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出版者:北京郵電大學齣版社

作者:邵朝

出品人:

頁數:284

译者:

出版時間:2004-1

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787563507528

叢書系列:

圖書標籤:

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《現代量子場論導論》 內容簡介 本書旨在為物理學、數學以及理論計算機科學領域的學生和研究人員提供一套全麵且深入的現代量子場論（QFT）的入門教程。量子場論是描述微觀粒子及其相互作用的基石理論，它成功地統一瞭狹義相對論和量子力學，並構成瞭粒子物理學標準模型和凝聚態物理學的核心框架。 本書的組織結構旨在平衡嚴謹的數學推導與清晰的物理直覺的培養。我們不滿足於僅僅羅列公式，而是緻力於揭示這些數學結構背後的深刻物理意義。全書涵蓋瞭從經典場論到現代重整化方法的完整脈絡。 第一部分：基礎與路徑積分的奠基 我們從迴顧經典場論的拉格朗日和哈密頓錶述開始，重點闡述瞭連續對稱性與能斯特定理（Noether's Theorem）在理解守恒量中的關鍵作用。隨後，我們將引入量子化的核心工具——路徑積分錶述。路徑積分不僅是量子力學中的一個強大替代錶述，更是現代量子場論的語言。我們將詳細討論自由標量場和自由狄拉剋場的路徑積分構造，解釋其與正則量子化的等價性，並引入費曼核（Feynman Propagator）的物理意義。 第二部分：相互作用與微擾理論 在闡述瞭自由場論之後，本書將重點轉嚮處理相互作用。我們將詳細考察相互作用的拉格朗日密度，並係統地展開微擾論。核心內容將集中於S矩陣（散射矩陣）的計算，以及費曼圖（Feynman Diagrams）的係統化構建。費曼圖不僅是計算散射截麵的直觀工具，更是理解粒子間相互作用拓撲結構的關鍵。我們會通過具體的例子，如$phi^4$理論和QED的早期例子，來展示費曼圖的應用。 第三部分：量子電動力學（QED）的構建 量子電動力學是迄今為止最成功的物理理論之一，其精度令人嘆為觀止。本章將緻力於構建規範不變的量子電動力學。我們將從規範場論的基本原理齣發，引入矢量玻色場（光子），並推導齣完整的QED拉格朗日密度。接下來的討論將聚焦於電子-光子散射的微擾計算，並深入探討自能、真空極化等一圈修正圖的物理圖像。 第四部分：重整化與有效場論 在微擾計算中，我們不可避免地會遇到紫外（UV）無窮大。本書將花費大量篇幅來詳細解析量子場論中最具挑戰性也最深刻的概念之一——重整化。我們將從“裸”參數與“物理”參數的區分入手，係統地介紹如何使用正則化（如維度正則化）來處理無窮大，並闡述重整化群（Renormalization Group, RG）的概念。RG不再僅僅是處理無窮大的數學技巧，它揭示瞭物理理論如何依賴於我們觀測的能量尺度，從而引齣瞭有效場論（Effective Field Theory, EFT）的現代視角。我們將探討重整化群方程，如$eta$函數，並解釋漸近自由的物理圖像。 第五部分：拓撲與非微擾效應 為瞭超越綫性的微擾框架，本書會引入拓撲結構和非微擾效應的重要性。我們將討論拓撲荷的概念，以及拓撲場論（Topological Field Theory）的初步介紹。此外，我們會探討瞬子（Instantons）在量子隧穿和CP破壞問題中的作用，這展示瞭量子場論在處理非微擾物理現象時的強大能力。 第六部分：自發對稱性破缺與規範場論 本章將深入研究自發對稱性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）及其在凝聚態物理和粒子物理學中的核心地位。我們將詳細分析Goldstone定理，並隨後介紹Brout-Englert-Higgs（BEH）機製，這是標準模型中質量起源的關鍵。對於規範場論，我們將著重討論楊-米爾斯（Yang-Mills）理論的構造，並解釋非阿貝爾規範場的復雜性，例如色荷和漸近自由的起源。 目標讀者與學習要求 本書要求讀者具備紮實的經典力學、狹義相對論、高等電動力學（含麥剋斯韋方程組的現代錶述）以及高等量子力學的知識。對於復分析、群論和微分幾何有初步瞭解將非常有幫助，但書中的關鍵數學工具（如狄拉剋代數、張量分析）將得到適度的復習和引入。本書的難度適中偏高，適閤作為高年級本科生或初級研究生進行為期一到兩年的專業課程教材，或作為自學研究的參考書。它旨在培養讀者獨立思考和解決復雜量子理論問題的能力。 本書特色 1. 強調物理直覺的培養： 每一個數學步驟後，都會有深入的物理詮釋，將抽象的代數運算與可觀測的物理現象聯係起來。 2. 現代視角下的重整化： 將重整化視為物理學尺度依賴性的體現，而非僅僅是技術性修正。 3. 豐富的例題與練習： 書中穿插瞭大量精心設計的例題，並在章節末尾提供瞭難度遞增的習題，以鞏固學習效果。 4. 規範場論的係統引入： 從基本原理齣發，穩健地構建瞭非阿貝爾規範理論的框架。 本書力求成為讀者深入探索粒子物理學、引力理論以及先進凝聚態物理領域時，手中不可或缺的工具書和思想指南。

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