Complexity, Metastability, and Nonextensivity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Abe, Sumiyoshi (EDT)/ Herrmann, Hans (EDT)/ Quarati, Piero (EDT)/ Rapisarda, Andrea (EDT)/ Tsallis,

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:2007-12

价格:$ 168.37

装帧:

isbn号码:9780735404816

丛书系列:

图书标签:

• Complexity
• Metastability
• Nonextensivity
• Statistical Physics
• Nonlinear Dynamics
• Thermodynamics
• Phase Transitions
• Fractals
• Self-Organization
• Systems Theory

《量子场论与引力：从规范场到弯曲时空》 作者：[此处可留空，或使用一个虚构的权威性作者名] 出版社：[虚构的学术出版社名称] --- 内容简介： 本书旨在为高阶物理专业的学生、研究人员以及对基础物理学前沿有深入兴趣的读者，提供一套系统、严谨且富有洞察力的理论框架，用以理解现代物理学的两大支柱——量子场论（QFT）和广义相对论（GR）是如何在极端条件下，尤其是在量子引力（Quantum Gravity）的探索中相互交织和统一的。本书的叙述视角侧重于几何、拓扑结构以及对称性在描述物理实在中的核心地位。 第一部分：量子场论的拓扑与结构（Topology and Structure in Quantum Field Theory） 本部分深入探讨了标准模型（Standard Model）背后的数学基础，但超越了传统的微扰论范畴，强调非微扰效应和场论的几何解释。 第一章：规范场论的几何基础 详细阐述了纤维丛（Fiber Bundles）、联络（Connections）和曲率（Curvature）在描述电磁、弱核与强核相互作用中的作用。讨论了杨-米尔斯（Yang-Mills）理论的规范不变性如何内在地要求了非阿贝尔群结构，并引入了规范场量子化的路径积分方法，重点分析了鬼场（Faddeev-Popov Ghosts）的引入及其在保持规范不变性下的必要性。 第二章：拓扑荷与非平凡构型 着重分析了非平凡拓扑结构在场论中的物理意义。引入了荷乐斯（Hopfions）和斯米尔诺夫子（Skyrmions）等拓扑孤子解的数学构造，并探讨了它们在某些低维有效理论中作为稳定粒子的可能性。深入讨论了瞬子（Instantons）和反瞬子（Anti-instantons）在规范场中对真空结构的破坏和重构，特别是在量子色动力学（QCD）中对CP破坏问题的潜在影响。 第三章：重整化群与有效场论 本章将重整化群（Renormalization Group, RG）提升到更抽象的层次，不再仅仅是处理紫外发散的数学技巧，而是将其视为描述物理定律在不同能标下演化的动力学工具。讨论了Wilsonian重整化群的固定点、标度不变性和临界现象之间的深刻联系。随后，系统地构建了有效场论（EFT）的框架，展示如何通过系统性的截断（Cutoff）来构造出描述特定尺度下物理现象的有效拉格朗日量，以及如何利用对称性指导EFT的构建。 --- 第二部分：广义相对论的量子化挑战（Challenges in Quantizing General Relativity） 第二部分将视线转向引力理论，首先回顾爱因斯坦引力理论的协变形式，并引入现代微分几何工具，为后续的量子化尝试做铺垫。 第四章：微分几何与爱因斯坦方程的现代表述 深入介绍黎曼几何（Riemannian Geometry）和伪黎曼几何（Pseudo-Riemannian Geometry），强调度规张量$g_{mu u}$如何内在地定义了时空结构和物质的运动。重点解析了爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations）在扭率（Torsion）和非度规性（Non-metricity）方面的推广可能性，尽管本书主要关注标准GR，但引入这些概念是为了提示未来理论的广阔空间。讨论了希尔伯特空间（Hilbert Space）的构建在弯曲时空背景下的复杂性。 第五章：黑洞热力学与信息悖论 本章聚焦于引力理论在极端条件下的物理含义。详细推导了贝肯斯坦-霍金熵（Bekenstein-Hawking Entropy）的半经典结果，并探讨了其背后的微观物理图像。深入分析了黑洞信息悖论（Information Paradox）的各个方面，包括火墙（Firewall）猜想、软毛（Soft Hair）理论，以及对幺正性（Unitarity）原则的挑战。 第六章：路径积分与半经典引力 尝试将量子场论的工具应用于引力场本身。详细讨论了引力场的路径积分表述所面临的困难，特别是由于GR的非重整化性导致的紫外发散问题。随后，转向半经典方法，探讨了半经典引力（Semi-classical Gravity）的框架，即在背景时空中量子化物质场的近似，并讨论了其在宇宙学早期（如暴胀理论）中的应用。 --- 第三部分：走向量子引力的尝试（Approaches to Quantum Gravity） 本部分是全书的高潮，介绍当前最前沿、最具前景的量子引力理论框架，着重于它们如何通过引入新的几何实体或维度来解决量子化难题。 第七章：弦理论的基础与AdS/CFT对偶 系统介绍弦理论（String Theory）的基本原理，包括玻色弦（Bosonic String）到超弦（Superstring）的演化，以及如何通过紧致化（Compactification）来获得四维低能有效理论。核心内容聚焦于AdS/CFT对偶性（Anti-de Sitter/Conformal Field Theory Correspondence），将其视为一个强大的、非微扰的“量子引力工具”，详细阐释了边界CFT如何编码了内部体的引力动力学。 第八章：圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的动力学 详细介绍圈量子引力（LQG）的数学框架。从阿斯泰卡（Ashtekar）变量出发，构造了自旋网络（Spin Networks）和自旋泡沫（Spin Foams）作为量子几何的基态和演化单元。本章着重阐述LQG如何自然地实现时空结构的“离散化”或“量子化”，并讨论了其在描述量子宇宙学（Loop Quantum Cosmology）中的初步结果，如大反弹（Big Bounce）的潜力。 第九章：渐近安全与因果集合论 探索非传统但具有重要哲学意义的量子引力途径。详细讨论了渐近安全（Asymptotic Safety）的观点，即通过发现一个非平凡的重整化群固定点，使引力理论在普朗克尺度下保持可重整化，从而避免了紫外灾难。同时，引入因果集合论（Causal Set Theory）作为一种基础性的时空理论，它假设时空在最小尺度上是离散的因果事件的集合，以此来恢复引力的量子描述。 --- 总结与展望： 全书最后总结了上述不同理论框架的优缺点，并强调了当前物理学界面临的共同挑战——如何从这些高度抽象的数学结构中，精确地恢复出低能下的标准模型和爱因斯坦引力。本书旨在提供一个坚实的数学和概念基础，使读者能够批判性地评估并参与到下一代基础物理理论的构建之中。 适用对象： 理论物理研究生、高能物理与宇宙学研究人员。 关键词： 规范场论、广义相对论、量子引力、拓扑结构、AdS/CFT、圈量子引力、重整化群。

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