《统计热力学》 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:梁希侠

出品人:

页数:233

译者:

出版时间:2010-2

价格:24.00元

装帧:平装

isbn号码:9787030266101

丛书系列:

图书标签:

• 统计力学5
• 物理
• 统计物理
• 热力学
• 物理化学
• 凝聚态物理
• 熵
• 吉布斯分布
• 系综
• 相变
• 涨落
• 非平衡态

《量子场论基础》 本书概述 《量子场论基础》是一部全面而深入的教材，旨在为物理学、数学以及相关交叉学科的研究生和高年级本科生提供坚实的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）知识体系。本书的叙述风格严谨、逻辑清晰，注重概念的物理图像阐释与数学工具的精确推导相结合，力求搭建起从经典场论到现代粒子物理学的桥梁。全书涵盖了从基本原理的建立到复杂计算技巧的应用，特别强调了重整化、规范场论以及自发对称性破缺等核心概念的内在联系和物理意义。 第一部分：经典场论与量子化的基础 本书的开篇部分（第1至第3章）将读者带入经典场论的框架内。我们首先从拉格朗日力学和哈密顿力学的视角出发，回顾了粒子力学到场论的自然过渡。重点介绍了拉格朗日密度的概念，以及由最小作用量原理导出的欧拉-拉格朗日方程在连续介质和场论中的推广。 随后，诺特定理（Noether's Theorem）被详细阐述。我们将证明，每当系统的拉格朗日密度在某个连续对称性下保持不变时，必然存在一个相应的守恒量。这不仅是理解物理基本定律（如能量、动量、角动量守恒）的深刻工具，也是构建未来量子场论中基本对称结构（如洛伦兹对称性、规范对称性）的基石。 在经典场论的框架下，本书随后引入了正则量子化方法。我们将详细分析标量场的量子化过程，包括构建场算符、确定对易关系，并明确如何从这些算符中构造出产生和湮灭算符。通过对自由（非相互作用）标量场的量化，读者将首次接触到真空态的定义及其性质，理解粒子作为激发态的物理图像。 第二部分：相对论性量子场论与微扰论 第二部分是本书的核心内容，专注于将量子力学与狭义相对论相结合，构建出相对论性量子场论。 第4章重点介绍了狄拉克场的量子化。我们将推导出狄拉克方程，并分析其在洛伦兹变换下的不变性。随后，通过构建狄拉克场算符，我们成功地将费米子引入到量子场论中。本书详细讨论了自旋统计定理的内在联系——如何通过对费米子场算符施加反对易关系来自然地满足泡利不相容原理，这是相对论性量子力学与非相对论性量子力学之间的关键区别之一。 第5章转向电磁场的量子化，即光子的引入。我们将从矢量玻色场（如克莱因-戈登方程的矢量推广形式）出发，讨论在规范不变性要求下的困难，并引入洛伦兹规范和库仑规范下的量子化方案。对光子场的分析，特别是如何处理规范自由度，为后续的规范场论打下了基础。 第6章和第7章聚焦于相互作用理论和微扰展开。在引入相互作用项（如$phi^4$理论或量子电动力学QED中的最小耦合）后，精确求解变得不可能。因此，本书系统地介绍了S矩阵和玻恩近似（微扰论）。我们将详细推导费曼图（Feynman Diagrams）的每一个要素：连接线（传播子）、顶点因子以及外部线。费曼图被清晰地解释为计算散射截面和衰变率的直观工具。 第三部分：重整化与物理学的核心挑战 本书的第三部分是区分普通教材和深入研究读物的关键部分，它处理了量子场论中最深刻、最具挑战性的问题：无穷大。 第8章深入探讨了红外（Infrared, IR）和紫外（Ultraviolet, UV）发散。我们将通过具体例子（如电子自能和光子自能）展示这些发散是如何在计算中产生的，并解释它们在物理上的含义。 第9章是关于重整化（Renormalization）的系统性介绍。本书采用正则化方法（如截断法和维度正则化），然后严格地应用重整化程序。我们将清晰地定义裸参数和物理（重整化）参数之间的关系，并证明对于可重整化理论，所有的发散都可以被吸收进对有限数量的原始参数的重新定义中。重整化群的概念也将被引入，以描述物理量如何依赖于所选的能量尺度。 第10章将重整化与有效场论（Effective Field Theory, EFT）联系起来，强调重整化背后的深刻物理思想：理论的适用范围依赖于我们所观测的能量尺度。 第四部分：规范场论与标准模型的前奏 本书的最后部分将我们带入现代粒子物理学的核心——规范场论。 第11章从阿贝尔规范理论（如QED）开始，阐述了规范对称性是构建相互作用理论的必要条件。我们将从对称性要求出发，推导出光子作为媒介粒子的存在。 第12章将这些概念推广到非阿贝尔（Non-Abelian）规范理论，即杨-米尔斯理论。我们将详细推导SU(N)群下的拉格朗日量，并展示其与非阿贝尔场的相互作用规律。这一章强调了非阿贝尔规范场（如胶子）自身携带电荷的独特性质。 最后，第13章简要介绍了自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB），特别是希格斯机制的原理，作为将规范玻色子（W和Z玻色子）赋予质量的关键步骤，为理解电弱理论和粒子质量的起源铺平了道路。 本书特点 强调概念而非公式堆砌： 虽然数学推导详尽，但每一关键步骤都伴随着对物理图像的深刻解释。 结构化学习路径： 从经典场论到相对论性量子场论，再到重整化和规范场，逻辑递进，便于读者逐步掌握复杂知识。 聚焦于核心工具： 深入讲解费曼图的构建、重整化的原理，这些是处理实际量子场论问题的必备技能。 《量子场论基础》不仅仅是一本工具书，它更致力于培养读者对自然基本定律——对称性、量子化和尺度依赖性——的深刻洞察力。

