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出版者:吉林大学

作者:窦桂梅

出品人:

页数:127

译者:

出版时间:2012-6

价格:15.80元

装帧:

isbn号码:9787560142005

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《深入理解现代量子场论》 本书简介 本书旨在为物理学研究生和高年级本科生提供一个深入、严谨且富有洞察力的现代量子场论（Quantum Field Theory, QFT）导论。我们超越了传统教材中对初级量子电动力学（QED）的简单介绍，而是聚焦于当代物理学研究中最核心、最关键的理论框架和计算技术。全书结构清晰，逻辑连贯，力求在数学严谨性和物理图像直观性之间找到最佳平衡。 第一部分：基础重塑与路径积分的魅力 第一章：经典场论的回顾与升华 本章从拉格朗日量和哈密顿量形式的经典场论出发，复习了诺特定理及其在连续对称性下的应用，强调了规范场论的基本思想萌芽。我们深入探讨了场论的连续谱、能动量张量以及场论中的边界条件。在此基础上，引入了维克定理（即场论的运动方程的变分原理）的更严格数学表述。 第二章：正则量子化与费曼的路径积分 本章是全书的基石。首先，我们详细阐述了正则对易关系（Canonical Commutation Relations）在量子场中的应用，构建了自由标量场、自由狄拉克场和自由电磁场的哈密顿量和产生、湮灭算符。 随后，我们引入了费曼路径积分（Path Integral Formulation）。路径积分不仅提供了一种优雅的量子力学表述，更是理解相互作用场论不可或缺的工具。我们详细推导了粒子传播子（Propagator）的路径积分表达，并展示了如何利用它来计算单粒子态的演化。本章着重讲解了路径积分在处理相对论性体系，特别是自旋为零和自旋半整数粒子时的优势。我们还将路径积分与正则量子化在数学上的等价性进行了深入的探讨和论证。 第三章：微扰论的构建与斯图克尔伯格-费曼图 在引入相互作用（Interaction）后，我们转向微扰论。本章细致地构建了相互作用绘景下的演化算符，并推导出S矩阵的玻恩级数展开。 核心内容在于费曼图的系统性介绍。我们不仅仅是列举规则，而是从路径积分的四个角（Vertex, Propagator, External Lines, Delta Functions）出发，推导出费曼图的精确生成规则。对于QED，我们将详细构建电子-电子散射、电子-光子散射的最低阶费曼图，并讲解如何计算它们的微分截面。本章还会涉及费曼图在动量空间中的表示及其与坐标空间描述的转换。 第二部分：重整化：理论的救赎与现代物理的基石 第四章：紫外灾难与发散问题的识别 相互作用场的微扰展开不可避免地导向发散积分，即紫外（UV）发散。本章系统地分析了这些发散的来源。我们使用“削减”（Cutoff）方法和“维数正则化”（Dimensional Regularization）方法来处理这些发散。维数正则化的引入不仅是技术上的进步，更是深刻理解对称性在非常规维度下如何保持（或破缺）的关键。 第五章：重整化群（RG）与有效场论 重整化是现代QFT的灵魂。本章从概念上阐述了“什么是物理量”——那些在不同能量尺度下保持不变的量。我们详细介绍了重整化过程：识别原始参数（裸参数）和物理可观测量（重整化参数），以及它们之间的关系。 核心转向重整化群（Renormalization Group, RG）。