际漫游,挑战着我固有的认知,激发着我无尽的好奇。对于我这样一个对物理学充满热情,但又苦于缺乏专业背景的爱好者来说,这本书无疑打开了一扇通往宇宙终极真理的大门。它不仅仅是一本书,更像是一位循循善诱的智者,引导着我在未知的知识海洋中勇敢探索。我强烈推荐给所有对宇宙、对物理、对最深刻的科学问题感兴趣的读者,它一定会刷新你对世界的认知,点燃你思维的火花。

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《一般相对性量子场论》这本书,如同一本开启宇宙奥秘的钥匙,它所展现的知识深度和思想广度,着实让我惊叹不已。作者对于广义相对论和量子场论的融合,进行了一次极其深入且富有创造性的探索。他不仅仅是在解释这些理论,更是在构建一个全新的视角,让我们能够用一种更统一、更深刻的方式去理解宇宙。我被书中关于“引力子”假说的讨论深深吸引,作者尝试从量子场论的角度去解释引力,这本身就是一个极具挑战性的课题。他将如何描述引力子在弯曲时空中的行为,以及这如何影响我们对宇宙基本相互作用的理解,都进行了详尽的分析。此外,书中关于黑洞的量子效应,如霍金辐射等内容的介绍,也让我对这些宇宙中最神秘的现象有了更直观的认识。作者的写作风格十分引人入胜,他能够将最抽象的概念,用最生动、最形象的语言表达出来,使得即使是初学者,也能够感受到其中的魅力。这本书不仅仅是科普,更是一种思想的启迪,它让我开始质疑和探索,我将如何更深层次地理解我们所处的这个宇宙。

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当我翻开《一般相对性量子场论》这本书时,我被其深邃的标题所吸引,但真正让我着迷的是作者在这本书中所展现出的非凡洞察力和叙事能力。他不仅仅是在讲解理论,更是在描绘一幅关于宇宙最基本法则的宏大画卷。我尤其赞赏作者对“时空”的理解,他将其视为一个动态的、可塑的实体,能够因为物质和能量的存在而弯曲,并反过来影响物质的运动。这种对时空本质的深刻揭示,让我对引力的本质有了全新的认识。书中对于量子场论的阐述,也同样令人惊叹。作者从场的概念出发,生动地解释了粒子的产生和湮灭,以及量子涨落对宇宙演化的影响。他对“真空”的描述,更是颠覆了我过去的所有认知,让我看到了一个充满能量和活力的虚无。这本书的逻辑严谨,结构清晰,每一章节的铺垫都恰到好处,最终将读者引导向对宇宙更深层次的理解。阅读此书的过程,我不仅仅是在学习知识,更是在进行一次思想上的冒险,每一次翻页都充满了新奇和启发。

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我必须要说,《一般相对性量子场论》这本书,是一次令人心潮澎湃的阅读体验。它不仅仅是关于物理学的理论,更是关于我们如何理解自身在宇宙中的位置,以及宇宙本身是如何运作的。作者对时空作为一种动态实体的描述,让我感到无比震撼。他不仅仅是告诉你时空会弯曲,更是让你感受到这种弯曲所带来的深远影响,比如引力透镜效应,黑洞的形成,以及引力波的存在。这些理论不再是冰冷的公式,而是活生生、触手可及的宇宙现象。书中关于量子场论的阐述,也同样令人印象深刻。作者巧妙地将复杂的量子场概念,如场的量子化、粒子自旋、费曼图等,以一种清晰易懂的方式呈现出来。我尤其喜欢他对“真空极化”的解释,它让我看到了即使在最空旷的空间中,也蕴含着巨大的能量和动态。这本书的深度和广度都令人惊叹,它涵盖了从早期相对论到现代量子场论的几乎所有关键发展,并且还将这些看似毫不相关的理论有机地结合起来。读完这本书,我感觉自己对宇宙的理解又上了一个全新的台阶,对那些曾经困扰我的物理难题,也有了更清晰的思路。

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阅读《一般相对性量子场论》这本书,是一次彻底的思维洗礼。作者以其深厚的学识和卓越的洞察力,为我们揭示了宇宙最核心的秘密。我一直对时空弯曲的物理意义感到好奇,而这本书则以一种前所未有的方式解答了我的疑惑。作者将引力并非视为一种力,而是时空本身的几何属性,并详细阐述了物质和能量如何影响时空的几何结构,进而影响物质的运动。这不仅仅是理论上的升华,更是一种对宇宙运行模式的根本性改变。书中对量子场论的阐述也同样精彩,作者从场的概念入手,深入浅出地讲解了粒子的产生和湮灭,以及量子涨落对宇宙的影响。他对于“真空能量”的描述,让我对宇宙的起源有了更深刻的理解。这本书的逻辑结构十分严谨,每一个概念的引入都恰到好处,并且与之前的理论紧密相连,形成了一个完整的知识体系。读完这本书,我感觉自己对宇宙的认识不再局限于表面的现象,而是深入到了其内在的规律和本质。这本书绝对是任何对宇宙科学感兴趣的人不可错过的经典之作。

