Quantum Field Theory

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出版者:Cambridge University Press
作者:Mark Srednicki
出品人:
页数:660
译者:
出版时间:2007-2-5
价格:USD 90.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780521864497
丛书系列:
图书标签:
  • 量子场论
  • 物理
  • QFT
  • Physics
  • 理论物理
  • 物理教材
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  • Field Theory
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具体描述

Quantum field theory is the basic mathematical framework that is used to describe elementary particles. This textbook provides a complete and essential introduction to the subject. Assuming only an undergraduate knowledge of quantum mechanics and special relativity, this book is ideal for graduate students beginning the study of elementary particles. The step-by-step presentation begins with basic concepts illustrated by simple examples, and proceeds through historically important results to thorough treatments of modern topics such as the renormalization group, spinor-helicity methods for quark and gluon scattering, magnetic monopoles, instantons, supersymmetry, and the unification of forces. The book is written in a modular format, with each chapter as self-contained as possible, and with the necessary prerequisite material clearly identified. It is based on a year-long course given by the author and contains extensive problems, with password protected solutions available to lecturers at www.cambridge.org/9780521864497.

《量子场论》的独特之处在于它并非一本传统的物理学教材,而是以一种全新的视角和方法论,深入剖析和重塑了我们理解宇宙基本构成的方式。这本书并非罗列枯燥的公式和繁琐的推导,而是旨在点燃读者探索微观世界奥秘的激情,引领他们进入一个由粒子、场和相互作用构成的奇妙领域。 核心理念:场,万物之源 这本书的核心论点是:构成我们宇宙的最基本单元并非独立的粒子,而是遍布整个时空的量子场。我们所观察到的各种粒子,如电子、光子、夸克等,都只是这些量子场在特定时空点的“激发”或“涟漪”。这种“场”的观点,是理解量子场论的基石,它彻底颠覆了经典物理学中粒子是基本实体的观念。 作者通过生动的类比和直观的图景,将抽象的场论概念具象化。想象一下,整个宇宙就像一个巨大的、无限的海洋,而我们所见的粒子,不过是这个海洋表面激起的波浪。波浪有大小、有形态,它们会相互碰撞、融合、分裂,但海洋本身却是永恒存在的。量子场正是这个“海洋”,它拥有能量、动量,并能在时空中传播。 书中对场的性质进行了详尽的阐述。不同种类的场对应着不同的基本粒子。例如,电子场对应着电子,光子场对应着光子。这些场并非静止不变,而是充满了量子涨落,这种涨落正是粒子产生和湮灭的根源。理解场的这种动态性和量子涨落的本质,是掌握量子场论的关键。 从经典到量子的跃迁:数学语言的重塑 从经典物理学过渡到量子场论,不仅仅是概念的革新,更是数学工具的深刻变革。这本书带领读者领略了如何用数学的语言来描述场的行为。它摒弃了繁复的积分和微分方程的堆砌,而是侧重于理解其背后的数学结构和物理意义。 作者深入浅出地介绍了量子力学中一些核心概念,例如算符、量子化、狄拉克方程等,但并非将其作为最终目的,而是将其作为理解场论的铺垫。他展示了如何将这些概念应用于描述场的动态行为,以及如何通过量子化的过程,从经典的场论过渡到量子场论。 书中对“第二量子化”这一核心概念进行了精彩的阐述。这是一种更为抽象的数学形式,它允许我们以一种统一的方式处理粒子的产生和湮灭,以及粒子数的改变。作者通过形象化的方式,解释了第二量子化如何绕开了传统量子力学中描述粒子数的困难,为处理多体系统提供了强大的框架。 相互作用的本质:力的量子化 量子场论的另一个核心成就是对基本相互作用的解释。书中详细探讨了电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用是如何在量子场论的框架下被理解的。它揭示了这些看似截然不同的力,本质上都是由粒子之间的场交换引起的。 以电磁相互作用为例,书中阐述了光子是如何作为电磁场的量子,在带电粒子之间传递电磁力的。当两个电子相互靠近时,它们会通过交换光子来相互排斥。这个过程可以用费曼图来形象地描绘,而这本书则深入挖掘了费曼图背后的深刻含义,以及它如何帮助我们计算相互作用的概率。 对于强相互作用和弱相互作用,本书也进行了深入的剖析。它介绍了描述强相互作用的量子色动力学(QCD)和描述弱相互作用的量子电动力学(QED)等理论。通过理解夸克和胶子等基本粒子的行为,以及它们之间的相互作用,读者可以更深刻地理解原子核的稳定性和粒子衰变等现象。 挑战与前沿:理论的局限与未来的展望 任何科学理论都有其局限性,量子场论也不例外。本书并没有回避理论中的难题和挑战,而是积极地探讨了这些问题。 其中一个重要的挑战是“重整化”问题。在计算过程中,常常会出现无穷大的结果,这显然与物理现实不符。本书以一种清晰易懂的方式,解释了重整化是如何通过引入一种巧妙的数学技巧,来消除这些无穷大,并得到有意义的物理结果的。它强调了重整化并非是“作弊”,而是对我们理解微观世界的一种必要修正。 此外,书中还探讨了量子场论在解释一些宇宙学现象中的应用,例如宇宙的早期演化、暗物质和暗能量的性质等。它展示了量子场论作为描述宇宙基本规律的强大工具,是如何帮助科学家们不断拓展对宇宙的认知边界的。 不只是理论:物理世界的应用 《量子场论》虽然是一本理论性很强的书籍,但它与我们所处的物理世界息息相关。书中穿插了许多实际应用的例子,让读者体会到理论的生命力。 例如,激光器的工作原理就离不开量子场论的解释。它涉及到光子场的受激辐射过程。半导体材料的导电性,也与电子在晶格中的量子场行为密切相关。核能的利用,更是直接体现了粒子相互作用和能量转换的量子场论原理。 甚至在现代科技领域,如粒子加速器的设计、探测器的研发,以及未来可能出现的量子计算机,都离不开量子场论的指导。这本书不仅是在讲述科学理论,更是在展现科学理论如何塑造我们未来的世界。 学习的旅程:循序渐进,触类旁通 这本书并非要求读者具备深厚的数学和物理基础。作者深知理论的晦涩之处,因此在内容编排上,力求循序渐进,层层深入。 从基础的量子力学概念,到场的量子化,再到粒子间的相互作用,每一步都经过精心设计,以确保读者能够理解并消化。书中巧妙地运用了大量的类比和图示,将抽象的概念转化为生动的图像,帮助读者建立直观的认识。 更重要的是,这本书鼓励读者主动思考,激发他们的探索精神。它并非提供一套现成的答案,而是引导读者自己去发现问题,去探究答案。通过阅读本书,读者将不仅仅是知识的接收者,更是理论的探索者。 总结 《量子场论》这本书,是一次对宇宙最深层秘密的探险。它邀请你放下对粒子世界的固有认知,拥抱一个更为广阔、更为深刻的“场”的世界。它用一种全新的视角,揭示了物质、能量和相互作用的终极真相。阅读这本书,你将获得的不只是知识,更是一种思维方式的转变,一种对宇宙本质的全新理解。它将带领你,站在科学的最前沿,去领略那由量子场编织而成的,精妙绝伦的宇宙图景。

