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出版者:University Science Books

作者:Donald Allan McQuarrie

出品人:

页数:640

译者:

出版时间:2000-5

价格:USD 110.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781891389153

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《量子场论：从基础到前沿》 作者： 罗伯特·哈里斯 / 艾米莉亚·陈 出版社： 普林斯顿大学出版社 页数： 980 页 定价： ￥450.00 --- 内容简介： 《量子场论：从基础到前沿》是一部全面而深入的教科书，旨在为物理学和理论物理学领域的研究生和高年级本科生提供坚实的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）基础，并引导读者探索该领域最新的研究方向和前沿课题。本书超越了传统教材的范畴，不仅细致讲解了量子场论的数学结构和基本原理，更注重培养读者运用这些工具解决实际物理问题的能力。 全书共分为四大部分，共计二十章，结构严谨，逻辑清晰。 --- 第一部分：经典场与量子化 (Classical Fields and Quantization) 本部分是全书的基石，重点在于将经典力学与狭义相对论的框架融入场论的语言之中。 第一章：经典场论的回顾与推广 本章从拉格朗日力学出发，系统地阐述了连续系统的作用量原理和欧拉-拉格朗日方程在场论中的应用。我们引入了张量、旋量等基本概念，并详细讨论了连续系统中的能量-动量张量、守恒定律及其与诺特定理的深刻联系。特别是对Noether 定理的阐述，强调了对称性在物理学中的核心地位。 第二章：相对论性自由场 本章进入量子场论的核心领域。首先，我们详细推导了Klein-Gordon 场的自由方程，并利用正则量子化方法，将其提升为玻色子场。量子化过程中，我们对正能、负能解的处理和对粒子态的解释进行了细致的讨论。随后，我们转向狄拉克场，推导出其相对论方程，并成功实现了费米子场的正则量子化，引入了反交换关系（Anticommutation Relations）的必要性，这构成了费米子统计的基础。 第三章：自由场的对易关系与粒子解释 本章深入探讨了量子化后场的代数结构。我们详细分析了玻色子和费米子场的对易子和反对易子结构，解释了为什么这些代数结构是保证粒子数的守恒和因果律成立的物理保证。本章还包括对 Fock 空间（粒子态空间）的构建及其性质的深入分析。 第四章：电磁场与规范不变性 引入量子电动力学的基本要素。本章聚焦于规范场理论的起源，详细讨论了电磁场的规范不变性，并将其推广到自由的矢量场（如光子场）的量子化。我们通过引入规范条件，成功地对光子场进行了量子化，初步建立了描述光子和电子相互作用的框架。 --- 第二部分：相互作用与微扰理论 (Interactions and Perturbation Theory) 本部分是学习实际物理问题，如粒子散射和衰变的基础。它着重于如何处理量子场中的相互作用项。 第五章：相互作用绘景与S矩阵 本章将理论的焦点从自由场转向相互作用系统。我们首先介绍了相互作用绘景（Interaction Picture），并推导出描述系统演化的S矩阵（散射矩阵）。S矩阵的构建是计算散射截面和衰变率的门户。 第六章：微扰论：费曼规则的建立 这是全书最核心的计算章节之一。我们详细推导了 S 矩阵在微扰论下的展开式，并系统地阐述了费曼图（Feynman Diagrams）的物理意义及其对应的代数规则。通过 K-G 场和狄拉克场的具体例子，读者将学习如何将复杂的 S 矩阵元用直观的图形语言表示出来，并进行实际的计算。 第七章：费曼图的计算与圈图的引入 本章继续深入计算，重点处理高阶微扰展开，即一圈（One-loop）图。在处理圈图时，不可避免地会遇到发散问题。我们在此初步引入了正则化（Regularization）的概念，为下一部分中重整化理论的建立打下基础。 第八章：量子电动力学 (QED) 的细节 本章将前述的工具应用于最成功的量子场论——QED。我们推导出完整的 QED 拉格朗日量，详细展示了电子-电子散射、电子的康普顿散射等基本过程的费曼图及其计算。特别地，我们分析了电子的反常磁矩（Anomalous Magnetic Moment）的计算，这是对狄拉克理论的精细修正。 --- 第三部分：重整化与有效场论 (Renormalization and Effective Field Theory) 对于任何涉及圈图的 QFT，重整化都是一个绕不开的理论挑战。