简明量子场论

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王正行 著
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出版社: 北京大学出版社
ISBN:9787301135488
版次:1
商品编码:10077390
包装:平装
丛书名: 北京大学物理学丛书
开本:16开
出版时间:2008-04-01
用纸:胶版纸
页数:290
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  本书包括引言、标量场、矢量场、旋量场、路径积分、散射振幅与Feynman图、QED、重正化、杨一Mills规范场和QCD、Giashow—Weinberg,Salam模型、结语等部分,针对具有狭义相对论和非相对论量子力学以及相应数学基础的读者,不使用群论的理论和概念,不要求读者学过高等量子力学,着重阐述量子场论的基本原理、理论和概念,并结合一些实际问题给出具体和完整的计算,为读者提供一个必需而又尽量简约的量子场论基础。电子为什么会有反常磁矩?与电子电荷一样基本的物理常数Weinberg角是什么?夸克之间的强作用为什么有渐近自由?为什么质量和电荷都是“跑动”的?质量的起源是什么?这里都有定量的解释和回答。也提到一些中国物理学家的相关工作。本书可供对于量子场论的基本原理和理论有兴趣的读者参考,可以用作研究生或高年级本科生量子场论的教材或参考书。

作者简介

  王正行,1939年生,1962年北京大学物理系本科毕业,1965年北京大学物理系理论物理研究生毕业。北京大学物理学院教授。曾任国家自然科学奖评审委员,北京大学校学术委员,北京大学技术物理系副主任。在量子力学的基础和历史发展,超导电性隧道体系,重核裂变理论,原子核的宏观模型和性质,核物质,中能重离子碰撞,核天体物理,极端相对论性重离子碰撞等领域从事过科学研究。讲授过本科生的普通物理学和量子力学,研究生的高等量子力学和量子场论,并从事相应的教学研究,为北京市优秀教师。发表过百余篇文章,著有《近代物理学》、《在解题中学习近代物理》和《量子力学原理》等。

内页插图

目录

1 引言
1.1 量子场论的性质与特点
1.2 相对论协变性
1.3 Lagrange作用量原理
1.4 公式的简化

2 标量场
2.1 实标量场及其量子化
2.2 实标量场的粒子性
2.3 复标量场及其量子化
2.4 规范变换及粒子的荷

3 矢量场
3.1 Maxwell场及其规范条件
3.2 场的角动量
3.3 Maxwell场的正则量子化
3.4 重矢量场

4 旋量场
4.1 Weyl方程
4.2 Dirac方程
4.3 Dirac方程的变换性质
4.4 旋量场的Jordan—Wigner量子化
4.5 微观因果性原理

5 路径积分
5.1 数学准备
5.2 路径积分量子力学
5.3 标量场的路径积分
5.4 标量场自由Green函数
5.5 旋量场的路径积分

6 散射振幅与Feynman图
6.1 相互作用标量场
6.2 相互作用标量场的Green函数
6.3 S矩阵及其性质
6.4 S矩阵的计算公式
6.5 ∏-N散射振幅
6.6 散射截面

附录 一些r矩阵公式和求迹公式
7 QED
7.1 旋量QED的Feynman规则.
7.2 Compton散射
7.3 另外几个简单的QED过程
7.4 等效外场近似
7.5 标量QED和∏-Y,散射

8 重正化
8.1 发散困难
8.2 正规化
8.3 QED的单圈重正化
……
9 杨-Mills规范场和QCD
10 Glashow-Weinberg-Salam模型
11 结语
练习题
索引

精彩书摘

  1 引言
  1.1 量子场论的性质与特点
  量子场论是粒子物理的基本理论 物理学的不同层次,有如下关系①:
  实验=唯象理论<=>基本理论<=>数学
  在上述关系中,前两部分是实验物理,中间两部分是理论物理,后两部分则是数学物理。唯象理论是实验物理与理论物理的相交部分,它反映了我们对物理世界初步的理解和认识;而基本理论则是理论物理与数学的相交部分,它反映了我们对物理世界深入的理解和认识。
  物理世界的最深层次,是由电子、中微子、夸克、核子、介子、光子、胶子、中间玻色子……等等各种各样不同性质不同层次的粒子组成的粒子世界。关于各种粒子的性质、特点、运动和变化,以及它们之间的相互关系、作用与转化,就是粒子世界的现象学。我们通过对粒子现象的综合、归纳、比较和分析,形成了对粒子世界理性的了解和认识,这就是粒子物理学。而粒子物理学的基本理论,则是量子场论。作为粒子物理的基本理论,量子场论是我们当今对粒子世界最深层次的了解和认识。粒子物理还在探索发展之中,所以量子场论是一门还在发展中的理论。
  量子场论是粒子体系的动力学模型粒子物理是在时空中的物理,时空坐标(t,x,Y,z)是描述粒子运动的基本参数。粒子运动的主要特征,是它们在时空中的产生和消灭。描述粒子在时空中产生和消灭的量,是在时空中分布的场。这种场描述的微观粒子具有量子性,所以它是一种量子场。粒子之间存在相互作用,所以在相应的场之间存在耦合。每种粒子都有各自的性质与特点,这表现为各种场的具体对称与变换性质。
  ①杨振宁,《杨振宁文集》,张奠宙编,上海师范大学出版社,1998年,841页。

