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出版时间:1900-01-01

价格:12.80元

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isbn号码:9787810459020

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《量子场论导论：从基础到前沿》 内容简介 本书旨在为物理学研究生及高年级本科生提供一本全面、深入且富有启发性的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）教材。量子场论是现代物理学的两大支柱之一（另一为广义相对论），它是描述基本粒子及其相互作用的标准语言，也是连接粒子物理学、凝聚态物理学以及宇宙学等多个前沿领域的桥梁。 本书的编写秉持“由浅入深，注重物理图像与数学工具并重”的原则。我们不将量子场论仅仅视为一套处理积分和重整化的技术，而是将其视为对自然界基本规律的深刻洞察。因此，本书的结构设计力求逻辑连贯，从最基础的经典场论回顾开始，逐步过渡到量子化，最终探讨现代物理学中正在使用的先进概念。 第一部分：基础与回归——经典场论与狭义相对论 本部分着重回顾和建立理解量子场论所必需的经典物理基础。我们从拉格朗日和哈密顿力学的视角出发，强调其在连续系统（场）中的推广。 1. 经典场论的构建：详细阐述了作用量原理在场论中的应用，推导出欧拉-拉格朗日方程。特别地，引入了诺特定理，深入探讨了对称性与守恒量之间的深刻联系，这是贯穿整个量子场论的核心思想。 2. 洛伦兹协变性：严格考察了狭义相对论对场论的约束。我们详细分析了不同类型的张量场（标量场、旋量场、矢量场）在洛伦兹群下的变换性质，确保所有建立的方程都满足基本的相对论要求。 第二部分：迈向量子化——经典场的量子化 这是本书的核心过渡部分，详细介绍了如何将经典场“量子化”，从而从描述粒子（经典）转向描述激发态（量子）。 1. 正则量子化：基于对经典哈密顿量和正则对易关系（或反对易关系）的推广，我们首先对自由标量场进行正则量子化。详细解释了动量空间中的傅里叶展开如何自然地引入产生算符 ($hat{a}^dagger$) 和湮灭算符 ($hat{a}$)，以及这些算符如何构建出描述粒子态的Fock空间。 2. 相对论性量子场：随后，我们转向描述基本费米子和玻色子的更具物理意义的场。 狄拉克场与费米子：深入探讨了狄拉克方程的物理意义，并成功地对其进行量子化。在这里，我们必须引入反对易关系来保证费米子服从泡利不相容原理，并阐释了负能解的“费米海”解释，为理解反粒子（狄拉克提出的正负电子）的起源奠定基础。 电磁场（光子）的量子化：讨论了矢量场（如光子场）的量子化，强调了规范不变性在选择量子化规范（如洛伦兹规范或库仑规范）过程中的重要性。 第三部分：相互作用与微扰论——粒子物理学的基石 本部分将研究引入相互作用项，这是描述粒子间如何散射和衰变的起点。 1. 相互作用图像与微扰展开：引入了相互作用绘景，这是处理相互作用的自然框架。详细推导了Dyson级数，并将散射过程的演化算符展开为无穷级数的微扰展开。 2. 费曼规则的建立：通过分析高阶微扰展开项，系统地推导出费曼规则。本书将费曼图不仅仅视为计算工具，更是对粒子间基本作用过程（如交换虚粒子）的直观几何表达。我们将用大量实例（如电子-电子散射 $e^-e^- o e^-e^-$）来演示如何利用费曼图计算散射截面。 第四部分：重整化与有效场论 在计算高阶修正时，不可避免地会遇到无穷大。本部分是现代量子场论的精髓所在，也是区分入门教材和专业教材的关键部分。 1. 紫外灾难与发散处理：明确指出紫外发散的物理来源——短距离（高能）的涨落。系统地介绍两种主要的正则化方法：截断方法和维度正则化（Dimensional Regularization）。 2. 重整化程序：详细解释了重整化的物理思想：将理论中的“裸”参数与可观测的“物理”参数关联起来。严格区分可重整化和不可重整化理论。 3. 重整化群（RG）的概念：引入跑动耦合常数的概念，阐述了物理定律如何依赖于观测的能标。这是理解渐近自由现象和构建有效场论（EFT）的基础。 第五部分：规范场论——描述基本力 本部分将量子场论与对称性原理结合，构建描述强、弱、电磁相互作用的规范场论。 1. 规范不变性原理：从阿贝尔规范理论（即电磁学的推广）入手，展示了局部规范不变性如何自动地、必然地要求存在一个矢量场（光子），从而统一了对称性和相互作用。 2. 非阿贝尔规范理论：引入SU(N)群，并构建杨-米尔斯理论。深入分析非阿贝尔理论中规范玻色子自身的相互作用，为理解量子色动力学（QCD）和电弱理论打下坚实的代数和物理基础。 本书特色： 数学严谨性与物理直觉并重：在不回避复杂代数（如群论、张量分析）的同时，始终强调每个数学操作背后的物理意义。 前沿连接：在介绍标准模型的核心（QCD和电弱）时，提供了足够的背景知识，使读者能进一步深入研究粒子物理学的前沿文献。 丰富的练习题：每章末尾设计了大量的计算和概念性习题，旨在巩固读者的计算能力和理论理解。 本书适合作为物理学研究生两年课程的教材，也是渴望系统掌握现代理论物理工具的科研人员的重要参考书。通过对本书内容的学习，读者将能够熟练地运用量子场论的语言来分析和预测基本粒子世界的现象。