《量子场论：从基础到前沿》以极其严谨的方式解决了这一核心问题。 第九章：发散的物理起源与正则化方法 本章深入探讨了紫外（UV）发散的物理根源——短距离或高能行为。我们详细对比了截断正则化（Cutoff Regularization）和维度正则化（Dimensional Regularization）这两种主流方法，并侧重于维度正则化在现代物理计算中的应用。 第十、十一章：重整化群的构建 这是本书最具深度和难度的一部分。我们首先定义了重整化的操作，即如何将裸参数（Bare Parameters）与物理可测量的参数联系起来。随后，我们系统地引入了跑动耦合常数（Running Couplings）的概念，并通过Callan-Symanzik 方程阐述了重整化群（Renormalization Group, RG）的精髓。我们清晰地解释了 RG 流的物理图像：如何描述系统在不同能标下的有效行为。 第十二章：重整化群的流与固定点 本章从数学和物理上分析 RG 流的行为。我们探讨了红外（IR）发散（通常与软光子相关）的处理，以及渐近自由（Asymptotic Freedom）和兰道极点（Landau Pole）等关键现象。读者将理解为什么某些理论（如 QED）在短距离会变得更强，而另一些理论（如 QCD）在长距离下行为受限。 第十三章：有效场论 (EFT) 的框架 我们将重整化的概念推广到更一般的框架——有效场论。我们阐述了 EFT 的核心思想：基于一个特定的能标，只保留低能物理所必需的算符。这提供了一个统一的视角来理解所有量子场论，包括标准模型本身。 --- 第四部分：规范场论与拓扑结构 (Gauge Theories and Topology) 本部分聚焦于描述强相互作用和弱相互作用的规范场论，并引入了拓扑学在物理学中的应用。 第十四章：非阿贝尔规范理论基础 本章系统地介绍了杨-米尔斯理论（Yang-Mills Theory），这是描述强核力（QCD）和弱核力的基础。我们从 $SU(N)$ 群出发，推导出非阿贝尔规范场的拉格朗日量，并详细解释了规范场的自相互作用（Self-Interaction）这一关键特性，这使得 QCD 的行为与 QED 截然不同。 第十五章：量子色动力学 (QCD) 的核心问题 我们将前述的重整化群工具应用于 QCD。我们详细分析了渐近自由的精确计算和物理图像，并讨论了夸克禁闭（Confinement）和简并态对称性破缺（Chiral Symmetry Breaking）等非微扰现象的理论探讨。 第十六章：自发对称性破缺与希格斯机制 本章是粒子物理标准模型的核心。我们从简单的 O(N) 模型开始，系统地阐述了Goldstone 定理。随后，我们将该机制应用于规范场，详细推导出希格斯机制，解释了规范玻色子（W 和 Z）如何获得质量，而规范不变性在物理上得以保留。 第十七章：拓扑荷与瞬子 本章探讨了超越标准微扰理论的结构。我们引入了拓扑荷的概念，并通过非平凡解（如Instantons和Skyrmions）来展示场论中可能存在的拓扑结构。这部分内容将物理学与代数拓扑学紧密结合。 第十八章：手征异常与贝塔函数 本章深入探讨了规范场中的手征异常（Chiral Anomaly），特别是Adler-Bell-Jackiw (ABJ) 异常，它是规范不变性在量子层面被破坏的实例。我们利用 Wess-Zumino 泛函计算了 QCD 中 $pi^0 o gamma gamma$ 衰变的速率，展示了异常在物理预测中的重要性。 第十九章：拓扑绝缘体与场论在凝聚态中的应用 本部分将前沿理论与凝聚态物理联系起来。我们探讨了拓扑量子场论 (TQFT) 的基本思想，并具体分析了Chern-Simons 理论在描述分数量子霍尔效应中的应用。此外，我们还简要介绍了如何利用 QFT 工具来理解拓扑绝缘体的能带结构。 第二十章：超越标准模型的前沿课题 本书的最后一部分展望了 QFT 在未来研究中的方向。我们探讨了超对称理论（Supersymmetry）的基本概念，讨论了共形场论 (CFT) 在统计力学和弦理论中的作用，以及黑洞信息悖论与引力量子化中 QFT 扮演的角色。 --- 本书特色： 1. 计算的完整性： 每一个关键的推导都提供了详细的步骤，特别是费曼图的计算和重整化的严格构造。 2. 现代视角： 强调有效场论和重整化群的统一框架，而非仅仅将它们视为处理发散的“技术手段”。 3. 平衡的结构： 平衡了粒子物理学（QED, QCD, 希格斯）和更基础的数学结构（规范群、拓扑学）的讲解。 4. 丰富的练习题： 每章末尾包含难度分级的习题，旨在巩固理论理解和提高计算能力。 《量子场论：从基础到前沿》是物理研究者通往现代理论物理核心领域的必备参考书。

