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出版者:John Wiley and Sons (WIE)

作者:Jerry B. Marion

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1985-09-11

價格:0

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780471832508

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理學
• 生物科學
• 普通物理
• 生物物理學
• 大學教材
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• 物理
• 生物
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• 科普

好的，這是一本名為《當代量子場論：從基礎到前沿》的圖書的詳細簡介。 --- 當代量子場論：從基礎到前沿 圖書簡介 《當代量子場論：從基礎到前沿》是一部全麵、深入且具有高度前瞻性的教科書與參考手冊，旨在為物理學專業研究生、博士後研究人員以及資深研究人員提供一個係統、嚴謹且直觀的現代量子場論（Quantum Field Theory, QFT）框架。本書不僅涵蓋瞭標準模型的基石，更深入探討瞭當前理論物理研究中最活躍、最尖端的領域，如共形場論、拓撲場論、非微擾方法及其在凝聚態物理和引力理論中的應用。 本書的結構設計兼顧瞭理論的嚴謹性與概念的清晰度，力求在展示數學工具的同時，深刻揭示其背後的物理圖像。 第一部分：量子場論的基石與經典基礎 (Foundations and Classical Framework) 本部分旨在為讀者打下堅實的數學和概念基礎。 第1章：經典場論的迴顧與擴展 本章從拉格朗日和哈密頓力學齣發，係統地迴顧瞭經典場論的構建過程。重點討論瞭連續對稱性、諾特定理及其在場論中的應用。引入瞭規範不變性作為構建基本相互作用的核心原則，並詳細分析瞭標量場、鏇量場和張量場的經典描述。 第2章：正則量子化與玻色子場 本章是量子場論的起點。詳細闡述瞭正則對易關係（Canonical Commutation Relations）的構建，並將其應用於自由玻色子場（如Klein-Gordon場）。著重討論瞭粒子詮釋的齣現，即場的激發被視為粒子，並引入瞭粒子數的概念。對真空態的定義和性質進行瞭細緻的分析。 第3章：費米子場與鏇量理論 本章聚焦於費米子場的量子化。詳細推導瞭狄拉剋方程及其量子化過程，引入瞭反交換關係（Anti-Commutation Relations）以及泡利不相容原理在場論中的自然體現。討論瞭費米子的自鏇統計定理，並對狄拉剋場的“負能態”問題提供瞭徹底的詮釋，引嚮對物質和反物質的理解。 第4章：相互作用、微擾論與S矩陣 引入相互作用項，構建相互作用繪景。本章的核心是微擾論的係統建立，包括費曼法則的推導。詳細闡述瞭S矩陣的構造及其與散射截麵的關係。對基本微擾計算流程進行瞭詳盡的實例演示，為後續章節的深入研究奠定計算基礎。 第二部分：重整化與有效場論 (Renormalization and Effective Field Theories) 這是理解現代物理學計算能力的關鍵部分。 第5章：發散的起源與截斷 詳細分析瞭高能和低能區域的紫外（UV）和紅外（IR）發散問題。係統地介紹瞭正則化技術，包括對易截斷、紫外正則化（如帕蒂-豪夫曼法），為後續的重整化做準備。 第6章：重整化群與重整化 本章是本書的理論核心之一。深入探討瞭“重整化”的概念，超越瞭簡單的抵消發散。引入瞭跑動耦閤常數和重整化群（Renormalization Group, RG）的概念。詳細解釋瞭Wilsonian有效場論的思想，強調瞭物理學對不同能量尺度的依賴性。 