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出版者:高等教育齣版社

作者:段一士

出品人:

頁數:268

译者:

出版時間:2015-12-1

價格:CNY 37.20

裝幀:平裝

isbn號碼:9787040418231

叢書系列:

圖書標籤:

• 理論物理
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• 量子物理
• 場論
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• 高能物理
• 粒子物理
• 數學物理
• 相對論
• 標準模型
• 物理學術

《宇宙的深層結構：從牛頓力學到弦理論的演進》 書籍簡介 本書旨在為物理學愛好者、本科高年級學生乃至研究生提供一部深入而全麵的理論物理學導論，它以曆史的脈絡為骨架，以核心概念的邏輯推演為血肉，係統梳理瞭自十七世紀經典力學奠基以來，人類認識自然界的基本規律所經曆的幾次偉大革命。全書力求在保持嚴謹性的同時，避免陷入極端晦澀的數學細節，使讀者能夠清晰地把握物理思想的演變軌跡及其內在的深刻聯係。 第一部分：經典世界的構建與局限 本書伊始，我們將迴到伽利略和牛頓的時代，探討經典力學的誕生。我們將細緻剖析牛頓運動定律、萬有引力定律的構建過程，並重點闡述能量守恒和動量守恒等基本守恒律在宏觀世界中的統治地位。隨後，我們將轉嚮拉格朗日和哈密頓力學。這部分內容並非簡單的數學變換，而是深刻揭示瞭係統動力學內在的對稱性和變分原理。通過對相空間的引入，我們得以預見未來理論框架中“結構”的重要性。 緊接著，我們會進入經典電磁學的殿堂。麥剋斯韋方程組的統一是物理學史上一次裏程碑式的成就。我們將詳細解讀這四個美妙的方程如何將電、磁、光整閤成一個統一的場論，並探討其在相對論萌芽階段所暴露齣的內在矛盾。 然而，經典物理學的輝煌並非沒有陰影。本書會用專門的章節來探討“危機”的爆發點：黑體輻射的“紫外災難”、光電效應的解釋難題，以及對邁剋爾遜-莫雷實驗的睏惑。這些看似細枝末節的實驗現象，實則是通往新物理學的關鍵門徑。 第二部分：時空的相對革命 本書的第二部分集中討論愛因斯坦對經典時空觀的徹底顛覆。 狹義相對論的建立建立在兩條基本假設之上：光速不變原理和相對性原理。我們將通過洛倫茲變換的推導，展示時間和空間如何不再是絕對的背景，而是相互關聯的、依賴於觀察者運動狀態的量。動量和能量的相對論修正，特彆是著名的質能關係 $E=mc^2$，將作為理解核物理和粒子物理學的基石被深入探討。 隨後的章節聚焦於廣義相對論，這是對引力本質的全新理解。我們將從等效原理齣發，逐步引入彎麯時空的概念。黎曼幾何的引入雖然復雜，但其物理意義清晰：物質告訴時空如何彎麯，時空告訴物質如何運動。我們將分析廣義相對論在水星近日點進動、引力紅移和光綫偏摺等方麵的經典驗證，並展望其在黑洞物理和宇宙學中的核心作用。 第三部分：微觀世界的量子化 本書的第三部分是物理學中最具革命性也最反直覺的部分——量子力學的興起。 我們將從普朗剋對能量的量子化假設開始，過渡到玻爾的原子模型，明確其成功之處和局限性。核心內容將圍繞薛定諤方程的建立及其在描述微觀粒子波函數上的威力。我們將細緻解析波函數的概率詮釋、不確定性原理（海森堡），以及量子疊加態的奇特性質。 隨後，我們將進入量子力學的完備錶述：狄拉剋的符號錶示法（Bra-Ket Notation），以及對角易位子和譜理論的介紹。散射理論的建立，特彆是對相互作用的描述，將為連接下一部分內容做好鋪墊。量子力學帶來的非定域性、測量問題以及哥本哈根詮釋的哲學挑戰，也將作為貫穿始終的討論綫索。 第四部分：從場論的萌芽到粒子物理學的藍圖 經典場論和量子力學的結閤，不可避免地導嚮瞭對基本粒子相互作用的描述。本書的最後部分將聚焦於如何將量子原理應用於場，從而構建描述基本粒子的數學框架。 我們將首先迴顧經典場論的規範不變性思想，並將其引入量子範疇。通過費曼路徑積分的思想導引（即便不進行嚴格的泛函積分計算），我們將展示如何自然地從作用量原理導齣相互作用的規律。 本書將詳細介紹量子電動力學（QED）的構造。我們將討論微擾論在處理相互作用中的應用，並重點闡述費曼圖的物理意義——它們不僅僅是計算工具，更是對基本粒子間相互作用曆史的幾何描繪。雖然不對更高階的規範場論進行全麵展開，但我們會清晰地闡述規範對稱性在描述強核力、弱核力和電磁力中的核心地位。 最後，本書將以一個章節總結粒子物理學的標準模型的結構。我們將討論誇剋和輕子（如電子、中微子）的分類，介紹攜帶力的規範玻色子（光子、W和Z玻色子、膠子），並簡要介紹希格斯機製如何賦予粒子靜止質量。 總結與展望 本書的終點並非終結，而是指嚮未來的諸多挑戰。我們將簡要提及理論物理學前沿的一些重大課題，例如量子引力問題的提齣、對暗物質和暗能量的現有理解，以及對超對稱性等擴展理論的初步探討。 本書力求將物理學的宏大敘事完整呈現，使讀者不僅理解瞭“是什麼”，更能洞察“為什麼會是這樣”，從而為進一步深入研究任何一個前沿領域打下堅實而廣博的基礎。通過對曆史的尊重和對概念的清晰闡釋，本書旨在激發讀者對宇宙深層奧秘的持久好奇心。

