量子場論導論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

黃濤 著

圖書標籤:

• 量子場論
• 粒子物理
• 量子力學
• 相對論
• 費曼圖
• 重整化
• 路徑積分
• 規範場論
• 標準模型
• 真空極化

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301251973

版次：1

商品編碼：11831436

包裝：平裝

叢書名： 中外物理學精品書係

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

頁數：388

字數：462000

編輯推薦

　　量子場論是在相對論與量子力學基礎上建立的，描述微觀粒子運動和相互作用的基本規律的理論。目前依然是人類探索自然界深層次規律的最前沿工具。本書作者黃濤先生在粒子物理領域工作瞭幾十年，是很有影響的專傢。由他寫就的這本場論書，不但具有通常量子場論書共有的一些內容，還涵蓋瞭他個人工作所帶來的極具深度和個性的部分。《量子場論導論》無論對於初學者還是從事科研工作的人員來說，都有很大的參考價值。

內容簡介

　　《量子場論導論》內容包括量子場論基礎及後續發展，是考慮國內研究生的學習情況而撰寫的量子場論入門書籍。
　　本書首先簡要地敘述瞭量子場論的建立和發展曆史，有助於初學者掌握量子場論的發展綫索。之後，本書係統地介紹瞭量子場論的基礎及發展，如對稱性和守恒量，自由標量場、鏇量場和電磁場的量子化，相互作用場論和S矩陣理論，解析性質和色散關係，微擾論，重正化理論等等。最後，本書講述瞭以非Abel規範場理論為基礎的標準模型的建立。全書內容著重敘述物理圖像，同時也給齣瞭必要的數學推導。
　　本書適閤作為理論物理及相關領域研究生的教材或參考書，也可供剛進入研究領域的博士生、青年教師和青年科研人員參考。

作者簡介

　　黃濤，1963年畢業於北京大學物理係，1966年中國科學院原子能所研究生畢業，1985年起任中國科學院高能物理研究所研究員、博士生導師。曾任中國科學院高能物理研究所學術委員會主任、理論物理研究室主任，中國物理學會高能物理分會秘書長、副理事長，中國科學院理論物理研究所學術委員會副主任，國傢基金委重大研究計劃和科技部973項目專傢組成員，《中國物理快報》副主編和《現代物理知識》主編等職。1999-2006年任國際IUPAP粒子物理專業（C11）委員會委員。長期從事理論物理和高能物理研究，發錶研究論文200餘篇。主要研究方嚮包括量子色動力學的微擾和非微擾理論、強子物理、重味物理、新物理探討、復閤粒子場論等。早年參加層子模型理論研究，層子模型理論獲1982年國傢自然科學二等奬。20世紀90年代曾三次獲中國科學院自然科學二等奬。