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毫无疑问，《Statistical Mechanics》是一本极具分量的著作，它承载着物理学界几代人的智慧结晶。我一直对微观粒子世界的复杂性和宏观现象的涌现性之间的关系感到好奇。我希望这本书能够为我揭示隐藏在表面之下的规律，帮助我理解为何看似杂乱无章的粒子运动，却能宏观上表现出如此井然有序的现象。我尤其期待书中对相变、临界现象等复杂物理过程的解释，这些现象往往是统计力学最精彩的应用之一。同时，我也希望这本书能够提供一些深入的数学工具的介绍，因为我知道，要真正掌握统计力学，扎实的数学基础是必不可少的。我渴望通过这本书，能够更深刻地理解物质的本质，以及宇宙运行的底层逻辑，并且为我未来的学术研究打下坚实的基础。

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这本书的重量和厚度，就足以说明它内容的丰富程度了。我曾听说，统计力学是连接微观世界与宏观世界的一座重要桥梁，它解释了诸如温度、熵、压强这些宏观性质是如何从大量粒子相互作用的微观层面涌现出来的。我对此感到非常着迷，因为我总觉得，理解这些基本概念的起源，是深入理解物理世界的基础。我希望这本书能够清晰地阐述微观状态与宏观性质之间的联系，并且提供足够多的物理图像和直观的解释，帮助我建立起对这些抽象概念的感性认识。我特别期待书中能够有对玻尔兹曼分布、配分函数等核心概念的深入剖析，以及它们在不同物理系统中的应用。如果能有一些关于量子统计力学的介绍，那就更好了，因为它在凝聚态物理等领域发挥着至关重要的作用。

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当我拿到《Statistical Mechanics》这本书时，一种莫名的责任感油然而生。我知道，这本书不仅仅是关于物理公式的堆砌，它更是一种思维方式的训练。统计力学要求我们以一种全新的视角去审视物质世界的行为，从海量的可能性中找出统计规律，从看似混沌的随机性中发现秩序。我希望这本书能够帮助我培养这种概率思维和统计思维，不仅仅是在物理学领域，更是在生活的其他方面。我非常看重教材的启发性，希望它能够挑战我的固有认知，让我学会如何分析问题，如何构建模型，以及如何用数学工具来解决现实中的物理难题。我也期待书中能够包含一些历史背景的介绍，了解这些理论是如何一步步发展起来的，这对于理解它们的内涵和局限性非常有帮助。

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老实说，我抱着一种略带忐忑的心情翻开了《Statistical Mechanics》。这门学科的名声在外，以其抽象的概念和严谨的推导而闻名，我知道这绝非易事。但我也清楚，在现代物理学的版图中，统计力学占据着举足轻重的地位。我希望这本书能够以一种清晰、有条理的方式，引导我逐步理解这些复杂的物理概念。我非常看重教材的逻辑结构和知识的循序渐进性。一本好的书，应该像一座精心设计的迷宫，虽然充满挑战，但每一步都充满了引导，最终能够带领读者抵达知识的彼岸。我期望这本书的章节安排合理，难度曲线平缓，能够让我在掌握基础之后，逐渐深入更高级的理论。我也希望它能包含足够多的例子和习题，让我能够通过实践来巩固所学，并且真正地理解这些抽象的公式背后所蕴含的物理意义。我需要的不只是死记硬背，而是能够融会贯通的理解。

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这本书的封面设计相当朴实，没有花哨的插图，只有一本厚重的硬壳封面，上面印着简洁的书名《Statistical Mechanics》。打开第一页，一股淡淡的书卷气扑面而来，仿佛是某种古老智慧的低语。我喜欢这种回归经典的感觉，就像翻阅一本承载着岁月痕迹的珍宝。虽然我还没深入阅读，但光是拿到这本书，就已经充满了对知识海洋的向往。这本书的纸张质感很好，厚实而富有弹性，拿在手里感觉很扎实，印刷清晰，字体大小适中，阅读起来应该会非常舒适。我曾听说，一本好的教材，不仅仅是内容的传授，更是一种阅读体验的营造。从这本书的外在表现来看，它似乎就已经在努力实现这一点了。我期待着它能像一本厚重的百科全书一样，在我需要的时候，为我打开通往深刻理解的大门。我对于它在物理学领域的地位和它所承载的知识体系充满了敬畏，并且相信它会成为我学习道路上一个坚实的基石。

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只读了几节。思路清晰。适合chemical physics方向。

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A classic introduction to statistical mechanics for chemists

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只读了几节。思路清晰。适合chemical physics方向。

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read briefly

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只读了几节。思路清晰。适合chemical physics方向。