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出版者:

作者:龔勇清，易江林

出品人:

頁數:264

译者:

出版時間:2007-8

價格:27.00元

裝幀:

isbn號碼:9787030197344

叢書系列:

圖書標籤:

• 大學物理
• 物理實驗
• 實驗教學
• 高等教育
• 理工科
• 物理學
• 教學參考書
• 實驗報告
• 大學教材
• 實驗數據

好的，這是一份詳細的圖書簡介，內容涵蓋瞭不涉及《大學物理實驗》的物理學相關主題。 --- 書籍名稱：《量子場論導論：從基本概念到前沿應用》 簡介： 本書旨在為物理學、數學及相關工程領域的學生和研究人員提供一個全麵且深入的量子場論（Quantum Field Theory, QFT）入門指南。量子場論是現代物理學的兩大支柱之一——量子力學與狹義相對論——成功結閤的産物，它是描述基本粒子及其相互作用的不可或缺的理論框架，也是粒子物理學、凝聚態物理學乃至早期宇宙學研究的核心工具。 本書的結構設計充分考慮瞭讀者的背景知識，假設讀者已經具備紮實的經典力學、電磁學、狹義相對論以及初步的量子力學基礎（例如薛定諤方程、狄拉剋符號、角動量理論）。我們避免將重點放在繁瑣的數學推導細節上，而是緻力於構建清晰的物理圖像，使讀者能夠理解量子場論背後的深刻物理意義。 第一部分：從相對論量子力學到經典場論 本部分是通往量子場論的橋梁。我們首先迴顧瞭相對論對量子力學的衝擊，特彆是如何引入負能解和粒子産生/湮滅的概念。隨後，我們詳細闡述瞭經典場論的基礎，包括拉格朗日密度形式的建立，這是量子場論化的核心。我們將深入探討標量場（Klein-Gordon場）和鏇量場（Dirac場）的經典描述，重點解析瞭其局域性和洛倫茲協變性。在這一部分，讀者將學習如何運用變分原理導齣運動方程，並理解正則對易關係在經典場論中的角色，為後續的正則量子化做好瞭準備。 第二部分：正則量子化與自由場 正則量子化是構建量子場論的第一個關鍵步驟。我們係統地介紹瞭如何將經典場視為算符，並引入瞭産生（creation）和湮滅（annihilation）算符。通過詳細分析諧振子鏈在連續極限下的行為，我們直觀地展示瞭場的量子化過程。核心內容包括對玻色場（對應於玻色子，如光子或希格斯粒子）和費米場（對應於費米子，如電子或誇剋）的量子化方法的對比。費米場部分將詳細介紹自鏇統計定理的必然性，以及如何利用反交換關係來保證費米子的泡利不相容原理。自由場的量子態（Fock空間）的構建和對粒子數的理解是本部分的重點。 第三部分：相互作用、微擾論與費曼圖 現實世界中的粒子總是相互作用的。本部分轉嚮處理相互作用的量子場論。我們引入瞭相互作用繪景和S矩陣的概念，這是計算散射截麵和衰變率的基礎。由於精確求解相互作用的薛定諤方程在場論中幾乎不可能，本書將重點介紹微擾論。我們將詳細推導S矩陣的微擾展開式，並係統地介紹費曼規則的由來。費曼圖不僅僅是一種計算工具，它更是一種深刻的物理圖像——描述瞭粒子如何傳播、産生和湮滅的過程。我們將用簡單的費曼圖實例（如電子-電子散射）來演示計算流程。 第四部分：處理無窮大：重整化 微擾論的計算不可避免地會産生無窮大——這是將洛倫茲協變性與量子效應相結閤時齣現的必然現象。本部分是本書難度較高的部分，但我們將力求清晰地闡述重整化的物理思想。我們將區分“紫外”和“紅外”發散，並解釋發散的物理起源在於我們對高能行為的不完備理解。核心概念包括裸參數（bare parameters）與物理參數（physical parameters）之間的關係，以及重整化群的概念，後者揭示瞭物理定律如何隨著能量尺度的變化而變化。通過具體的標量 $phi^4$ 理論和QED的簡單例子，讀者將掌握如何判斷一個理論是否是可重整化的。 第五部分：規範場論與標準模型基礎 現代粒子物理學的核心是規範場論（Gauge Field Theory）。本部分介紹瞭構建可重整化理論的深層原理——局部規範不變性。我們將從 $U(1)$ 規範對稱性（電磁學的起源）齣發，逐步推廣到非阿貝爾群（如 $SU(2)$ 和 $SU(3)$）。我們將詳細解釋楊-米爾斯理論的結構，以及規範玻色子（如光子、W/Z玻色子和膠子）是如何自然地從理論中湧現齣來的。最後，我們將簡要介紹自發對稱性破缺和希格斯機製如何為規範玻色子賦予質量，從而為讀者搭建起理解標準模型的知識架構。 本書的特色： 1. 物理直覺優先： 盡管理論深刻，但我們始終強調物理圖像的構建，而非純粹的數學形式主義。 2. 從基礎到前沿： 結構邏輯嚴密，層層遞進，確保讀者能夠平滑地過渡到更高級的理論學習。 3. 豐富的數學工具介紹： 關鍵的數學工具（如群論基礎、路徑積分的定性介紹）將穿插在物理討論中，而非孤立存在。 通過研讀本書，讀者將獲得描述基本粒子世界所需的核心理論框架，為進一步探索凝聚態物理中的拓撲相變、宇宙學中的暴脹理論，或更深入的粒子物理研究打下堅實的基礎。 ---

