Condensed Matter Field Theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Alexander Altland

出品人:

页数:786

译者:

出版时间:2010-4-30

价格:USD 190.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521769754

丛书系列:

图书标签:

• 凝聚态物理
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凝聚态物质场论：探索物质深层奥秘的理论框架 凝聚态物质场论，顾名思义，是将量子场论的强大分析工具应用于描述和理解宏观物质的集体行为。本书并非对某一具体凝聚态物质系统的详尽技术手册，也不是对实验现象的简单罗列。它旨在为读者构建一个普适性的理论框架，揭示隐藏在看似千差万别的凝聚态现象背后的深刻统一性。本书的目标是赋予读者一套强大的概念工具和数学语言，使其能够深入理解各种奇异的宏观物态，例如超导、超流、磁性、拓扑相以及近期备受关注的新奇量子物质等，并能自主地运用这些工具去探索尚未被充分理解的物理现象。 我们知道，组成宏观物质的原子和电子数量极其庞大，以至于直接用量子力学描述每一个粒子的行为在计算上是不可行的。然而，正是这些海量的粒子之间的相互作用，催生了比单个粒子行为更为丰富多彩的集体现象。凝聚态物质场论正是应对这一挑战而生的。它并非从基本粒子层面出发，而是采用一种“涌现”的视角。在这里，我们关注的是构成物质的基本单元（如电子、声子、自旋波等）的集体激发，以及这些集体激发之间的相互作用。通过引入场论的概念，我们将这些集体激发视为场的“量子”，并利用量子场论的强大数学框架来描述它们的动力学和统计行为。 本书的第一部分将带领读者穿越量子场论的基石。我们不会纠缠于量子电动力学或量子色动力学的具体细节，而是专注于那些对于理解凝聚态系统至关重要的核心概念。我们将从自由场的量化开始，理解如何将经典的场方程转化为描述粒子（或准粒子）的量子算符。这将涉及到正则量子化和路径积分这两种基本方法的介绍，并着重强调路径积分在处理多粒子系统和统计力学问题上的优势。例如，在处理费米子系统时，我们将深入理解如何引入费米子算符以及它们所遵循的反对易关系，这对于理解电子的性质至关重要。同样，对于描述晶格振动的声子，我们将学习如何将其视为一种玻色子场，并理解声子的产生和湮灭过程。 在掌握了自由场之后，我们便会进入相互作用场的领域。这部分是本书的重中之重，也是凝聚态物质场论真正展现其力量的地方。我们将学习如何处理粒子之间的相互作用，以及这些相互作用如何改变物质的宏观性质。例如，电子之间的库仑相互作用是导致许多凝聚态现象的根源。在场论的框架下，我们将学习如何用相互作用项来描述这些力，并引入微扰理论等技术来近似计算复杂的相互作用效应。然而，我们也会清楚地认识到，在许多情况下，微扰理论的局限性。因此，本书将重点介绍非微扰方法，例如重整化群（Renormalization Group, RG）理论。 重整化群理论是理解凝聚态物质相变和临界现象的关键。它提供了一种强大的工具，能够描述物理系统在不同尺度下的行为。我们将学习如何通过“削除”高能（或短尺度）自由度来研究系统的低能（或长尺度）行为，并理解固定点、临界指数以及标度律等概念。通过重整化群，我们可以理解为什么在临界点附近，不同具体细节的系统会表现出惊人的相似性，即普适性。