量子场论 第1卷 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:世界图书出版公司

作者:Steven Weinberg

出品人:

页数:608

译者:

出版时间:2014-5-1

价格:108.00元

装帧:平装

isbn号码:9787510075872

丛书系列:量子场论

图书标签:

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• 量子电动力学

《量子场论：第一卷》—— 探索微观世界的深刻之镜 物理学的伟大之处，在于其不断深入探索自然界最基本组成部分的宏大叙事。从亚原子粒子的惊鸿一瞥，到宇宙诞生之初的混沌初开，人类的求知欲从未止步。而在这场对物质与能量本质的追寻中，《量子场论：第一卷》如同一面深邃的镜子，映照出那个我们用肉眼无法触及，却又深刻影响着我们存在的世界。本书并非一本简单的教科书，它是一次严谨而充满洞见的学术之旅，旨在为读者构建理解粒子物理学和凝聚态物理学等前沿领域所需的坚实理论基础。 本书的核心，在于“量子场”这一概念。在经典物理学中，我们习惯于将世界视为由离散的粒子构成的。然而，量子场论则提出了一种更为根本的视角：宇宙中最基本的存在并非粒子，而是遍布整个时空的“场”。这些场具有量子化的性质，意味着它们以一份份不连续的能量“量子”的形式存在，而我们观察到的各种粒子，不过是这些量子场的激发态。例如，电子并非孤立的粒子，而是电子场在某个位置的激发。光子，则是电磁场的激发。这种从粒子到场的范式转换，彻底颠覆了我们对物质的理解，并成功地统一了量子力学和狭义相对论的描述。 《量子场论：第一卷》将带领读者逐步深入到这一革命性理论的肌理之中。全书结构严谨，逻辑清晰，循序渐进地引导读者掌握复杂的概念和数学工具。 第一部分：基础构建——从经典到量子 开篇，本书会从经典的场论概念入手，回顾麦克斯韦方程组所描述的电磁场，以及爱因斯坦的广义相对论所展现的引力场。这为读者建立一个宏观的场论框架，理解场在经典物理中的作用。紧接着，本书将引入量子力学的基本原理，包括波粒二象性、不确定性原理、量子态叠加与纠缠等概念。在理解了量子力学的核心思想后，本书便开始巧妙地将量子力学与狭义相对论相结合。这里会详细阐述洛伦兹协变性、因果律等相对论的要求，以及如何在此基础上构建一个能够描述高速运动粒子行为的理论框架。 第二部分：核心理论——量化之路 本书的重头戏将集中在量子场的具体构建上。读者将学习如何对经典的场进行“正则量子化”。这是一种将经典场论转化为量子场论的系统性方法。读者将接触到诸如泊松括号、正则对易关系等数学工具，并理解它们在量子化过程中扮演的关键角色。 无相互作用场的量子化： 首先，本书会从最简单的模型开始，即自由场（没有相互作用的场）的量子化。例如，自由标量场（类似希格斯场）和自由狄拉克场（描述费米子，如电子）的量子化过程将得到详尽的阐述。读者将学习如何定义场的产生算符和湮灭算符，它们分别对应于粒子的产生和湮灭。通过这些算符，可以构建出多粒子态，从而理解粒子的集合行为。 能量与动量： 本书还将深入探讨量子场的能量和动量。读者将了解到，场的能量密度和动量密度在量子化后也具有量子化的性质，这些量与我们熟悉的粒子能量和动量息息相关。