評分☆☆☆☆☆

————————————————————————————————————————————————————————————————————— 进行了大概的了解式的翻阅，感觉写的还算条理。 ————————————————————————————————————...

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

在閱讀體驗上，這本書的排版和插圖可以說是“反直覺”的。一方麵，公式的排版極為清晰，專業字體的使用使得復雜的希臘字母和張量符號都能一目瞭然，這對於長時間閱讀來說至關重要。然而，另一方麵，書中對於非核心概念的解釋，常常被壓縮得極簡，仿佛作者默認讀者可以在其他地方查閱。比如，對於費米子自鏇的描述，僅僅用瞭幾行話帶過，而真正的物理內涵則隱藏在瞭對狄拉剋方程的詳述之中，需要讀者自行去挖掘狄拉剋鏇量與螺鏇性的關係。更值得注意的是，書中幾乎沒有使用任何“類比”或“比喻”來幫助理解那些高度抽象的概念，比如真空漲落、誇剋禁閉，通篇都是嚴格的數學語言。這使得這本書的閱讀過程，更像是一場與文字和符號的“角力賽”，而不是一次輕鬆的知識獲取之旅。它要求你的心神高度集中，任何一個詞語或下標的遺漏，都可能導緻對整個段落物理意義的誤解。

评分☆☆☆☆☆

這本書的習題部分，是另一番天地。通常一本教材的習題要麼是簡單重復課本內容的練習，要麼是超級難題。但這本的習題設計得極其精妙，它們更像是對核心概念的“深度拓展模塊”，而不是簡單的檢驗。許多習題看似簡單，但需要你運用前文沒有明確提及的、但又至關重要的數學工具去“打通”思路。比如，有一個關於費曼圖計算的習題，它要求你計算一個特定的圈圖修正，步驟繁瑣到讓人想放棄，但當你最終通過正則化和重整化的步驟得齣有限結果時，你會對“什麼是微擾論”有瞭切膚之痛的理解。這些習題強迫你從一個被動接受知識的“學生”身份，轉變為一個主動探索理論邊界的“研究者”。它們不僅僅是在測試你是否記住瞭公式，更是在考驗你麵對一個復雜物理問題時，能否自主地從基礎原理齣發，構建起一套有效的計算框架。可以說，不認真對待這些習題，這本書的價值至少要損失一半，因為真正的學習往往發生在與這些挑戰性問題的搏鬥之中。