前言/序言



《简明量子场论》是一本致力于深入浅出地阐述量子场论核心概念的学术著作。本书旨在为物理学专业本科生、研究生以及对量子场论感兴趣的科研人员提供一个清晰、连贯的学习路径。 全书围绕着量子场论的基本框架展开,首先从经典场论回顾入手,为理解量子场论奠定坚实的基础。我们将详细讨论拉格朗日量和哈密顿量的作用,以及它们在描述连续介质和场行为中的关键作用。在这里,我们会深入分析对称性与守恒量的联系,例如诺特定理在场论中的应用,以及如何利用场论的语言来描述物质和能量的动态演化。 接着,本书将自然地过渡到量子化过程。我们会详细介绍正则量子化和路径积分量子化这两种主流的量子化方法。对于正则量子化,我们将重点讲解如何将经典场量转化为算符,以及正规产生子和对易关系在构建量子场模型中的重要性。对于路径积分量子化,本书将深入剖析其几何直观和在处理复杂理论时的强大能力,并展示如何通过引入费曼图来直观地理解粒子相互作用。 在掌握了基本的量子化技巧后,本书将聚焦于自由场的量子化,包括标量场、狄拉克场和电磁场。我们将详细推导这些场的湮灭算符和产生算符,并解释它们如何描述粒子的产生和湮灭过程。对于标量场,我们会讨论其玻色子性质;对于狄拉克场,则会深入分析其费米子性质以及反粒子的出现。电磁场量子化则会引出光子的概念,并初步探讨其相互作用。 本书的核心部分之一是量子场论中的相互作用。我们将详细介绍微扰理论,包括费曼图的规则和计算方法。通过大量的例子,读者将学会如何利用费曼图计算各种散射截面和衰变宽度。本书还将探讨重整化方法,这是量子场论中不可或缺的技术,用于处理计算过程中出现的无穷大。我们将详细讲解重整化群方程,以及它在描述物理量在不同能量尺度下的演化规律中的作用。 除了基础理论,《简明量子场论》还将触及一些重要且前沿的课题。例如,本书将介绍量子电动力学(QED)这一最成功的量子场论之一,并阐述其在描述光与物质相互作用中的精确性。我们还将简要介绍量子色动力学(QCD),探讨夸克和胶子的相互作用,以及强子物质的性质。此外,对于对粒子物理感兴趣的读者,本书还将提供对弱相互作用的初步介绍,以及标准模型的一些关键概念。 为了增强读者的理解和应用能力,本书在每个章节都配有精选的习题,涵盖了从概念理解到具体计算的各个层面。这些习题的设计旨在帮助读者巩固所学知识,并独立解决一些实际问题。 本书的语言力求严谨且清晰,避免不必要的术语堆砌。我们希望通过循序渐进的讲解,让读者能够逐步领会量子场论的精妙之处,并为其进一步深入研究打下坚实的基础。无论是希望全面掌握量子场论的理论框架,还是希望将其作为研究工具的读者,都能从本书中获得宝贵的知识和启发。

用户评价

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这本书带给我的,是一种前所未有的学习体验。我一直对量子场论充满了好奇,但又苦于没有合适的入门材料。市面上的一些书籍,要么过于专业,要么过于肤浅,总是无法满足我的需求。而这本《简明量子场论》,恰恰填补了这一空白。它以一种循序渐进的方式,从最基础的概念开始,逐渐深入到量子场论的核心。我特别喜欢作者在讲解量子场论的基本原理时,所采用的类比和图示。这些方法,极大地降低了理解的门槛,让我能够更好地把握住那些抽象的概念。书中对量子场论在粒子物理学中的应用的介绍,也让我看到了理论的强大力量。那些曾经在新闻中听到的粒子碰撞实验,在书中被赋予了清晰的理论解释。阅读这本书,就像是在一位经验丰富的向导的带领下,穿越一片迷雾重重的森林,最终豁然开朗,看到了壮丽的风景。