目錄

第一章 量子場論的産生和發展
§1. 量子場論的創立
§2. 量子場論的發展
第二章 經典場係統，對稱性和 Noether 定理
§1.最小作用量原理、Lagrange運動方程
§2. 對稱性和Noether 定理
第三章 定域場的Lorentz變換性質：標量場，Dirac 場和電磁場
§1.Lorentz變換和Lorentz群
§2.定域場的變換性質
§3.自由標量場
§4.自由鏇量場
§5.鏇量場雙綫性協變量
§6.零質量鏇量場
§7.自由電磁場
第四章 自由標量場量子化
§1. 正則量子化
§2. 實標量場量子化
§3. 復標量場量子化
§4. Klein-Gordon場的傳播子
§5. 路徑積分量子化
第五章 自由鏇量場量子化
§1. 自由Dirac場量子化
§2. Dirac場的正、反粒子態
§3. Dirac場傳播子
§4. Fermi場路徑積分和Grassmann 代數
第六章 自由電磁場量子化
§1. 電磁場正則量子化睏難
§2. 電磁場不定度規量子化
§3. 電磁場傳播子
§4.電磁場路徑積分量子化
第七章 分立對稱性和守恒量
§1. 空間反射對稱性和宇稱P
§2. 正、反粒子對稱性和電荷共軛宇稱C
§3. 時間反演對稱性T
第八章 自然界中相互作用類型和形式
§1. 電磁相互作用
§2. 強相互作用-π-Ν有效耦閤拉氏函數
§3. 強相互作用SU(3)對稱性
§4. 弱相互作用低能唯象理論
第九章 相互作用場CPT變換和CPT定理
§1. 相互作用場CPT變換
§ 2. CPT定理
第十章 S矩陣理論
§ 1. 三種錶象和變換矩陣
§ 2. 相互作用錶象
§ 3. Heisenberg錶象
§ 4. Heisenberg錶象有源場量和漸近條件
§ 5. Heisenberg錶象中S-矩陣元
第十一章 S-矩陣元約化公式
§ 1相對論不變性和微觀因果性
§ 2質量譜條件和完備性
§ 3漸近條件
§ 4 S-矩陣元約化公式
§ 5 傳播函數的譜錶示
§ 6.散射振幅的Chew-Low方程
第十二章 S-矩陣元解析性質和色散關係
§ 1 經典理論中色散關係和Titchmarsh定理
§ 2 散射振幅的色散部分和吸收部分
§ 3 嚮前散射振幅的解析性質
§ 4 嚮前散射振幅的色散關係
§ 5 非嚮前散射振幅色散關係
§ 6 散射振幅的Dyson錶示
第十三章 S-矩陣元和微擾理論
§1. 相互作用錶象和S矩陣級數展開
§2. 編時乘積和正規乘積
§3. Wick定理
§4. 正規乘積所錶示的物理過程
§5. Feynman圖和Feynman規則
第十四章 最低階微擾論應用舉例
§1. S-矩陣元、散射截麵和衰變壽命
§2. Compton散射
§3. Bhabha散射和電子-正電子湮滅為 子對過程
§4. 子衰變
第十五章 重整化理論
§1. 發散積分和錶麵發散度
§2. 發散積分維數正規化
§3. 單圈圖重整化
§4. Ward-Takahashi等式
§5. 原始發散圖形和Furry定理
§6. 超齣於單圈圖的重整化理論
§7 重整化群和Landau極點
§8. 帶電輕子反常磁矩和QED高階修正
第十六章 非Abel規範場和標準模型理論
§1. 非Abel規範場相互作用
§2. 量子色動力學
§3. 弱相互作用有效理論的局限性
§4. 自發對稱性破缺
§5. 電磁相互作用和弱相互作用統一理論
附錄
參考文獻
索引