哈密顿量的构建和对易关系将是理解能量谱和动量谱的关键。 自由场的粒子解释： 尽管量子场论强调场的根本性，但它也成功地解释了我们观察到的粒子。本书将清晰地阐述，自由场的量子化如何自然地引出粒子的概念，例如，自由狄拉克场的量子化对应于电子和正电子的出现。 第三部分：复杂世界的基石——相互作用场 宇宙并非由孤立的粒子构成，粒子之间普遍存在相互作用。因此，理解相互作用的量子场论是本书的关键目标之一。 相互作用的引入： 本书将引入“相互作用拉格朗日量”，它描述了不同场之间的耦合方式，也就是粒子之间的相互作用。例如，量子电动力学（QED）将描述光子场和电子场之间的相互作用。 微扰理论： 由于精确求解相互作用的量子场论通常非常困难，本书将重点介绍“微扰理论”。这是处理相互作用的一种强大而常用的方法。读者将学习如何利用相互作用拉格朗日量作为微扰项，将理论展开成一个级数，其中每一项都对应着一种特定的物理过程。 费曼图： 在微扰理论的框架下，本书将引入“费曼图”这一革命性的可视化工具。费曼图以直观的方式描绘了粒子之间的相互作用过程，每一个图都对应着一个计算贡献的数学表达式。通过费曼图，读者可以理解散射、衰变等各种基本粒子现象的微观机制，例如，两个电子如何通过交换一个光子而发生散射。 量子电动力学（QED）： 作为最成功的相互作用量子场论之一，量子电动力学将得到详尽的介绍。本书将展示如何利用量子场论来描述光子与带电粒子（如电子）之间的相互作用，并解释QED在解释原子光谱、汤姆孙散射等现象中的巨大成功。 第四部分：理论的精炼——重整化简介 在计算过程中，微扰理论常常会出现“发散”的数学难题，即计算结果趋于无穷大。这似乎预示着理论的失败。然而，量子场论发展出了“重整化”这一巧妙的数学技巧，来处理这些发散，并获得有限而精确的物理预言。 发散的来源： 本书将解释发散的物理和数学根源，通常与高能量（短距离）的量子涨落有关。 重整化思想： 核心思想是将理论中的无穷大“吸收”到一些定义良好的物理量中，例如粒子的质量和电荷。通过重新定义这些参数，可以消除计算中的发散，并得到与实验相符的有限结果。 重整化群： 更进一步，本书会触及“重整化群”的概念。它描述了理论的物理量如何随着能量尺度的变化而变化，这对于理解不同尺度下的物理现象至关重要。 目标读者与价值 《量子场论：第一卷》的目标读者是那些对粒子物理学、核物理学、凝聚态物理学以及理论物理学有浓厚兴趣的学生、研究人员和爱好者。无论您是物理学专业的学生，正在为理解量子场论的深奥之处而探索，还是您是一位跨学科的研究者，希望将量子场论的强大工具应用于您的领域，本书都将为您提供不可或缺的知识财富。 本书的价值在于： 1. 坚实的理论基础： 为理解现代物理学的许多前沿领域提供了必不可少的基础。 2. 严谨的数学框架： 引导读者掌握处理量子场论所需的必要数学工具。 3. 直观的物理图像： 通过费曼图等工具，帮助读者建立对微观世界相互作用过程的直观理解。 4. 前沿概念的引入： 触及了重整化等核心概念，为进一步深入学习奠定基础。 《量子场论：第一卷》是一次智识上的探险，它将带领您穿越抽象的数学公式，抵达理解宇宙最基本运作规律的彼岸。在这趟旅程中，您将获得一种全新的视角，去审视那个由粒子、能量和相互作用编织而成的、既微妙又宏伟的量子世界。