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对于我这样一个并非物理学专业背景的读者来说,找到一本既能深入浅出又足够严谨的量子场论书籍,简直是一件极其困难的事情。然而,当我拿起这本《简明量子场论》时,我立刻感受到了一种前所未有的轻松和希望。作者在开篇就清晰地阐述了本书的写作目标,以及它所面向的读者群体,这让我知道自己并非孤军奋战,有一位经验丰富的向导正引领我前行。书中对量子电动力学(QED)的介绍,更是让我大开眼界。那些看似随机的粒子散射过程,在洛伦兹变换和量子化场的作用下,竟然展现出惊人的规律性和可预测性。我尤其欣赏作者在讲解费曼图时所采取的方法,他不仅仅是简单地展示图示,而是细致地解释了每个顶点、每条线所代表的物理意义,以及它们如何组合成一个完整的计算表达式。这种细致入微的讲解,让我逐渐掌握了理解和构建这些图景的能力。读这本书,让我不再仅仅是旁观者,而是开始能够“参与”到这场微观世界的奇妙舞蹈中。

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我一直认为,一本好的科普书籍,不应该仅仅是知识的搬运工,更应该是一位思想的启蒙者。而这本《简明量子场论》,无疑做到了这一点。它没有回避量子场论中的核心概念,比如场算符、正则对易关系等等,但却以一种极其平实易懂的语言加以解释。我特别喜欢作者在讲解量子场论如何描述基本相互作用时,所采用的类比和图示。这些方法,极大地降低了理解的门槛,让我能够更好地把握住那些抽象的概念。书中对真空能和零点能的讨论,也让我对“空无”的理解发生了根本性的改变。我开始意识到,所谓的“真空”,并非真正的空无一物,而是充满了各种量子涨落和粒子生成的场所。阅读这本书,就像是在一位充满智慧的朋友的引导下,进行一次mind-opening的旅行,让我对我们所处的世界有了全新的认识。

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当我第一次接触到这本书时,就被其书名所吸引。《简明量子场论》,这两个词组合在一起,似乎预示着一种将深奥理论变得触手可及的可能。我一直对量子世界充满了好奇,但又苦于缺乏系统的入门指导。这本书恰好满足了我的需求。它并没有回避那些核心的数学和物理概念,但却以一种极其清晰的方式呈现出来。我特别欣赏作者对量子场论基本假设的阐述,比如场的量子化,以及粒子如何被看作是场的激发。这些概念的引入,让我对粒子和场的理解发生了一次颠覆。书中对量子场论在粒子物理学中的应用的介绍,也让我看到了理论的强大力量。那些曾经在新闻中听到的粒子碰撞实验,在书中被赋予了清晰的理论解释。阅读这本书,就像是在一位经验丰富的向导的带领下,穿越一片迷雾重重的森林,最终豁然开朗,看到了壮丽的风景。

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这部著作给我的感觉,就像一位循循善诱的智者,用最精炼的语言,将最深奥的智慧娓娓道来。我是一名对物理学怀有浓厚兴趣的业余爱好者,之前阅读过不少科普读物,但始终感觉隔靴搔痒,无法真正触及到量子场论的核心。而这本书,却以一种前所未有的力度,将我拉入了这场探索之旅。它不像某些著作那样,上来就抛出一堆让人望而生畏的数学符号,而是先构建了一个扎实的概念框架,让我能够理解“场”为何如此重要,以及它与粒子之间的内在联系。我特别着迷于书中对狄拉克方程的介绍,那个精妙的方程,竟能同时描述电子和它的反粒子,这简直是数学之美与物理现实的完美结合。作者在讲解过程中,并没有回避那些关键的数学工具,但他也巧妙地将它们融入到物理概念的阐述中,使得理解数学的意义变得直观而有方向。每一次阅读,都像是在解开一个精巧的谜题,随着线索的逐渐清晰,那些曾经模糊不清的概念也渐渐变得明朗起来。这本书带来的不仅仅是知识的增长,更是一种对科学探索精神的敬畏和赞叹。

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当我拿到这本书,内心其实是怀揣着一份忐忑的。量子场论,这个词本身就带着一种高高在上的神秘感,我担心自己会淹没在那些复杂的数学海洋里。然而,这本书的“简明”二字,却像一股清流,让我看到了希望。它并没有省略掉必要的数学推导,但每一个步骤都经过了精心设计,以保证逻辑的连贯性和易理解性。我特别喜欢作者在讲解相对论性量子力学时,如何引入协变性以及洛伦兹变换的巧妙之处。那些曾经让我头疼的指数和张量,在作者的解释下,变得不再是障碍,而是理解时空对称性的有力工具。这本书给我最大的启发,在于它让我意识到,量子场论并非是孤立存在的概念,而是建立在量子力学和狭义相对论坚实基础之上的。它将这两个看似不相关的理论,以一种极其自然的方式融合在一起,展现了物理学的统一性之美。阅读过程中,我常常会停下来,反复咀嚼那些精彩的段落,仿佛在品味一杯陈年的佳酿。