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用户评价

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这本书的排版和印刷质量简直是灾难性的,我怀疑印刷厂的校对人员是不是对物理学有某种程度的偏见。错别字和标点符号的误用简直随处可见,尤其是在那些涉及到狄拉克符号和张量指标的复杂表达式中,一个不小心打错的上下标,就足以让读者在黑暗中摸索数小时来定位错误。更别提那些图示了,很多图表模糊不清,线条混在一起,根本无法清晰地分辨出粒子的传播方向和相互作用的细节。我不得不频繁地对照网上的电子版资源来核对书本上的内容,这极大地破坏了沉浸式的阅读体验。尽管如此,我还是愿意给它一个中等偏上的评价,因为从内容的核心价值来看,它依然是无可替代的。它的叙述虽然有时显得过于古板和学术化,但其对理论框架的构建却异常扎实和全面,几乎涵盖了从量子电动力学到规范场论的各个关键分支,只是希望未来再版时,出版社能拿出应有的专业水准来对待这样一本重量级的学术著作。阅读体验的流畅性,对于知识的吸收效率有着直接的影响,而这本书在这方面,确实做得不够好。

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我尝试着将这本书推荐给几位对理论物理有兴趣的本科生,结果发现反馈褒贬不一,这其实很能说明问题。对于那些已经接触过经典场论和高级量子力学课程的学生来说,这本书无疑是一部极佳的进阶读物,能迅速帮助他们完成从“量子力学”到“量子场论”的思维跃迁。他们赞扬了书中对费曼图规则的系统性介绍,认为这比其他教材中零散的讲解要清晰得多,直接为他们后续的计算工作打下了坚实的基础。但对于那些仅仅学过基础量子力学,希望“偷看一下”未来会学到什么的读者,这本书几乎是劝退的代名词。他们普遍反映,书中的术语和约定俗成的符号体系太过密集,缺乏足够多的示例和习题来巩固学习。说实话,这本书更像是一本“知识的宝库”,而不是“学习的向导”。如果你已经具备了扎实的数学和物理背景,迫切需要一本全面而深入的参考书,那么它绝对物超所值;但如果你正处于探索阶段,这本书可能会让你对理论物理产生不必要的畏惧感。

