具体描述
本丛书将中学物理教学内容归纳为11个专题。它围绕最新修订的教学大纲和新的课程标准精神编写，然后在教材内容的基础上进行拓宽和加深。本丛书的另一特点是，注重和生产实际相结合，突出知识、能力和创造力的培养，给老师教学提供了有益的资料，为学生课外阅读开拓了一片思维的天空。
好的，以下是一本关于量子场论的图书简介，旨在详尽阐述该领域的核心概念、重要进展及其在现代物理学中的地位，确保内容丰富且自然流畅。 --- 量子场论：从基本原理到前沿探索 图书名称：量子场论：从基本原理到前沿探索 (精装) 图书简介： 本书是为物理学专业学生、研究人员以及对现代理论物理有浓厚兴趣的读者精心撰写的一部全面、深入的教材与参考指南。量子场论（Quantum Field Theory, QFT）是当代理论物理学的基石，它成功地将狭义相对论、量子力学以及对粒子及其相互作用的描述统一在一个自洽的数学框架之中。本书旨在系统地梳理量子场论的发展脉络，从麦克斯韦的经典场论出发，逐步过渡到量子化的场，最终构建起描述所有已知基本粒子和基本作用力的标准模型。 第一部分：场论的复兴与基础构造 本书的开篇部分致力于奠定坚实的数学和概念基础。我们首先回顾经典场论的拉格朗日形式，重点阐述了诺特定理（Noether's Theorem）在物理守恒定律中的核心作用，这是理解任何物理理论对称性的关键。 随后，我们进入量子化的核心——经典场论的正则量子化。通过对玻色场（如Klein-Gordon场）和费米场（如狄拉克场）进行哈密顿和拉格朗日形式的正则对易关系处理，读者将掌握如何将描述粒子波函数的薛定谔图像转化为描述粒子产生与湮灭的“场”的图像。这一转变不仅是数学上的操作，更是物理概念上的飞跃，它自然地解释了为什么粒子是场的激发态。 我们详尽探讨了自由场论，即不考虑粒子间相互作用时的系统行为。这包括对光子、电子等基本自由场的动力学方程的推导和精确求解，为后续引入相互作用打下基础。 第二部分：相互作用、微扰论与散射过程 理论物理学的真正魅力在于描述粒子如何相互作用。本书的第二部分聚焦于如何处理相互作用项，这主要通过微扰论（Perturbation Theory）展开。 核心工具是狄拉克绘景下的演化算符和S矩阵（散射矩阵）。我们详细讲解了如何利用S矩阵的微扰展开来计算特定物理过程的概率幅，特别是如何将复杂的散射过程分解为一系列可计算的图示——费曼图。费曼图不仅仅是计算的捷径，更是对微观过程直观的物理图像的表达。本书提供了大量关于电子-电子散射、光子湮灭等具体例子，引导读者从零开始构建和解读复杂的费曼图。 然而，微扰论的直接应用常常导致无穷大的出现，这是量子场论早期面临的巨大挑战。 第三部分：重整化：从“灾难”到精确预测的桥梁 本书花费大量篇幅深入讲解重整化（Renormalization）的原理和技术。重整化并非简单地“忽略”无穷大，而是一个深刻的物理过程，它揭示了物理定律对观测尺度的依赖性。 我们系统地介绍了正则化（Regularization）方法，如截断法和维度正则化，用以处理积分的发散。随后，重点剖析了重整化群（Renormalization Group, RG）的概念。RG流揭示了物理参数（如耦合常数）如何随着能量尺度的变化而变化，这是理解渐近自由（Asymptotic Freedom）的关键所在，也是连接低能有效场论与高能基本理论的桥梁。通过重整化，量子场论得以从一个理论上发散的框架，转变为一个在实验上精度无与伦比的预测工具。 第四部分：规范场论与标准模型 本书的后半部分将主题提升到描述基本力的层面——规范场论（Gauge Field Theory）。规范对称性是现代物理学的核心原则，它决定了基本作用力的存在和性质。 我们从Abelian 规范理论（如量子电动力学, QED）出发，引入非Abelian 规范理论，推导出杨-米尔斯理论（Yang-Mills Theory）。本书详细阐述了量子色动力学（QCD）的结构，解释了夸克和胶子的行为，以及夸克禁闭和渐近自由的物理图像。 紧接着，我们探讨了自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）及其在凝聚态物理和粒子物理中的应用。重点解析了希格斯机制，解释了如何通过引入希格斯场来赋予规范玻色子（W和Z玻色子）质量，同时保持规范对称性的内在结构。本书将这些元素整合起来，构成了粒子物理标准模型的完整框架，并讨论了标准模型在实验上的辉煌成就。 第五部分：超越标准模型与前沿课题 为了保持理论的前瞻性，本书的最后一章转向了量子场论尚未解决或正在探索的前沿领域： 1. 手征微扰论与低能有效场论： 如何在不完全知道底层理论的情况下，利用对称性描述低能下的有效理论。 2. 超对称性（Supersymmetry, SUSY）： 引入超对称概念，探讨其如何可能解决标准模型中的层次结构问题，并讨论其在更高能标上的预测。 3. 引力量子化之初探： 简要概述将广义相对论纳入量子场论框架的困难，介绍弦论等替代性框架的基本思想，并讨论量子引力研究的必要性。 总结 本书结构严谨，数学推导详尽，同时注重物理图像的清晰表达。通过系统学习，读者将不仅掌握量子场论的计算技巧，更能够深入理解粒子物理学和凝聚态物理学的基本原理，为进一步探索现代物理学的前沿课题做好充分准备。本书是理解宇宙基本构成的不可或缺的理论基石。
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