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初次接觸這本“大學物理實驗”，我的第一感覺是，這本書的作者可能對“實驗”二字有著極其獨特的、甚至可以說是哲學層麵的理解。它幾乎完全避開瞭傳統意義上需要動手操作的部分，轉而深入探討瞭“觀察行為對物理實在的塑造性影響”。例如，在涉及力學實驗的章節中，作者並沒有提供任何關於如何搭建斜麵或如何精確記錄時間的步驟，而是花費瞭整整三章的篇幅，用極其晦澀的語言論證瞭“觀察者意識的坍縮機製如何影響牛頓定律的有效性”。我試圖從中找到一些關於如何減少係統誤差、如何正確記錄數據的實用技巧，但收獲的隻有一堆讓人望而生畏的數學公式，這些公式似乎在暗示，你測量的結果好壞，完全取決於你對宇宙的領悟程度。甚至連最基本的電路實驗部分，也變成瞭一場關於電磁場和規範不變性的形而上學辯論。這本書與其說是實驗指導手冊，不如說是一本關於物理學哲學史的另類解讀。對於一個需要按部就班完成實驗報告的學生來說，這本書簡直是災難性的，因為它沒有提供任何可供參考的“操作指南”，隻有無盡的理論陷阱和對實驗本質的深度拷問。我甚至懷疑，作者是不是把物理實驗當作瞭一種媒介，來探討他真正感興趣的那些更深奧的主題。

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我必須指齣，這本書在對“測量”這一行為的闡釋上，走到瞭一個極端反直覺的地步。在任何一個正常的物理實驗課程中，學生都需要學會如何處理隨機誤差和係統誤差，如何通過多次測量取平均值來提高準確性。然而，在這本“大學物理實驗”中，作者提齣瞭一個令人震驚的觀點：任何重復測量都是對物理實在的二次汙染。他認為，真正的物理定律隻能在“第一次、純粹的、未被觀察者意圖乾擾的瞬間”被揭示。因此，書中所有的“實驗”都被設計成一次性的、不可重復的觀測事件。比如，在介紹電學實驗時，它隻給齣瞭一個在“某一特定時刻，某個特定位置”測得的電壓讀數，並聲稱這就是該物理係統的“絕對真值”。這完全顛覆瞭科學實驗中對可重復性和統計分析的基本要求。對於習慣瞭嚴謹數據處理流程的我來說，這本書提供的指導簡直是一種學術上的“放縱”。它鼓勵學生去追求一種虛無縹緲的“瞬間真理”，而不是通過紮實的數據積纍來逼近客觀事實。這本書與其說是教人做實驗，不如說是教人如何相信自己眼睛所見的第一個印象，這對培養科學思維是極其有害的。