前言/序言

費曼圖的繪製與解析：從基礎概念到高階修正 導言：深入理解粒子物理的基石 本書旨在為讀者提供一套係統、嚴謹且富有洞察力的工具，用以掌握粒子物理學中最核心的計算框架——費曼圖。我們不涉及量子場論的完整數學構建，如拉格朗日密度、規範場或標準模型的所有細節，而是聚焦於如何實際操作費曼圖，將其作為理解和計算粒子間相互作用概率（截麵和衰變率）的橋梁。本書的核心理念是：費曼圖不僅僅是數學公式的圖形化錶示，更是物理圖像的直觀體現。 第一部分：基礎構建模塊的幾何學與代數 本部分將徹底解構費曼圖的構成元素，並為後續的復雜計算打下堅實的代數基礎。 第一章：內外部粒子與傳播子的幾何學 我們將從最簡單的粒子散射過程入手，例如電子-電子或電子-光子散射。詳細闡述“外部態”如何被定義，以及它們在四維閔可夫斯基時空中的錶示。重點討論傳播子（Propagator）的概念。 泡利-約爾當算符與因果律： 傳播子如何編碼瞭粒子在時空中的傳播，及其與量子場論中對因果性（Causality）要求的內在聯係。我們不會深入探討龐德-約爾當（Pond-Jordan）方程的完整推導，而是專注於討論其在費曼圖計算中的具體形式，如狄拉剋傳播子、剋萊因-戈登傳播子和光子傳播子（考慮特定的規範選擇）。 四動量守恒與頂點因子： 分析每個連接點（頂點）的物理意義。展示如何基於耦閤常數和場論結構（如$lambdaphi^4$理論或量子電動力學QED）來構建頂點因子（Vertex Factor）。特彆強調四動量守恒在每個頂點處的應用，及其如何限製瞭積分變量的自由度。 第二章：費曼規則的建立與初步應用 本章將係統地整理和應用計算第一階（樹形圖）微擾修正的費曼規則。 QED初探（不涉及規範群的詳細介紹）： 以最簡單的電子-電子散射為例，展示如何根據初始的拉格朗日（隻關注交互項）直接導齣計算規則。定義並應用狄拉剋鏇量、極化矢量等外部因子。 運動學因子（Kinematics）： 詳細講解如何利用洛倫茲協變性來處理自鏇和極化。計算散射振幅的跡（Trace）運算，這是處理費米子和玻色子自鏇平均/求和的關鍵技巧。 $S$ 矩陣元到截麵的轉換： 介紹從計算得到的振幅$mathcal{M}$如何通過著名的流體密度與$S$矩陣關係式，轉換為可測量的物理量——微分截麵。此過程將涉及洛倫茲不變的體積因子和狄拉剋$delta$函數的使用。 第二部分：高階修正：圈圖的引入與處理 本部分是本書的精髓所在，它處理瞭所有不可避免的圈圖（Loop Diagrams），即所有非平凡的微擾修正。 第三章：單圈圖的拓撲與積分 圈圖的引入帶來瞭發散性，這是高階計算中最具挑戰性的部分。本章專注於圈圖的結構分析和初步的積分技巧。 拓撲分類與有效作用量： 討論單圈圖的拓撲結構，並解釋它們如何對應於物理量的一階修正（如自能、有效頂點修正）。 計算圈圖積分的挑戰： 深入探討紫外（UV）和紅外（IR）發散的物理起源。我們將重點介紹維數正則化（Dimensional Regularization）。我們不會深入探討如何建立規範不變性來消除紅外發散，而是專注於如何在$D=4-epsilon$維度下進行代數展開和計算。 降維技術： 介紹計算張量積分的關鍵技巧，例如芬斯剋爾積分（Feynman Integrals）的參數化方法（如$alpha$參數化），以及如何使用對稱性來簡化高階積分。 第四章：重整化：從發散到有限的橋梁 重整化是理解微擾論結果物理意義的決定性步驟。本書將以一種務實、計算導嚮的方式介紹重整化過程。 裸量與重整化條件： 明確區分“裸的”（Bare）參數和“重整化後的”（Renormalized）參數。講解如何通過設定重整化條件（如在動量空間或在無窮大的截止點）來關聯這兩者。 算符重整化與“跑動”參數： 闡述如何通過添加反項（Counterterms）來抵消發散。重點關注如何計算粒子的自能（Self-Energy）修正，並展示如何利用這些修正來定義重整化後的質量和場強。 Ward-Takahashi恒等式（簡化介紹）： 僅從計算工具的角度，介紹該恒等式在保證電荷守恒和規範不變性（在圈圖修正後）中的作用，重點在於如何利用它來確保有效頂點修正被正確處理，避免對規範選擇的依賴。 第五章：計算實例與高級技巧 本章將通過具體的物理過程，整閤前述所有工具。 電子磁矩的計算： 選取計算電子“反常磁矩”$a_e$（即$alpha/2pi$級彆的修正）作為核心實例。詳細展示如何計算Babashev-Schwinger 修正（一圈圖），包括涉及張量積分的簡化和跡的計算。 高階傳播子的處理： 討論如何處理涉及多個泡的復雜傳播子結構，以及如何有效地應用$iepsilon$規則來確定積分路徑。 有效耦閤常數與重整化群流（定性）： 簡要介紹物理量（如精細結構常數）如何隨著觀測能標的變化而變化。僅從計算結果的角度，展示不同能標下耦閤常數差異的物理意義，但不涉及完整的Beta函數推導。 結論： 本書提供瞭從零開始構建任何費曼圖計算的實用指南，重點在於計算技巧、發散的處理和物理量的提取，而非場論的抽象基礎。完成本書的學習後，讀者將能夠獨立地計算和解釋標準模型中許多基本過程的一階和二階微擾修正。

評分☆☆☆☆☆

這本《量子場論導論》給我帶來的衝擊是顛覆性的。我一直以為量子場論隻是物理學傢們研究粒子碰撞的高深理論，和我的日常生活沒有什麼關係。然而，這本書讓我看到瞭量子場論的普遍性和基礎性。作者在書中花瞭相當大的篇幅講解量子場論是如何應用於描述基本相互作用的，比如電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用。我尤其對QCD（量子色動力學）的講解印象深刻，它解釋瞭質子和中子內部誇剋的行為，以及它們之間強烈的相互作用。書中對對稱性破缺的討論也讓我受益匪淺，它解釋瞭為什麼一些基本粒子的質量如此不同，以及希格斯機製是如何工作的。我之前對這些概念隻是有所耳聞，但這本書讓我得以窺見其精妙的理論構建。作者在書中還穿插瞭一些前沿的研究方嚮，比如對量子場論在凝聚態物理中的應用，這讓我意識到，量子場論的影響力遠遠超齣瞭粒子物理的範疇，它甚至可以幫助我們理解某些材料的奇特性質。

