An Elementary Treatise on Electricity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Maxwell, James Clerk

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2011-11

价格:$ 20.28

装帧:

isbn号码:9780486438849

丛书系列:

图书标签:

• Electricity
• Physics
• Science
• Textbook
• 19th Century
• Mathematics
• Engineering
• Classical Physics
• Education
• History of Science

好的，这是一份为您的图书 An Elementary Treatise on Electricity 撰写的、内容详实且不包含该书内容的图书简介。 --- 探寻宇宙的微观律动：量子场论的宏伟蓝图 导言：超越经典视角的物质本源 自人类文明伊始，我们便试图描绘构成世界的基本元素。从亚里士多德的四元素说，到牛顿体系下坚固不变的粒子，再到麦克斯韦对电磁场的精妙描述，物理学的每一次飞跃都伴随着对“实在”本质的深刻重塑。然而，进入二十世纪，微观世界的奇诡景象——粒子与波的二象性、能量的量子化、以及物质相互作用的瞬时性——彻底颠覆了我们对经典实在的直观认知。 《探寻宇宙的微观律动：量子场论的宏伟蓝图》正是为您精心准备的导览手册，它带领读者步入一个由量子场编织而成的奇特宇宙。本书聚焦于量子场论（Quantum Field Theory, QFT）这一现代物理学的核心框架，它不仅统一了狭义相对论与量子力学，更构筑了我们理解基本粒子及其相互作用的数学与哲学基石。 本书并非对现有电磁学或经典物理学的简单复述，而是深入探讨那些超越经典范畴的、支配着光子、电子、夸克乃至希格斯玻色子行为的深层规律。我们探究的，是能量与物质不再是离散实体的集合，而是弥漫于时空之中的动态场的激发态。 --- 第一部分：基础框架的搭建——从经典场到量子化 本部分旨在为没有深厚高能物理背景的读者铺设必要的概念基础，并清晰区分经典场论与量子场论的核心差异。 第一章：相对论性基础与时空结构 我们首先回顾狭义相对论如何重塑了我们对时间、空间和因果性的理解。重点分析洛伦兹变换如何要求物理定律在所有惯性系中保持形式不变。随后，我们将介绍四维时空中的经典场（如标量场和矢量场）是如何通过拉格朗日密度和欧拉-拉格朗日方程来描述的，这为后续的量子化过程提供了无可替代的经典前驱。 第二章：从经典到量子的飞跃——正则量子化 量子化的过程是本书的第一个核心技术难点，也是其魅力所在。我们摒弃了经典的哈密顿力学框架，转而采用正则对易关系来引入量子算符。本章详细阐述了如何将经典场变量提升为满足对易（或反对易）关系的场算符，从而揭示场的激发（即粒子）是如何诞生的。我们将深入探讨产生算符与湮灭算符的物理意义，理解它们如何构建起描述多粒子系统的Fock空间。 第三章：自由场论的统一描绘 在完全理解了量子化过程后，我们转向描述“自由”粒子（即不相互作用的粒子）的量子场。