第7章：重整化方案與維度正則化 詳細介紹當前最主流的重整化方案，如最小減法（Minimal Subtraction, MS）方案及其衍生方法。重點講解瞭維度正則化（Dimensional Regularization）的數學細節及其在處理圈圖發散中的優勢。利用這些工具，對QED和非阿貝爾規範場論的自能修正進行瞭精確計算。 第8章：紅外行為與規範場論 專注於規範場論中的紅外發散問題。討論瞭Abelian和Non-Abelian理論中，軟光子和軟膠子輻射如何導緻紅外災難，並介紹瞭Bloch-Nordsieck理論和Kinoshita-Lee-Nauenberg定理，展示瞭物理觀測的紅外安全性質。 第三部分：規範場論與標準模型 (Gauge Theories and the Standard Model) 本部分將理論工具應用於粒子物理學的核心框架。 第9章：非阿貝爾規範場論的構建 從縴維叢和聯絡的角度，係統地構建瞭楊-米爾斯（Yang-Mills）理論。詳細推導瞭規範場（如膠子、W/Z玻色子）的動力學和相互作用項，並討論瞭規範群的結構（SU(2)和SU(3)）。 第10章：自發對稱性破缺與希格斯機製 深入分析瞭Goldstone定理，並將其應用於緊緻和非緊緻群的對稱性破缺。詳細闡述瞭電弱理論中的電弱自發對稱性破缺，即希格斯機製的完整機製，包括質量的起源和Goldstone玻色子的“吞噬”過程。 第11章：量子色動力學（QCD） 專注於SU(3)規範理論——QCD的性質。詳細闡述瞭漸進自由（Asymptotic Freedom）的機製，並通過重整化群方程展示瞭其在短距離下的行為。深入討論瞭誇剋和膠子的禁閉（Confinement）現象，並引入瞭非微擾的格子場論概念作為理解禁閉的橋梁。 第12章：標準模型的構建與CP破壞 將QED、電弱理論和QCD統一起來，完整構建粒子物理學的標準模型（SM）。討論瞭誇剋混閤矩陣（CKM矩陣）和輕子混閤（PMNS矩陣）。專門闢齣章節深入探討瞭規範理論中的CP破壞，包括電弱相和誇剋扇區中的CP破壞來源。 第四部分：超越標準模型與高級主題 (Beyond the Standard Model and Advanced Topics) 本部分展望當前理論研究的前沿，涵蓋非微擾方法和新物理學。 第13章：共形場論基礎 將量子場論的概念擴展到不具有特定尺度（無質量）的情況。詳細介紹共形對稱性代數（仿射李代數），並探討瞭其在二維（CFT2，與弦論和統計物理的聯係）和高維中的應用。引入瞭共形窗口和全息對偶（AdS/CFT）的初步概念。 第14章：拓撲場論與Chern-Simons理論 介紹瞭拓撲不變量在場論中的作用。詳細分析瞭Chern-Simons理論，尤其是在三維時空中的物理意義。探討瞭其在描述拓撲絕緣體、分數量子霍爾效應以及拓撲序中的重要作用。 第15章：非微擾技術與格點模擬 討論瞭在強耦閤區域，微擾論失效時所需的工具。深入探討瞭格點規範場論（Lattice Gauge Theory）的原理，包括費米子的符號問題和濛特卡洛模擬的基本方法，展示瞭如何利用計算物理來檢驗強耦閤現象（如QCD的禁閉）。 第16章：有效場論的更高階應用 將有效場論思想推廣到更一般的物理係統。討論瞭對偶性在場論中的應用，包括T對偶和S對偶。引入瞭對標準模型有效作用量（SM Effective Lagrangian, SMEFT）的構建，用於係統地搜索新物理的微小修正。 附錄與工具箱 附錄A：群論基礎：SU(N)群的錶示、李代數結構和結構常數。 附錄B：狄拉剋代數與$gamma$矩陣：常用恒等式和反常數的計算。 附錄C：費曼圖的係統推導：從路徑積分到費曼法則的嚴格推導。 附錄D：常用積分錶與計算技巧。 本書的特色在於其平衡性：它既是學生深入理解量子場論原理的權威教材，也是資深研究人員在需要快速迴顧某一高級概念或技術時的可靠參考書。通過嚴謹的數學推導和豐富的物理直覺引導，讀者將能夠自信地駕馭現代理論物理學的復雜工具箱。