评分☆☆☆☆☆

量子场论的书不好写。为什么呢？因为场论内容极为芜杂。从基本的场概念，到散射理论的微扰展开、费曼图，以及重整化乃至重整化群，还要对称性，李群直到non-abellian gauge theory，繁多的主题可以从不同的角度做不同的选取，并以不同的目的整理成书。这个过程不说作者眼光和资...

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这本书在涉及到具体模型的应用时，展现出了惊人的广度和深度。从最基础的 $phi^4$ 理论，到量子电动力学（QED）的完整构建，再到对非阿贝尔规范场的初步介绍，它构建了一个完整的知识体系。特别是QED部分，作者详尽地分析了费曼规则的推导，并结合实际的物理过程，如汤姆孙散射和电子的自能修正，来阐述这些规则的物理含义，这使得抽象的微扰论不再是冰冷的公式集合。书中的插图（如果有的话，虽然我更侧重文字）和图表的使用非常关键，它们将原本复杂的时空演化和相互作用清晰地视觉化了。这本书的价值在于它提供了一个统一的框架，将看似不同的物理现象——从粒子散射到物质的相变——都纳入了同一套语言体系进行描述。它不仅仅是一本关于“如何计算”的书，更是一本关于“如何思考”高能物理问题的书，引导读者建立起一个宏大而自洽的物理世界观。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计确实吸引人，那种深邃的蓝色背景配上复杂的数学公式符号，立马让人感受到一股严肃而深奥的气息。当我翻开第一页，映入眼帘的是对基本概念的严谨铺陈，作者在对经典场论的复习上花了不少笔墨，这对于我这种理论基础有些薄弱的读者来说，无疑是一个很好的过渡。他们没有急于跳入量子化的深水区，而是耐心地梳理了拉格朗日量密度和哈密顿量的构建过程，每一个细节都交代得清清楚楚，仿佛生怕读者跟不上似的。特别是关于对称性和守恒律的讨论，引用了诺特定理，并且给出了清晰的物理图像来辅助理解抽象的数学表述。初读下来，感觉作者的叙述节奏掌握得很好，张弛有度，既有足够的深度，又兼顾了入门者的接受程度。不过，我个人觉得，如果能再多一些历史背景的穿插，或许能让理论的诞生过程更加生动一些，但这也许是追求纯粹理论严谨性的代价吧。总的来说，前几章为后续内容的展开打下了坚实的基石，让人对接下来的内容充满了期待，至少在概念的清晰度上，这本书做得非常出色。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书的语言风格是偏学术化的，对于非物理专业的读者来说，可能需要辅以其他入门读物作为辅助。它的行文风格极其克制和精准，几乎没有使用任何花哨的修辞，每一个句子都旨在传递信息，信息密度非常高。阅读时，我经常需要查阅参考文献来确认某些背景知识，这说明作者预设的读者群具有相当高的理论基础。尤其是在处理路径积分表述的那部分，作者直接使用了泛函积分的形式，对正则量和生成泛函的讨论直击核心，但对于初次接触路径积分的读者来说，这无疑是一堵高墙。我能感受到作者的自信，他相信读者有能力跨越这些障碍，去触及量子场论最核心的数学结构。这本书更像是一本“内行人的参考手册”，而非“大众的科普读物”。它要求读者全身心投入，用一种近乎苛刻的严谨态度去对待每一个符号和每一个假设。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排，体现了编辑者极高的专业素养。章节之间的逻辑跳转异常顺畅，仿佛是沿着一条精心规划的轨道前行。例如，在讲解狄拉克方程的相对论性处理之后，紧接着就引入了旋量场和电子的描述，这种紧密耦合使得理论的物理意义在每一步推演中都得以彰显，避免了单纯的数学游戏。更令人称道的是，作者在引入规范场理论时，采取了一种非常现代的视角——从对称性破缺的角度切入，而不是像传统教材那样先给出规范玻色子的定义。这种“先问为什么，再给出是什么”的叙述方式，极大地提升了读者的学习兴趣，让我对电弱统一理论的构建过程有了更深刻的理解。此外，书后附带的习题设置也极具匠心，它们并非简单的计算题，而是许多具有启发性的探索性问题，其中一些甚至引导读者去思考当前前沿研究的一些基本框架。我花了不少时间在这些习题上，收获远超预期。

评分☆☆☆☆☆

这本书的数学推导部分，简直是一场对耐心的终极考验，但同时也是一场智力上的盛宴。每一个算符的对易关系，每一个微分散析的步骤，作者都详细地展示了中间过程，这在很多现有的教材中是看不到的。我记得在处理费曼图的正则化和重整化时，书中的处理方式显得尤为精妙，作者巧妙地引入了维度正则化，并对为什么这种方法比其他方法更具优势进行了深入的探讨，分析了其在保持洛伦兹协变性和规范不变性方面的优势。阅读到这一部分时，我不得不停下来，反复在草稿纸上演算几遍，才能真正体会到其中蕴含的物理洞察力。这种手把手的教学方式，虽然拖慢了整体阅读速度，但极大地增强了对物理图像的把握能力。它不仅仅是告诉你“结果是什么”，而是让你亲手“推导出结果的过程”，这对于真正想掌握这门学科的人来说，是无价的财富。唯一的不足可能在于，对于那些纯粹只想快速浏览概念框架的读者，可能会觉得某些章节略显冗长，但对于想深入钻研的物理学家而言，这恰恰是这本书的价值所在。

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大师之作

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QFT最高!

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