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这部作品的排版和字体选择,就透露着一种严谨而典雅的风格,让我愿意沉浸其中,细细品味。我是一名对理论物理学有着深厚兴趣的学生,一直以来都在寻找一本能够系统性地介绍量子场论的教材。之前阅读过的一些书籍,要么过于艰深,要么过于碎片化,始终无法建立起一个完整的知识体系。而这本《简明量子场论》,恰恰填补了我的这一需求。它以一种清晰而有条理的方式,从拉格朗日方程出发,一步步构建起量子场论的框架。我尤其喜欢书中对对称性在物理学中的作用的强调,它让我理解了为何能量守恒、动量守恒等基本定律,在量子场论中依然扮演着至关重要的角色。作者在讲解规范场论时,那种由浅入深的逻辑,让我能够逐渐理解电磁相互作用、弱相互作用以及强相互作用的本质。这本书不仅仅是理论的讲解,更是一种思维训练,它教会我如何运用数学工具去理解和描述物理世界。

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这本书带给我的,不仅仅是知识的传授,更是一种对物理学魅力的深刻体验。我是一名对宇宙起源和基本粒子充满兴趣的爱好者,一直以来,量子场论都是我心中的一座高峰。而这本《简明量子场论》,则为我提供了一个攀登这座高峰的绝佳路径。作者在书中对自旋和全息原理的阐述,让我对粒子的内在属性有了更深刻的理解。那些看似复杂的数学公式,在作者的引导下,逐渐显露出其背后的物理意义。我特别着迷于书中对量子纠缠和贝尔不等式的讨论,它让我看到了量子世界的非定域性和奇异性,也让我重新思考了现实的本质。这本书的“简明”之处,在于它能够将如此宏大的理论,以一种清晰、逻辑严密的方式展现出来,让读者在享受知识的同时,也能感受到科学探索的乐趣。

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这部著作的深度和广度,都让我感到惊喜。作为一名对理论物理学充满热情的学生,我一直在寻找一本能够系统性地介绍量子场论的书籍,以作为我的进一步学习的阶梯。而这本《简明量子场论》,完全超出了我的预期。它不仅仅是对基本概念的介绍,更深入探讨了量子场论在各个领域的应用,比如凝聚态物理、宇宙学等等。我尤其欣赏书中对重整化群的讲解,它让我理解了为何在不同的尺度下,我们对物理现象的描述会有所不同。作者在讲解过程中,并没有省略掉那些必要的数学技巧,但他也总是会穿插一些直观的物理图像,帮助读者建立起对概念的理解。这本书的“简明”之处,在于它能够将如此复杂的理论,以一种清晰、逻辑严密的方式呈现出来,让读者在享受知识的同时,也能感受到科学探索的乐趣。

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这本书的封面设计就透露着一种沉静而深邃的气息,一种仿佛将浩瀚宇宙的奥秘浓缩于指尖的哲学感。我迫不及待地翻开了它,期望能找到一把钥匙,开启那扇通往量子世界的大门。初读之下,便被其严谨的逻辑和清晰的脉络所吸引。作者似乎深谙初学者的困惑,从最基础的概念入手,循序渐进地铺陈开来。那些曾经如同天书般的数学公式,在作者的笔下仿佛被赋予了生命,不再是冰冷的符号,而是描述着粒子间奇妙互动的语言。我尤其欣赏其中对场概念的引入,它打破了我原有的粒子观的局限,让我开始理解为何如此抽象的“场”能够成为现代物理学的基石。每一章的结尾,都仿佛在我脑海中构建起一幅更加完整的图景,激发着我不断深入探索的欲望。这本书并非仅仅是知识的堆砌,更是一种思维方式的启迪,它鼓励我从更宏观、更普适的角度去审视那些微观世界的现象。即使面对一些复杂的推导,作者也总能用恰到好处的类比和直观的解释来帮助读者理解,这种“简明”并非内容的删减,而是对复杂概念的提炼和升华,让学习过程更加高效且富有成效。

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一直关注着这书,挺喜欢的

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一直关注着这书,挺喜欢的

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内容编排合理,印刷精美,实用性强。

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说是简明,但是一点都不简单……一打开就是一大串的公式什么的,要看懂要花点时间

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不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错

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非常不错,包装的很好,这里点个赞?

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作为量子场论的补充参考资料还是不错的

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经典名师的著作,值得推荐

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很有专业性,适合物理类研究生,王正行老师的教材都是写得很不错的

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