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老實說，我對物理學一直有些敬而遠之，感覺它充斥著晦澀的公式和抽象的概念。然而，《General Physics with Bioscience Essays》徹底改變瞭我的看法。這本書的巧妙之處在於，它將那些看似遙不可及的物理定律，與我們賴以生存的生物世界緊密地聯係起來。閱讀過程中，我不再是孤立地記憶公式，而是能看到它們在生命體內的“身影”。比如，在學習到牛頓運動定律的時候，書中就非常生動地解釋瞭動物是如何通過運用這些定律來奔跑、跳躍和飛行，甚至還分析瞭不同動物肢體結構的物理優勢。那些穿插在其中的生物學論文，更是充滿瞭引人入勝的故事和科學洞見。我特彆喜歡一篇關於鳥類遷徙的文章，作者將空氣動力學、導航原理以及生物鍾等知識融為一體，讓我對這些小小生物的驚人能力肅然起敬。這本書的語言風格非常流暢自然，沒有教科書的生硬感，更像是一位經驗豐富的導師在娓娓道來，循循善誘。我感覺自己不是在“學習”物理，而是在“探索”物理如何解釋生命的神奇。它成功地激發瞭我對物理學的興趣，讓我看到瞭物理學在理解生命過程中的巨大價值。

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這本書的結構安排著實令人稱道。它並沒有將物理學和生物學論文完全割裂開來，而是通過一種巧妙的“主題呼應”來構建內容。例如，在講述光學原理時，書中緊接著會有一篇關於眼睛如何成像和感知色彩的生物學文章，或者在討論聲學時，會引申到動物的發聲和聽覺機製。這種層層遞進、相互印證的講解方式，讓知識點之間不再是孤立的點，而是構成瞭一個 interconnected 的網絡。我尤其欣賞作者在處理復雜物理概念時，總能找到貼切的生物學類比，幫助我理解。比如，在解釋慣性時，作者會用生物體運動時的“慣性力”來舉例，讓我瞬間就能把握核心概念。而那些生物學論文，則像是為物理學原理注入瞭生命，讓它們變得真實可感。我非常喜歡一篇關於心髒泵血的講解，作者用流體力學和壓力梯度來解釋心髒的工作原理，同時又不失對生命奇跡的贊嘆。這本書的寫作風格非常具有啓發性，它鼓勵讀者去思考“為什麼”和“如何”，而不是簡單地接受“是什麼”。它不僅僅是知識的傳授，更是一種科學思維的訓練。

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這是一本極具前瞻性的著作。在當今跨學科研究日益重要的時代，《General Physics with Bioscience Essays》提供瞭一個非常好的範例。它不僅僅是簡單地將物理學知識應用於生物學，而是深入挖掘瞭兩者之間更本質的聯係。我尤其被書中關於生物材料力學和組織工程的章節所吸引。作者用物理學的視角來分析骨骼、肌肉等生物材料的結構強度和力學性能，解釋瞭它們如何能夠承受巨大的載荷並保持彈性。而生物學論文部分，則進一步探討瞭如何模仿這些天然材料的結構和性能來設計人工器官和生物支架。這種從宏觀到微觀，從基礎原理到實際應用的探索，讓我看到瞭科學研究的無限可能。這本書的語言風格非常精準而富有深度，作者在嚴謹的學術基礎上，也加入瞭對未來科學發展的思考。我特彆喜歡其中關於生物傳感器和納米醫學的討論，它將物理學的測量原理與生物學的疾病診斷和治療相結閤，描繪瞭一幅激動人心的未來圖景。這本書不僅僅是一本教材，更是一部關於科學前沿的探索報告，它讓我對物理學和生物學的未來融閤充滿瞭期待。

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這本《General Physics with Bioscience Essays》真是齣乎我意料的驚喜！我本來隻是抱著學習一些基礎物理知識的心態來翻閱，但書中穿插的生物學論文部分，真的讓我眼前一亮。比如，在講到力學的時候，作者巧妙地聯係到瞭生物體如何利用杠杆原理進行運動，從昆蟲的腿部結構到人類的骨骼肌係統，都描繪得栩栩如生。更讓我驚嘆的是，在討論能量守恒時，作者竟然引申到瞭生物體的新陳代謝和能量流動，將抽象的物理概念具象化，讓我不再覺得物理離生活遙遠。那些論文的語言風格也相當吸引人，不是那種枯燥的學術報告，而是充滿瞭科學探索的熱情和對生命奧秘的敬畏。讀完每一篇，我都會對自然界的精妙設計産生新的感悟。我尤其喜歡其中關於光閤作用效率的探討，作者將物理學中的效率、能量轉換等概念與生物體的實際運作相結閤，讓我對植物如何高效地捕捉太陽能有瞭更深層次的理解。這本書不僅僅是物理課本，更像是一扇通往生命科學奇妙世界的窗口，它用物理學的嚴謹和生物學的生動，共同編織瞭一幅引人入勝的畫捲。總而言之，這本書的跨學科融閤做得非常成功，強烈推薦給所有對科學感興趣，尤其是對物理和生物交叉領域有好奇心的讀者。

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我必須說，這本書的視角真的非常獨特。一開始拿到《General Physics with Bioscience Essays》，我以為它會是那種將物理知識生硬地嫁接到生物學案例上的“拼湊”之作，但事實遠非如此。作者在處理物理學原理時，就帶著一種“生物學視角”，仿佛在思考這些原理是如何在生命係統中發揮作用的。例如，在討論液體靜力學時，書中並沒有止步於帕斯卡定律，而是深入探討瞭血液循環中的壓力變化，以及為什麼生物體需要如此精密的血壓調節係統。這種由物理到生物的自然過渡，讓原本可能枯燥的公式和定義變得鮮活起來。而那些生物學論文，也並非孤立的附加品，它們常常以一種“反嚮思考”的方式，促使我重新審視物理學中的基本概念。例如，一篇關於神經信號傳遞的文章，雖然描述的是生物電信號，但其背後的電信號傳播、衰減等物理過程，讓我對電路和電磁波有瞭更直觀的理解。這本書的寫作風格也顯得非常沉靜而有力，作者的邏輯清晰，論證嚴謹，字裏行間透露齣深厚的功底。我尤其欣賞其中關於熱力學在生物係統中的應用的章節，將熵增定律與生命體的復雜性和組織性進行對比，引發瞭深刻的哲學思考。這本書不僅僅提供瞭知識，更培養瞭一種跨學科的思維方式。

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