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这本厚厚的书，拿到手里沉甸甸的，光是封面那种深沉的蓝色就透着一股严肃劲儿。我原本是抱着一丝好奇和些许焦虑翻开它的，毕竟“入学考试”这四个字本身就带着巨大的压力。然而，我发现它最引人注目的是其排版和设计上的匠心。每一章的引言部分，都像是一篇微型的哲学思考，探讨着知识的本质和学习的意义，而不是急于抛出那些枯燥的公式或概念。特别是关于“跨学科思维”的那一章节，作者用了一种非常巧妙的叙事手法，将看似无关的学科知识点编织成一张密实的网，让人在阅读时有一种豁然开朗的体验。它没有直接给出任何具体科目的解题技巧，反而是引导读者去构建一个更宏大、更稳定的知识框架。我尤其欣赏其中关于时间管理的那一节，它没有提供任何市面上常见的“番茄工作法”或“GTD”的流程图，而是深入探讨了拖延症背后的心理机制，并提供了一些基于心理学洞察的温和调整建议，读完后感觉更像是上了一堂心理辅导课，而不是应试指导。这种注重内在构建而非外在技巧的叙事策略，使得整本书的阅读体验非常独特，远超一本常规的备考指南所能提供的价值。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉的盛宴，完全打破了我对任何考试用书的固有印象。它的纸张采用了带有细微纹理的米黄色道林纸，手感温润，即使用油性笔做标注也不会渗墨，这一点对于我这种习惯于在书上做大量标记的读者来说，简直是福音。更让我惊叹的是，书中穿插了大量的、极具艺术性的黑白素描插图，这些插图并非对文本内容的直接注释，而是抽象的图形符号，比如一个无限循环的莫比乌斯环，或者一个复杂到令人眩晕的分形几何图案。这些图像仿佛是作者用意念写下的注脚，引导读者去思考那些超越文字范畴的抽象概念。例如，在讨论“概率与不确定性”时，插图并非是抛硬币的示意图，而是一幅描绘光影变幻的抽象画作，这极大地提升了阅读过程中的审美愉悦感。这种对书籍作为“实体”本身的重视，使得翻阅的过程本身就变成了一种冥想和放松，与备考的紧张感形成了有趣的张力，让人愿意沉浸其中，即使只是为了欣赏这些精美的排版和设计细节。

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如果让我用一个词来形容这本书给我的感受，那一定是“反套路”。它完全避开了所有现行考试大纲中被反复强调的、那些“高频考点”的直接梳理。相反，它花了大量的篇幅去探讨那些被主流复习材料所忽略的、基础学科背后的哲学根基。例如，在讲解逻辑推理时，它没有列举大量的演绎和归纳题型，而是追溯到了亚里士多德的早期论辩理论，并引用了康德在《纯粹理性批判》中的相关论述。这种深度挖掘源头的做法，虽然在短期内对提高解题速度帮助不大，但从长远来看，它似乎在为读者打通一个更深层次的认知通道。读到后来，我甚至有种感觉，这本书根本就不是为“应试”而写的，它更像是一份知识精英的私人阅读笔记，充满了作者个人独特的学术癖好和对知识体系的深刻理解。它挑战了读者对于“有效复习资料”的定义，迫使我们重新审视自己学习的目的和方法，而不是仅仅满足于机械的重复训练。

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阅读这本书的过程，更像是一场与一位博学的老者的深度对话，而不是在接受标准的知识灌输。其中最让我印象深刻的是，作者非常善于运用大量的历史典故和文学引用来阐释复杂的学术概念。比如，在解释某一重要科学定律的局限性时，他没有使用教科书式的反例分析，而是引用了莎士比亚悲剧中某个角色的命运转折，来类比理论体系的脆弱之处。这种跨界的连接方式，使得原本干涩难懂的专业知识变得鲜活而富有情感色彩。这本书的行文节奏非常舒缓，充满了作者特有的幽默感，但这种幽默是内敛的，需要细心体会。它从不咄咄逼人地要求你记住什么，而是通过一系列精妙的故事和类比，将知识点自然而然地植入你的记忆深处。读完合上书本时，我没有那种“我今天又多掌握了多少知识点”的成就感，反而有一种“我似乎对这个世界有了更细致的观察角度”的满足感，这是一种更高级别的收获，值得细细品味。

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说实话，当我翻到中间部分时，一度感到有些迷茫。这本书的叙述风格极其跳跃，仿佛作者的思绪在不同的时间维度和知识领域间随意穿梭，完全不拘泥于传统的逻辑递进。比如，它用了整整几页纸去描述一种古老的、早已被淘汰的计量单位体系，然后突然笔锋一转，开始讨论现代信息论中的熵增问题。这种看似漫无目的的游走，初看起来完全摸不着头脑，让人怀疑作者是否真的了解考生的实际需求——那些急需的、具体的得分点在哪里？然而，当我放下书本，尝试回忆之前读到的内容时，却发现那些零散的知识点像碎钻一样，在脑海深处开始互相折射光芒。这种体验非常奇特，它不是在教你“怎么做”，而是在培养你的一种“看问题的角度”。它更像是一份精神食粮，而不是工具箱。我甚至觉得，如果仅仅把它当作应试参考，可能会错过它真正的精髓。这本书的语言也充满了古典的韵味，很多句子需要反复咀嚼才能体会其深意，这对于追求效率的考生来说，无疑是一种挑战，但也正因如此，它才显得如此与众不同，充满了一种“慢工出细活”的匠人精神。

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