本章将分别详述： 无自旋粒子（标量场）： 以Klein-Gordon方程为基础，探讨其量子化形式及其固有的负能解问题，并解释如何通过粒子解释来规避这一困境。 自旋为一的粒子（矢量场）： 重点分析电磁场的量子化，即光子的诞生。我们将考察如何将麦克斯韦方程组纳入量子框架，并讨论描述规范对称性的重要性。 --- 第二部分：相互作用的奥秘——微扰论与费曼图景 粒子世界的精彩之处在于它们的相互作用。本部分将引入描述相互作用项的微扰论，并阐释费曼图如何成为理解和计算这些复杂相互作用的直观工具。 第四章：相互作用的引入与S矩阵 物理学目标是计算粒子在相互作用发生前后的演化概率。本章介绍相互作用绘景，以及如何利用Dyson级数构建出描述散射过程的S矩阵。我们将探讨S矩阵的物理限制，特别是它必须满足的幺正性，这保证了概率守恒。 第五章：费曼图的诞生与解读 费曼图是QFT中最具识别度的符号语言。本章将系统性地介绍费曼图的构成要素：顶点（代表相互作用的强度）、线段（代表传播子）以及回路（代表虚拟粒子）。读者将学习如何将一个复杂的散射过程分解为一系列费曼图，并理解每个图元对应的数学表达式（费曼规则）。重点分析传播子的物理意义——它描述了粒子在时空中的传播概率幅。 第四章：计算的挑战与重整化 当计算涉及更高阶的费曼图时，我们不可避免地会遇到无穷大的问题。本部分将毫不回避地探讨这一理论上的巨大挑战——紫外线发散。我们将详细介绍重整化的概念和技术，解释如何通过重新定义物理可观测的量（如质量和电荷）来吸收这些无穷大，从而得到有意义的、有限的物理预测。本书强调，重整化并非一种权宜之计，而是现代场论自洽性的体现。 --- 第三部分：标准模型的基石——规范场论的胜利 现代粒子物理学的核心是对称性的深刻理解。本部分聚焦于规范场论，这是描述电磁力、弱核力和强核力的基础语言。 第七章：局部规范对称性与规范玻色子 本章追溯了规范对称性从电磁学（U(1)对称群）推广到更复杂的群结构的过程。我们将阐释：任何一个局部规范不变性要求自然地引入一个伴随的规范玻色子（如光子、W和Z玻色子），这些玻色子正是传递基本力的媒介。 第八章：杨-米尔斯理论与强相互作用的萌芽 我们将扩展讨论到非阿贝尔规范理论——杨-米尔斯理论，这是描述强核力的基础。虽然本书不会深入到量子色动力学（QCD）的全部细节，但会清晰地描绘出规范场如何处理自相互作用的媒介粒子，以及它如何预示着夸克和胶子的存在。 第九章：自发对称性破缺与质量的起源 描述弱相互作用的关键在于理解质量的产生机制。本章将详细介绍希格斯机制（Goldstone定理与Brout-Englert-Higgs机制）。我们将探讨规范对称性如何“自发地”破缺，从而赋予W、Z玻色子以及费米子质量，而规范场本身却依然保持不变。这是现代粒子物理学中最深刻的洞察之一。 --- 结语：展望未来与未解之谜 《探寻宇宙的微观律动》的最后一章将带领读者跳出标准模型的框架，探讨当代物理学面临的前沿问题： 引力的量子化挑战： 为什么将广义相对论纳入QFT框架如此困难？ 真空的能态： 宇宙学常数问题与零点能的巨大鸿沟。 超越标准模型： 探索超对称性（Supersymmetry）或弦理论等更宏大的统一图景的可能性。 本书旨在提供一个坚实、严谨且富有洞察力的量子场论视角，使读者能够清晰地理解粒子物理学的运作方式，以及我们目前对物质和力最精妙的描述。它提供的是一把理解亚原子世界脉搏的钥匙，而非简单的公式汇编。