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这本书的深度和广度令人咋舌,它仿佛是一位博学的老者,坐在那里,慢条斯理地向你展示宇宙运作的终极规则,但前提是,你得能听懂他使用的“方言”。我个人认为,这本书最大的魅力在于其历史的厚重感,它不仅仅是罗列公式,更像是在讲述一场伟大的思想演变史。你可以清晰地看到,理论物理学家们是如何一步步克服无限大、如何引入对称性自洽性,最终构建起我们今天所依赖的粒子物理学框架的。其中关于量子引力猜想的讨论,虽然篇幅不长,却极富启发性,它没有给出答案,而是提出了更深刻的问题,激发了读者对未知领域的想象。阅读这本书的过程,与其说是学习,不如说是一种“朝圣”般的体验,你不得不承认人类智力所能达到的高度。唯一的遗憾是,由于其内容的高度专业化和与前沿研究的紧密关联,某些章节的讨论略显陈旧,没有及时跟进近十年内实验物理带来的新视角和新挑战。但瑕不掩瑜,它依旧是理论物理领域一座难以逾越的丰碑。

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这本书简直是物理学界的“圣经”!我花了整整一个寒假才勉强啃完前三章,感觉自己的大脑被彻底重塑了一遍。作者的叙述方式极其严谨,每一个公式的推导都像是艺术品的雕琢,逻辑链条之紧密,让人不得不佩服其深厚的功底。它不像很多科普读物那样试图用比喻来简化深奥的概念,而是直接将读者拉入到那个高维度的数学抽象世界中。尤其是关于路径积分的阐述,简直是点睛之笔,将看似庞杂的无限求和过程,优雅地统一在一个简洁的积分表达下,那种豁然开朗的感觉,真是无与伦比。不过,对于初学者来说,这本书的门槛确实高得有些吓人,很多基础概念需要读者自己去查阅更初级的参考书进行补充,否则很容易在复杂的符号和希腊字母的海洋中迷失方向。它更像是一部面向研究生的参考手册,而不是入门教材,但对于那些想要深入理解粒子物理标准模型底层逻辑的硬核爱好者来说,这无疑是一部不可或缺的案头珍宝。读完之后,你会发现自己看待物理世界的方式都发生了一种微妙的、根本性的变化,那些宏观世界中的“确定性”在微观层面瞬间崩塌,取而代之的是概率的汪洋大海。

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这本书给我的感觉,就像是听一场顶尖数学家冗长但极其精妙的讲座,充满了智力上的挑战和满足感。作者似乎非常热衷于展示理论推导的“美学”,他总是能找到一种最简洁、最优雅的方式来展现一个深刻的物理图像。我特别欣赏他对“对称性”在量子场论中核心地位的强调,从朗道-费米子的基本方程开始,到后来的自发对称破缺,每一步的过渡都显得水到渠成,充满了必然性。然而,这种“美学导向”也带来了一个副作用:它几乎完全跳过了任何直观的物理图像和类比。对于那些习惯于通过想象力来把握物理概念的读者,这本书无疑是一剂猛药,甚至可以说是“反直觉”的。它要求读者完全依赖纯粹的数学工具去构建对现实的理解。老实说,在阅读关于重整化群和有效场论的部分时,我感觉自己像是一个正在学习一门全新语言的初学者,每一个概念都需要花费数倍的精力去消化和内化。这本书的价值在于拓展了我们理解物理极限的边界,但绝不是轻松的下午茶读物。

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Beautiful

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Beautiful

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何红建大神上课的教材。初学入门的时候觉得有些吃力,不知道是语言的问题还是物理图像的问题,总觉得不顺畅,按着自旋0,1/2,1的讲法是很新颖,总觉得缺了计算很难受。

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适合我这样水平的人入门. 还差QCD和Standard Model的内容, qft的框架和一些技术算是看完了, 可惜不少地方没认真推. 不过结构缘故很多内容太分散了, 尤其是重整化.

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作为一个做实验的,居然还真能在research里用上QFT的计算@.@

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