评分☆☆☆☆☆

這本書，初翻幾頁，便覺一股撲麵而來的信息洪流，仿佛站在巨型計算集群的中央，耳畔充斥著復雜的符號和看似毫無章法的公式推演。它並非那種溫文爾雅、循循善誘的教科書，更像是一份來自高維空間的原始數據備份，需要讀者自行去梳理其中的邏輯骨架。尤其是關於路徑積分的引入部分，作者似乎對讀者已經具備深厚的數學功底抱有極高的期望，直接躍入瞭對泛函積分的復雜錶述，中間跳躍之快，讓人措手不及。我不得不反復查閱參考書目中那些晦澀難懂的數學專著，纔能勉強跟上作者思維的軌跡。比如，他對規範場理論的闡述，並沒有花大量篇幅去鋪陳電動力學的經典背景，而是直接從場強張量和拉格朗日密度齣發，迅速構建起廣義協變性的數學框架。這種處理方式的好處是效率極高，能讓有基礎的讀者迅速領略到理論的精髓；但對於初學者而言，無疑是搭建瞭一道極高的門檻。整本書的行文風格，帶著一種硬核的、近乎冷峻的學術氣息，每一個定理的提齣都像是經過瞭無數次嚴苛的檢驗和打磨，字裏行間透露齣對物理實在的深刻洞察，但同時也要求讀者付齣與之匹配的專注與毅力去啃食那些密集的符號。

评分☆☆☆☆☆

讀完前三分之一，我最大的感受是作者對於“對稱性”的執著與偏愛。書中對於各種對稱群——從洛倫茲群到規範群的自發破缺——的討論，占據瞭極其核心的地位。這使得整本書的邏輯結構，不再是傳統意義上按照粒子分類來組織內容（比如先講電子，再講光子），而是完全圍繞著描述這些粒子行為的底層數學結構來展開。這種“自上而下”的構建方式，初看之下會讓人感覺有些抽象和抽離，似乎脫離瞭我們日常接觸的物理圖像。然而，一旦你適應瞭這種思維模式，你會發現所有的基本作用力，都被巧妙地統一在瞭對規範不變性的要求之下，那種數學上的優雅感和物理上的完備性，確實令人拍案叫絕。特彆是對希格斯機製的論述，作者沒有采用那種“引入一個復標量場”的直觀比喻，而是直接從規範對稱性破缺的數學必然性齣發，推導齣無質量規範玻色子如何“吞噬”瞭Goldstone玻色子，獲得瞭質量。這種純粹的理論推導，雖然缺乏直觀的“故事性”，卻在邏輯上構建瞭一個無懈可擊的體係，讓人不得不佩服理論物理學傢看待世界的角度，是何等的純粹和抽象。

评分☆☆☆☆☆

如果非要用一個比喻來形容這本書的“功用”，那它更像是一部為“理論物理學傢建造的樂高積木套裝”，而不是一本為“初學者準備的入門指南”。它沒有提供搭好房子的詳細說明書，而是將所有最高精度的積木（各種場論的構造和重整化技術）都擺在瞭你麵前，期望你憑藉對結構原理的理解，去搭建齣自己想要的宇宙模型。書中對有效場論的討論，特彆是低能有效理論的構建哲學，非常深刻地揭示瞭物理學理論的層次性和適用範圍。作者強調瞭“截斷尺度”的重要性，這遠比僅僅知道如何進行重整化要重要得多，它關乎我們如何理解不同能標下的物理圖像的有效性。對於那些已經掌握瞭量子力學和狹義相對論基礎，渴望真正進入粒子物理前沿研究領域的人來說，這本書提供瞭一套經過時間考驗的、最堅實可靠的理論工具箱。它教會你的，是如何從最基本的原理齣發，去構建和檢驗描述自然界基本作用力的數學框架，那種掌控感是其他任何入門級讀物都無法比擬的。

评分☆☆☆☆☆

很通俗易懂瞭，應該是好的入門書。

评分☆☆☆☆☆

類比極強，但是過於精闢，有些地方看不懂

评分☆☆☆☆☆

經典場論 正則量子化很好的入門書

评分☆☆☆☆☆

好懂，但是內容較少

评分☆☆☆☆☆

很通俗易懂瞭，應該是好的入門書。