这将帮助我们理解例如铁磁性材料在居里温度附近的相变行为，以及其他各种各样的临界现象。 除了相互作用和重整化群，本书还将深入探讨对称性在凝聚态物理中的核心作用。对称性破缺是导致物质出现不同相态的关键机制。我们将学习Nambu-Goldstone定理，理解对称性破缺如何导致无质量（或低质量）的集体激发，例如在超导和超流中出现的凝聚等。我们还会讨论自发对称性破缺的多种形式，以及它们如何对应于不同的序参量和物质相。 本书的第二部分将把这些理论工具应用于具体的凝聚态物理问题。我们将从最经典也是最基础的系统之一——电子气体开始。理解无相互作用的电子气体（费米气体）的性质是理解金属的关键。然后，我们将引入电子之间的库仑相互作用，并探索如何处理这些相互作用所带来的复杂性，例如屏蔽效应和朗道费米液体理论。 超导性是凝聚态物理中最令人着迷的现象之一。本书将详细介绍BCS理论，并从场论的角度理解电子-声子相互作用如何导致形成库珀对，以及超导能隙的出现。我们将学习如何利用Ginzburg-Landau理论来描述超导体的宏观性质，包括序参量、相干长度和伦敦穿透深度等。对于高临界温度超导体等更复杂的系统，我们将探讨当前理论研究的前沿进展，并指出场论在理解这些现象中的挑战与机遇。 磁性材料的丰富多样性也将得到深入的探讨。我们将从简单的海森堡模型和伊辛模型出发，理解自旋之间的相互作用如何导致形成不同的磁有序相，如铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性等。我们将学习如何利用自旋波理论来描述磁性材料中的集体激发，并结合重整化群理论来理解磁相变。对于更加复杂的磁性系统，例如具有竞争相互作用和几何阻挫的系统，我们将探讨它们如何涌现出新奇的磁态，如长程有序的缺失以及准粒子谱的出现。 近年来，拓扑凝聚态物理取得了巨大的突破，本书也将花费相当的篇幅来介绍这一激动人心的领域。我们将介绍布洛赫定理和能带结构，这是理解固体电子性质的基础。在此基础上，我们将引入拓扑不变量的概念，并解释这些拓扑不变量如何决定了物质的拓扑相。例如，我们将深入理解量子霍尔效应和分数量子霍尔效应，以及拓扑绝缘体和拓扑超导体等。我们将学习如何利用陈数、狄拉克指数等拓扑不变量来表征和区分不同的拓扑相，并理解拓扑边缘态的鲁棒性及其潜在的应用前景。 除了上述经典和前沿主题，本书还可能涉及其他重要的凝聚态物质场论应用，例如： 量子相变： 探索在零温下发生的相变，以及量子涨落扮演的关键角色。 非平衡态凝聚态物理： 介绍如何将场论方法推广到非平衡系统，以描述例如激光驱动的材料、量子输运等动态过程。 低维系统： 探讨一维和二维系统中独特的物理现象，例如 Luttinger 液体理论和量子霍尔效应。 新兴量子材料： 简要介绍当前研究热点，如高温超导体、强关联电子系统、新型量子自旋液体等，并探讨场论在该类系统中的应用潜力。 本书并非旨在提供一套完整的计算手册，而是着力于培养读者深刻的物理直觉和扎实的理论功底。我们将尽量使用清晰的语言和直观的类比来解释复杂的概念，同时也会提供必要的数学推导以保证理论的严谨性。读者在阅读过程中，可能会接触到一些高等数学工具，例如群论、张量分析等，但本书会适时地进行必要的介绍或引用。 总而言之，凝聚态物质场论是一门跨越数学和物理前沿的学科。它提供了一个统一的视角，能够帮助我们理解从平凡的金属到最前沿的拓扑量子物态之间存在的深刻联系。通过学习本书，您将获得探索物质深层奥秘的有力武器，并能够站在巨人肩膀上，继续为理解和创造新奇的物质世界贡献力量。