我们引入了跑动耦合常数（Running Coupling Constants）的概念，并通过Callan-Simanzyk方程来描述这些耦合常数如何随能量尺度变化。重点讲解了“有效场论”（Effective Field Theory, EFT）的思想，即在特定能量尺度下，物理学家只需要考虑那些能量低于该尺度的场和相互作用项。这为描述标准模型之上的物理（如超对称、额外维度）提供了强大的工具。 第六章：规范场的量子化：杨-米尔斯理论 本章处理规范对称性的量子化问题。我们将从经典杨-米尔斯（Yang-Mills）理论回顾开始，重点分析其约束性和无穷多自由度的特性。 处理非阿贝尔（Non-Abelian）规范场（如QCD中的色荷）的量子化是本章的难点与重点。我们详细介绍费曼的路径积分方法在规范场中的应用，包括引入并消除规范冗余（Gauge Redundancy）的法捷耶夫-波波夫（Faddeev-Popov）方法。我们将推导出规范场上的幽灵场（Ghost Fields），并解释它们在S矩阵计算中如何确保幺正性（Unitarity）和规范不变性。 第三部分：深入应用与前沿课题 第七章：非微扰效应与格点场论 虽然微扰论在许多情况下非常成功，但对于强耦合系统（如QCD中的夸克-胶子等离子体或约束态），非微扰方法至关重要。本章简要介绍非微扰方法的概念，特别是瞬子（Instanton）解在真空结构中的作用，解释它们如何导致CP破坏（如强CP问题）。 随后，我们介绍格点场论（Lattice Field Theory）作为模拟强耦合系统的主要数值工具。我们将讨论费米子在格点上的表述及其带来的“格点-狄拉克”问题，以及如何通过蒙特卡洛方法来计算物理量。 第八章：自发对称性破缺与质量的起源 本章深入探讨自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）在QFT中的表现。 首先是戈德斯通定理（Goldstone's Theorem），解释了连续对称性破缺如何产生无质量的戈德斯通玻色子。然后，我们将重点讨论希格斯机制（Higgs Mechanism），这是SSB在规范场论中的应用。我们将使用阿贝尔-希格斯模型（Abelian Higgs Model）来演示规范玻色子如何获得质量，而戈德斯通玻色子如何“被吃掉”成为规范玻色子的纵向极化分量。最后，我们将理论框架推广到标准模型的电弱理论中。 第九章：有限温度下的量子场论 现代物理学中的许多现象（如早期宇宙、重离子碰撞）需要在有限温度下进行分析。本章介绍热场论（Thermal Field Theory）。我们将使用虚时间（Imaginary Time）路径积分方法，即将时间轴周期化（Matsubara Formalism）。 我们详细推导了Matsubara频率的求和公式，并展示了如何利用路径积分在有限温度下的推广来计算配 অনুভূতি（Partition Function）和热力学量。本章还将讨论高温下的重整化问题，特别是如何处理软和超软粒子对传播子的修正。 附录： A. 群论基础回顾（李群、李代数、表示论）。 B. 狄拉克方程和旋量代数。 C. 费曼图的完整积分表与计算技巧。 本书特色： 现代视角： 从一开始就强调路径积分和有效场论的框架，避免了传统教材中对量子化顺序的过度纠结。 深度与广度兼顾： 覆盖了从基础正则量子化到前沿热场论和规范场非微扰处理的广泛主题。 计算导向： 提供了大量详细的计算步骤，尤其是重整化和费曼图的实际操作，帮助读者掌握成为理论物理学家的核心技能。 严格性： 对数学处理保持高度的严谨性，尤其是在处理规范对称性时，确保物理图像的正确性。