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这本书,名为《一般相对性量子场论》,当我初次在书架上瞥见它时,便被其深邃的标题所吸引,仿佛预示着一场关于宇宙最基本法则的盛宴。然而,真正让我震撼的,是作者在字里行间所展现出的那种非凡的洞察力和驾驭复杂概念的能力。他并非仅仅堆砌物理公式,而是将这些公式背后蕴含的物理意义,以及它们如何共同勾勒出我们宇宙的图景,描绘得淋漓尽致。我尤其欣赏作者对“时空”这一概念的解析,他并非将其视为一个被动的背景,而是生动地展现了它如何因物质和能量的存在而弯曲,又如何反过来影响物质和能量的运动。这种动态的、相互作用的视角,让我对宇宙的运行机制有了全新的理解。书中关于量子场论的介绍,也并非流于表面,而是深入到了场的量子化、粒子作为场的激发态等核心概念。作者用大量生动形象的比喻,将那些抽象的量子行为具象化,使得即使是初学者也能捕捉到其中的精髓。阅读这本书的过程,更像是一场智力探险,每一次翻页都充满了发现的惊喜,也伴随着对未知领域的敬畏。这绝对是一本能够重塑你世界观的著作,它将带领你进入一个由引力和量子纠缠编织而成的迷人宇宙。

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这本书,名为《一般相对性量子场论》,当我第一眼看到它时,就感受到一种难以言喻的吸引力。作者在字里行间所展现出的对宇宙最深层奥秘的探索,让我沉醉其中,无法自拔。我特别欣赏作者对“时空”这一概念的独特解读,他并非将其视为一个静态的背景,而是将其描绘成一个充满活力的、可塑的实体,能够因物质和能量的存在而弯曲,并反过来影响物质的运动。这种动态的视角,让我对引力有了更深刻的理解。书中对量子场论的阐述,也同样精彩绝伦。作者从场的概念入手,清晰地解释了粒子的产生和湮灭,以及量子涨落对宇宙的影响。我对书中关于“量子真空”的描述尤其着迷,它让我看到,即使在最空旷的空间中,也蕴藏着巨大的能量和动态。这本书的逻辑结构非常严谨,每一章节的铺垫都恰到好处,将读者一步步带入对宇宙更深层次的理解之中。读完这本书,我感觉自己仿佛获得了一把开启宇宙终极奥秘的钥匙,对科学的热情也因此更加高涨。

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《一般相对性量子场论》这本书,给我的感觉就像是走进了一座巍峨的知识殿堂,而作者则是一位技艺精湛的建筑师,用严谨的逻辑和深刻的洞察力,为我们搭建起了这座理解宇宙的宏伟大厦。我尤其喜欢作者在探讨广义相对论与量子场论融合时的叙述方式,他并没有将这两门学科割裂开来,而是循序渐进地展示了它们之间千丝万缕的联系。从早期尝试将量子场论应用于弯曲时空,到如今试图构建一个能够统一描述宇宙所有基本力的理论,作者都进行了详尽而深入的剖析。我被书中关于“量子真空”的描述所深深吸引,作者揭示了看似空无一物的真空,实则充满了能量涨落和虚粒子对的活动,这颠覆了我对“空”的传统认知。此外,书中对宇宙学常数、暗物质、暗能量等当代物理学难题的探讨,更是让我在对宇宙的宏大叙事中,感受到了科学前沿的脉搏。作者的语言风格极其流畅,即使面对如此深奥的题材,也丝毫不会让人感到枯燥乏味。这本书不仅满足了我对物理学的好奇心,更点燃了我对探索宇宙奥秘的永恒热情。

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《一般相对性量子场论》这本书,绝对是我近年来读过的最令人印象深刻的科学著作之一。作者以其深厚的理论功底和卓越的写作技巧,将那些原本高深的物理概念,以一种极其引人入胜的方式呈现在读者面前。我被书中关于“量子真空”的讨论深深吸引,作者并非将其视为一片空寂,而是描绘成一个充满能量涨落和虚粒子的活跃领域,这极大地拓展了我对宇宙本质的认知。此外,书中对广义相对论与量子场论融合的尝试,也让我看到了科学家们为了理解宇宙统一规律所付出的巨大努力。作者对引力子的设想,以及它们在弯曲时空中扮演的角色,都进行了详尽的推演和分析。这本书的语言风格流畅而富有诗意,即使是面对复杂的数学公式,作者也总能找到恰当的比喻来帮助读者理解。阅读的过程,我感觉自己仿佛置身于一个由引力和量子纠缠编织而成的迷人宇宙,对宇宙的敬畏之心也油然而生。

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