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阅读这本书的体验，简直是一场对思维深度的极限挑战与重塑。作者似乎拥有一种独特的叙事魔力，他没有采用那种瀑布般倾泻而下的讲解方式，而是采取了一种循序渐进、步步为营的策略。每一章节的引入都像是精心设计的迷宫入口，初始的几页看似平缓，实则暗藏着后续复杂结构的基石。我尤其欣赏它在概念引入时所采用的类比和直觉阐释，尽管最终的数学推导令人望而生畏，但最初的物理图像却是异常清晰和富有启发性的。有那么几次，我不得不合上书本，走到窗边深吸一口气，才能消化刚刚读到的某个核心思想。这绝不是一本可以用来“翻阅”的书，它要求你全身心地投入，与之进行一场智力上的“搏斗”。每当攻克一个难点，那种豁然开朗的感觉，远超一般阅读的满足感。

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这本书给我的最大感受是，它成功地平衡了理论的严谨性与物理图像的直观性，这在高度抽象的理论物理领域是一个极其罕见的成就。它没有让读者迷失在纯粹的数学符号之中，而是始终将数学工具视为揭示物理本质的“语言”，而非目的本身。比如，在处理非微扰效应时，作者通过精妙的路径积分表述，将那些原本模糊不清的量子涨落行为，转化为可以被清晰几何化或拓扑化的概念。这种处理方式极大地提升了读者的物理直觉，让原本高不可攀的理论变得触手可及。阅读结束后，我感觉自己对物质世界的微观结构有了一种更为深刻、也更为统一的认识，它不仅仅是知识的积累，更是一种思维模式的升级，让我看世界的方式都似乎染上了一层理论物理学的色彩。

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从结构上来看，这本书的逻辑主线贯穿得极为紧密，让人能清晰地追踪到理论发展的脉络。它不像许多综述性著作那样，将不同的研究方向碎片化地堆砌在一起，而是将它们有机地编织成一个整体的理论框架。初期的基础回顾部分处理得相当果断，没有过多纠缠于不必要的背景知识，而是迅速切入核心的微扰论和对称性分析，这对于已经具备一定物理基础的读者来说，无疑是一种效率上的极大提升。随后的高级主题，如拓扑相变和激发态的描述，更是展示了作者对该领域前沿动态的深刻洞察。每次翻到新的章节，我都能预见到它将如何建立在前一章的成果之上，这种严密的递进关系，使得整个阅读过程充满了预期的兴奋和收获的确定性。它成功地搭建了一座桥梁，连接了教科书上的理想模型与真实世界中复杂的物理现象。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面采用了深邃的藏蓝色调，搭配烫金的字体，散发出一种古典而严谨的气息。那种触感，厚实且带着微微的磨砂质感，仿佛在向你宣告其中蕴含着知识的重量。内页的纸张质量也无可挑剔，米白色的纸张有效减少了长时间阅读带来的视觉疲劳，而且墨迹的清晰度和排版布局的舒适度都体现了出版方在细节上的用心。我记得我是在一个阳光明媚的下午翻开它的，初读便被那种沉静的氛围所感染，它不像某些教科书那样冷冰冰、公式堆砌，而是透露出一种精心打磨后的优雅。这种对物理学的尊重，从书本的物理形态上就能直观地感受到，让人愿意花更多的时间去沉浸其中，去探究那些深奥的理论。拿到手的时候，就感觉这不是一本普通的参考书，更像是一件值得收藏的工艺品。

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坦白讲，这本书的难度系数绝对不容小觑，它更像是为已经完成了研究生阶段基础课程、准备进入专业研究领域的学者们量身定做的“登顶装备”。我发现其中许多例题和习题的设置，其巧妙程度简直令人拍案叫绝——它们不仅仅是检验你是否掌握了公式的工具，更是引导你深入理解物理内涵的“思维陷阱”。很多时候，解题的关键并不在于计算的复杂性，而在于能否捕捉到隐藏在表面现象背后的那个关键的对称性或约束条件。我记得有一个关于集体激发模式的习题，我尝试了三种不同的微观模型才找到最优解法，那种反复尝试和最终找到“优雅解”的过程，本身就是一种极佳的学术训练。如果只是为了应付考试，这本书可能显得过于苛刻，但若目标是培养独立思考和解决前沿问题的能力，它无疑是顶级的训练手册。

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非常易读，且排版很好。和Bruus的书搭配后，基本不需要Mahan了。

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非常易读，且排版很好。和Bruus的书搭配后，基本不需要Mahan了。

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除了每章最后附录的习题外，正文中夹杂的exercises也都很值得做一遍，因为大部分都是被正文省略掉的推导。

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好的死于第三章

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我只是无聊做题