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这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，深邃的蓝色调配上那些精妙的、仿佛宇宙星图般的几何图形，让人一眼就感受到一种宏大而又严谨的气息。初捧书卷，我立刻被它那种沉稳的质感所吸引，纸张的触感不是那种廉价的滑腻，而是带着一种微微的粗粝感，仿佛每一次翻阅都是与知识进行着一次郑重的握手。我尤其欣赏作者在章节标题排版上的匠心独运，那些衬线字体的使用，古朴中透着现代的清晰，让人在面对那些复杂的公式和理论时，心态能够迅速地沉静下来。而且，书中的插图处理得极为出色，它们并非简单的数据图表堆砌，而是融入了大量的艺术性思考，比如对相变过程的描绘，那种用光影和色彩营造出的动态感，实在令人叫绝。这种对物理美学的执着追求，让原本可能枯燥的理论学习过程，变成了一种享受。我甚至会花上不少时间，仅仅是欣赏那些精心排版的公式块，它们被恰到好处地放置在页面的黄金分割点上，既保证了阅读的流畅性，又提供了视觉上的平衡。总而言之，这本书的装帧和视觉呈现，成功地搭建起了一个通往深奥知识殿堂的庄严入口，让人心生敬畏，迫不及待地想要探索其内部的乾坤。

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这本书的习题部分，是真正考验功力的地方，而且我必须说，这里的难度设置简直是为“精进”而非“入门”而设计的。这些问题绝非简单的套用公式，它们大多是以情景驱动的，要求读者必须将书中所学到的多个知识点进行灵活的交叉引用和深度整合才能找到突破口。我记得有一道关于非平衡态系统的计算题，它巧妙地结合了统计推导和实际的输运现象分析，光是理解题目的物理背景就花了我整整一下午的时间。然而，一旦解开，那种成就感是无与伦比的。更值得称赞的是，书后的答案与解析部分，并没有简单地给出最终数值，而是详尽地阐述了每一步推导背后的物理假设和数学依据，甚至还讨论了不同近似方法的适用范围和潜在误差。这使得每一次做习题，都变成了一次对理论的深度复习和批判性思考的训练，真正做到了学以致用，并能超越书本的限制。

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从排版和细节处理上来看，这本书的编辑质量绝对是业界顶尖水准。字体选择的对比度非常舒适，长时间阅读眼睛不易疲劳，这对于一本需要反复查阅和深入研读的专业书籍来说至关重要。我特别注意到页边距的处理，它恰到好处地预留了足够的空白区域，方便读者在阅读过程中进行批注和划重点，这显示出出版方对实际用户需求的深刻理解。此外，书中的索引系统做得非常详尽和科学，无论是按术语还是按公式编号检索，都能迅速定位，这在进行跨章节回顾或查找特定引用的场景中，极大地节省了时间。甚至连书的装订都极为牢固，书脊的设计使得完全摊开阅读时，内页文字也不会出现内陷或难以辨认的情况，这对于经常需要将书本平放在桌面上对照参考的读者来说，简直是福音。这本书的实体制作工艺，传递出的信息是：这是一件值得被珍藏和反复使用的工具，而非一次性消耗品。

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我必须强调，这本书在对历史脉络的梳理上所下的功夫，远超我的预期。作者对待每一位先驱者的态度都充满了敬意，他不仅仅是罗列他们的贡献，更重要的是，他详细描绘了那些理论诞生时的思想交锋、实验困境以及最终突破的戏剧性过程。阅读这些历史侧记，我仿佛能看到玻尔兹曼在与热力学第二定律的宿命抗争中寻找慰藉，也能感受到吉布斯在构建统一框架时的那种孤独的智慧。这种对科学发展史的深刻洞察，极大地丰富了我对这门学科的整体认知，让我明白，科学并非是一堆冰冷不变的定律，而是一场充满人性挣扎与光辉的探索之旅。通过这些叙事性的穿插，那些原本僵硬的数学符号仿佛也获得了生命和温度，它们不再是真空中的抽象概念，而是人类智慧在特定历史背景下，对自然规律的艰难捕获。这使得整本书读起来，丝毫没有枯燥感，反而充满了人文的关怀。

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读完前几章，我深刻体会到作者在构建理论体系时的那种“抽丝剥茧”的功力。他似乎深谙读者在面对基础概念时的困惑点，总能在关键时刻设置一个完美的“拐点”，将看似抽象的概念，用极其直观且充满生活气息的类比来阐释。例如，在介绍熵增定律时，作者没有直接堆砌波尔兹曼公式，而是用了一个关于“房间整理”和“信息丢失”的生动故事，一下子就把宏观的物理概念与个体的日常经验连接起来了。这种叙事节奏的把握，简直是教科书级别的示范。我发现，很多其他同类书籍往往为了追求数学上的完备性而牺牲了读者的理解体验，但这本书完全没有这个问题。作者的行文风格介于一位严谨的科学家和一位富有激情的演说家之间，逻辑的链条紧密得如同瑞士钟表的齿轮，但语言却又轻盈得如同春日微风，让人在不知不觉中就吸收了大量晦涩的知识。那种“原来如此”的顿悟感，贯穿了阅读的始终，这比单纯的死记硬背有效太多了。

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作业必备。

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