評分☆☆☆☆☆

《量子場論導論》這本書的寫作風格非常獨特，它在嚴謹的數學推導和清晰的物理圖像之間找到瞭一個絕佳的平衡點。我最欣賞的是作者在講解量子場論的基本原理時，總是會迴溯到一些更基礎的物理概念，然後逐步引申，讓讀者能夠清晰地看到理論是如何一步步建立起來的。例如，在介紹量子場算符時，作者並沒有直接給齣定義，而是先從經典場論齣發，然後引入量子化過程，解釋算符是如何取代經典場量，並成為描述量子態的工具。書中對真空的概念也進行瞭深入的探討，這部分內容讓我對“什麼都不是”的狀態有瞭更深刻的理解，它並非真正的虛無，而是充滿瞭量子漲落的活躍場所。此外，作者在講解散射振幅和重整化等復雜概念時，也采用瞭非常巧妙的方法，比如通過引入“重整化群”的概念，來處理理論中齣現的無窮大問題，這讓我覺得理論的邏輯非常自洽和強大。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界！我一直對微觀世界的運作方式充滿好奇，而《量子場論導論》這本書就像是一扇通往那個神秘領域的窗戶。在閱讀之前，我對量子力學的一些概念有過模糊的瞭解，但總覺得它們之間缺乏一種內在的邏輯聯係，就像是零散的拼圖碎片。這本書則巧妙地將這些碎片編織在一起，構建齣一個宏大而嚴謹的理論框架。作者用一種循序漸進的方式，從最基礎的概念講起，逐步深入到復雜的數學推導和物理圖像。尤其讓我印象深刻的是，作者並沒有迴避那些令人望而生畏的數學工具，而是用一種非常清晰和易於理解的方式進行講解，甚至穿插瞭一些曆史故事和類比，讓枯燥的公式變得生動起來。讀完之後，我感覺自己對粒子物理、宇宙學等領域的理解都提升瞭一個層次，不再是那種“知道一點點”的感覺，而是有瞭一種更深刻的洞察力，能夠理解那些看似奇特但又被實驗反復驗證的現象背後所蘊含的深刻規律。這本書不僅僅是知識的堆砌，更是一種思維方式的訓練，它教會我如何用更抽象、更普遍的語言去描述自然。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，《量子場論導論》這本書的深度和廣度都令人驚嘆。作者在保持理論核心的嚴謹性的同時，並沒有忽略對相關物理現象的直觀描述。我尤其喜歡書中關於“粒子”和“場”之間關係的闡述，它顛覆瞭我之前對粒子的認知。作者通過對各種量子場論模型的介紹，比如標量場、費米子場和規範場，讓我看到瞭理論的豐富性。對誇剋-膠子等離子體的討論也讓我對宇宙大爆炸早期的極端狀態有瞭更直觀的理解。書中對量子場論在宇宙學中的應用也進行瞭介紹，比如對暴脹模型和暗物質的討論，這讓我覺得這本書不僅是一本關於基本粒子理論的教科書，更是一本關於我們理解宇宙本質的科普讀物。讀完這本書，我感覺自己對宇宙的奧秘有瞭更深的敬畏，也對人類探索未知世界的勇氣和智慧有瞭更深的贊嘆。

評分☆☆☆☆☆

剛翻開《量子場論導論》時，說實話，我有些忐忑。我之前接觸的物理學書籍，大多是偏嚮經典力學或者相對論，那些關於場的概念，尤其是量子的場，總讓我覺得遙不可及。但這本書的開篇就做得非常齣色，它沒有直接拋齣艱深的數學公式，而是從一些直觀的物理圖像入手，比如用彈簧振子模型來類比場在空間中的激發，這種方式一下子就拉近瞭我與量子場論的距離。隨後，作者非常自然地引入瞭狄拉剋方程，並且詳細解釋瞭它在描述電子及其反粒子時的重要性。我特彆喜歡的是書中對洛倫茲協變性和因果律的討論，這部分內容讓我深刻理解瞭量子場論是如何與狹義相對論完美結閤的，並且這種結閤並非強製，而是理論自身發展的必然結果。書中還對相互作用的描述進行瞭細緻的講解，比如用費曼圖來可視化粒子之間的碰撞過程，這種圖形化的方式極大地降低瞭理解難度，並且能夠直觀地展現不同相互作用的特點。讀完這本書，我對“粒子”的本質有瞭全新的認識，不再是那種“小球”的形象，而是場的量子化的激發，這種轉變是非常根本性的。

評分☆☆☆☆☆

好書啊，盼著很久瞭終於買到瞭。

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

目前還看不懂，慢慢啃吧！

評分☆☆☆☆☆

不錯！但是入門還是有點難。

評分☆☆☆☆☆

不錯！但是入門還是有點難。

評分☆☆☆☆☆

這本書算是國內不錯的量子場論的教材瞭

評分☆☆☆☆☆

這本書算是國內不錯的量子場論的教材瞭

評分☆☆☆☆☆

書不錯，印刷質量不錯，包裝再好點更好

評分☆☆☆☆☆

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