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这本书的排版和插图处理简直是教科书级别的典范。在涉及几何光学和场线分布的部分，那些手绘的图示质量高得惊人，线条的粗细、阴影的过渡都拿捏得恰到好处，使得复杂的空间关系一目了然。相比于现在很多充斥着粗糙CAD图的教材，这种对视觉细节的尊重，充分体现了作者对读者体验的重视。我甚至觉得，光是研究这些图示，就能体会到很多原本需要复杂计算才能理解的几何特性。而且，书中对关键公式的推导过程，作者采用了多种不同的表述方式进行交叉验证，这对于不同思维定式的人来说都是福音。有一次我被一个积分题卡住了，转过头来看书中另一种解法，竟然瞬间明白了其中的物理本质。这本书对细节的关注，已经超越了一本基础读物的范畴，更像是一份精心校对过的学术手稿。

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这本《An Elementary Treatise on Electricity》真是让人大开眼界！我一直对电学抱有浓厚的兴趣，但总觉得那些深奥的理论离我很远，直到我翻开这本书。作者的叙述方式非常平易近人，他没有一上来就抛出复杂的数学公式，而是从最基本的概念入手，用清晰的类比和生动的例子，将电荷、电流、电压这些抽象的东西变得具体可感。比如，他描述电流就像水流一样，这个简单的比喻立刻让我抓住了核心。书中对实验现象的描述尤其精彩，读起来仿佛身临其境，能真切地感受到那些早期科学家们探索未知时的那种兴奋与困惑。对于初学者来说，这本书无疑是一座坚实的桥梁，它不会让你在知识的海洋中迷失方向，而是稳稳地引导你一步步前行，构建起对电学现象的直观理解。我尤其欣赏作者在介绍理论推导时，那种严谨又不失温度的笔触，让人在学习硬知识的同时，也能感受到科学探索的乐趣和魅力。它更像是一位经验丰富的导师，耐心细致地为你铺平道路。

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我必须得说，这本书在逻辑构建上达到了一个很高的水准，它不像有些教科书那样为了堆砌知识点而显得零散，而是像一座精心设计的迷宫，每走一步都有清晰的指向。我特别注意到，作者在引入每一个新概念时，都会追溯其历史背景和实验基础，这使得理论的出现不再是凭空产生的，而是水到渠成的必然结果。例如，当他讲解电场的概念时，并不是直接给出麦克斯韦方程组的简化形式，而是先回顾了库仑定律和高斯定律的实验局限性，然后巧妙地引出场这个工具的必要性。这种“需求驱动”的教学法，极大地增强了知识的内聚性和说服力。我读完前几章后，对于电磁学的基本框架有了前所未有的清晰认识，很多以前似懂非懂的地方豁然开朗。它不仅仅是在教你“是什么”，更是在教你“为什么会是这样”，这种深度思考的训练，对于任何想在科学领域走得远的人来说都是至关重要的。

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坦率地说，这本书的魅力在于它的“古朴”与“永恒”。在如今这个信息爆炸的时代，我们很容易被那些充斥着前沿术语和最新发现的材料所吸引，但往往忽略了对基础原理的深刻把握。这本《An Elementary Treatise on Electricity》恰恰提供了这种沉淀和扎实感。它专注于电学最核心、最经久不衰的定律和现象，没有被太多后来的枝节和复杂的应用所干扰。阅读它，就像是在与那些电学奠基者进行一次跨越时空的对话，感受他们思考问题的纯粹和深度。我个人认为，对于任何一个希望建立稳固物理基础的人来说，绕开这些经典之作是巨大的损失。这本书提供了一种“慢阅读”的体验，它要求你停下来，仔细咀嚼每一个论断背后的逻辑支撑，这种心智上的锻炼，远比快速浏览十本新书来得更有价值。它让我重新审视了“基础”二字的真正含义。

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从一个工程应用的角度来看，这本书的价值也丝毫不减。虽然它定位于“基础论述”，但作者在讲解过程中，总是巧妙地植入一些对实际电路或器件的隐性关联。例如，在讲解电势梯度时，他没有止步于场的抽象描述，而是会提及这与导线中能量耗散的微观机制有直接关系。这种理论与实践的无缝衔接，使得学习过程充满了现实意义，极大地激发了我的动手实践欲望。很多大学教材过于偏向纯理论推导而忽略了物理图像的构建，但这本书在这方面做得非常出色。它让人在掌握了严格的数学描述之后，仍能清晰地“看见”电场和磁场在空间中的形态和作用方式。对于希望将理论知识转化为实际解决问题能力的读者，这本书无疑是不可或缺的基石，它打下的基础足够坚实，足以支撑未来更复杂的学习和研究。

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