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这本书给我的最大震撼是它对阅读“目的性”的重塑。在信息爆炸的时代，我们常常被动地接收信息，被算法推着走。而这本书教会我如何重新夺回阅读的主导权，明确‘我为什么要读这本书’，并根据不同的目的采取不同的阅读策略。例如，为了应对考试和为了享受故事，阅读的方式是截然不同的，作者把这些场景区分得非常清晰，并且给出了量身定制的工具箱。它甚至探讨了如何处理那些“读不下去的书”，而不是简单地建议放弃，而是提供了一种更具建设性的“放下”或“重访”的方法论，这体现了极大的同理心。整本书洋溢着一种积极向上的能量，让你感觉阅读不是一项任务，而是一种自我提升的快乐投资。读完之后，我感觉自己对知识的渴望被重新点燃了，不再是被动的知识接收者，而是主动的知识建构者，这对我未来无论在学术研究还是个人成长上，都将产生深远的影响。

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这本书简直是打开了我阅读世界的一扇新窗！我一直觉得自己的阅读速度和理解能力停滞不前，读了很多书都感觉囫囵吞枣，抓不住重点。然而，当我接触到这本书的理念后，我才意识到之前的方法有多么低效。作者非常深入地剖析了不同文体的阅读技巧，比如小说、非虚构作品，甚至学术论文，都给出了非常实用的操作指南。我尤其欣赏它强调“带着问题去阅读”这一点，这彻底改变了我对“读完一本书”的定义。以前我只是机械地翻页，现在我会在阅读前明确自己想从这本书里获得什么，然后在阅读中主动寻找答案，这种主动性让阅读变成了一场探险。书中还穿插了一些作者自身的阅读经历和感悟，让整个阅读过程非常生动，不枯燥。比如，她分享了如何处理那些看似晦涩难懂的经典名著，一下子就让我觉得那些高冷的文学作品也变得亲切起来。读完之后，我感觉自己像拥有了一套“阅读导航系统”，知道在浩瀚的书海中如何定位、如何有效航行，而不再是漫无目的地漂流。

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这本书的独特之处在于它将阅读技巧和实际应用无缝衔接起来，让读者能够立刻上手实践，而不是停留在理论层面空谈。我是一个职场人士，每天被各种信息轰炸，碎片化阅读是常态，但深度思考却越来越难。这本书提供的方法论，比如如何快速提炼信息的核心论点，如何构建自己的知识框架，对于我来说简直是雪中送炭。它不仅仅是教你“怎么读”，更是教你“如何思考”。我特别喜欢其中关于“批判性阅读”的那几个章节，它引导我不再轻易接受书中的任何观点，而是学会提问、质疑，并最终形成自己的独立见解。这种思维的转变，不仅体现在我读书上，连日常工作中的决策制定都受到了积极影响。书中的案例分析非常到位，作者没有使用那些高深莫测的术语，而是用最朴实的语言，把复杂的认知过程解释得清清楚楚。我甚至开始尝试用书里教的方法去重新审视我过去读过的那些经典书籍，发现了很多以前忽略的细节和更深层次的含义，收获巨大。

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说实话，一开始我对这种“教学类”的书持保留态度，总觉得市面上这类书籍太多，容易流于表面。但是，这本书完全颠覆了我的看法。它没有那种居高临下的说教感，反而更像一位经验丰富的前辈，耐心地手把手教你如何更好地与文字打交道。最让我感到惊喜的是它对“情感投入”在阅读中的作用的阐述。很多工具书都忽略了这一点，只强调逻辑和结构，但这本书强调了，真正好的阅读是需要投入情感，去感受作者的用心和文字的温度的。这一点对于提升阅读的愉悦感至关重要。我尝试着在读一些文学作品时，刻意去体会作者想要传达的情绪，结果发现阅读体验得到了质的飞跃，那些曾经觉得索然无味的段落，突然间充满了生命力。这种从技术层面到心灵层面的引导，让这本书的价值远远超出了简单的技巧指南，它更像是一本关于如何与世界进行深度对话的指南书。

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这本书的结构设计非常巧妙，逻辑层层递进，让人读起来欲罢不能。它不像那种一本正经的教科书，反而是采用了更具启发性的叙事方式。我特别欣赏它对“阅读习惯养成”的重视。作者深知，技巧再好，没有持之以恒的实践也是空谈。因此，书中提供了很多实用的、可以融入日常生活的“微习惯”建议，比如如何利用通勤时间进行有效的精读，如何设置一个“无干扰阅读区”等等。这些建议极其具体，操作性极强，让我这个拖延症患者也找到了坚持下去的动力。最让我印象深刻的是，它强调阅读不是一个孤立的行为，而是一个与他人交流、分享的过程。书中关于如何组织读书会、如何有效地进行阅读分享的指导，为我的社交生活增添了新的维度。我现在不仅自己读得更好了，还能带着我的朋友们一起探索书中的奥秘，那种共同成长的感觉非常棒。

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