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這份所謂的“大學物理實驗”教材，更像是一本跨學科的“科幻小說集錦”，隻是主角換成瞭各種物理學概念。它對物理現象的描述，與其說是基於可重復的實驗驗證，不如說是基於一種近乎文學化的想象力。例如，在處理“簡諧振動”的章節時，作者完全跳過瞭彈簧振子或單擺的模型建立，而是構建瞭一個關於“時間自身的彈性”的敘事。他用大量擬人化的手法描述瞭粒子如何在時空中“跳躍”和“猶豫”，而非嚴格地用牛頓第二定律來計算其位移和速度。這種敘事方式雖然引人入勝，但在一個需要清晰、可驗證的實驗流程的場閤下，顯得極其不負責任。我翻找瞭所有關於如何搭建電路進行歐姆定律驗證的部分，找到的卻是一段關於“電阻的本質是一種對信息流動的阻礙”的詩意論述。如果我要通過這本書來準備期末考試，我恐怕會因為背誦瞭過多優美的比喻而高分落榜。這本書完全喪失瞭作為實驗教材最核心的功能——提供清晰、可操作的步驟和可檢驗的數據分析方法。它更像是一本激發靈感的藝術品，而不是一本指導學習的教科書。

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這本號稱“大學物理實驗”的書籍，實在讓人摸不著頭腦。我原本期待能看到那些經典的力學、光學、電磁學的實驗指導，比如用單擺測定重力加速度，或者用棱鏡測量光的摺射率。然而，翻開扉頁，映入眼簾的卻是大量關於量子場論和弦理論的推導過程，那些復雜的希臘字母和張量符號簡直讓人頭暈目眩。書中對實驗器材的描述更是含糊其辭，仿佛作者默認讀者都擁有著價值連城的超高精度儀器，並且對粒子加速器的內部結構瞭如指掌。最讓我睏惑的是，它竟然花瞭大篇幅去討論“高維空間中的拓撲結構對宏觀尺度的影響”，這難道不是理論物理學傢的專屬領域嗎？如果我隻是想學習如何正確地使用萬用錶測量電阻，這本書提供的幫助幾乎為零。它更像是一本麵嚮研究生甚至博士後的研究綜述，而非一本麵嚮本科生的實驗教材。我試著尋找一個基礎的誤差分析章節，結果隻找到瞭關於“測量誤差的宇宙學起源”的討論，這實在超齣瞭我的理解範圍，也完全偏離瞭我對一本“大學物理實驗”的閤理預期。我感覺自己像是走進瞭一傢麵包店，卻被要求去學習如何設計和建造一颱核反應堆。這本書的定位實在是太飄忽瞭，以至於讓一個踏踏實實的實驗學習者感到格格不入。

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我不得不承認，這本書在排版和插圖的藝術性上達到瞭一個很高的水準，但作為一本工具書，它的實用性幾乎為零。書中的圖錶設計得極為精美，那些抽象的幾何圖形和色彩斑斕的能量分布圖，放在藝術畫廊裏絕對是精品。然而，當你翻到介紹“光柵衍射實驗”的頁麵時，你會發現，它提供的不是標準的刻度尺和光柵常數的計算公式，而是一張手繪的、風格極其抽象的星雲圖，配文寫著：“觀察者對周期性的感知，是宇宙結構在有限意識中的投影。” 這讓我非常抓狂。我需要知道如何用光柵來精確計算波長，但這本書卻在教我如何用星雲圖來冥想。更彆提那些所謂的“實驗步驟”瞭，它們更像是隨機的指令集閤，例如：“在進行電學實驗前，請先進行十分鍾的靜心冥想，並想象電流在超導綫圈中永恒流動。” 顯然，這種“精神指導”對於提高實驗準確度沒有任何幫助。整本書彌漫著一種強烈的“反實用主義”傾嚮，它似乎在刻意避開所有能夠帶來即時、可量化結果的操作流程，而專注於構建一種宏大卻虛無縹緲的理論框架。我希望得到的是一颱能運轉的儀器，而不是一本關於儀器哲學起源的論文集。

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