中外物理学精品书系：量子场论 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《中外物理学精品书系：量子场论》全面、扼要地叙述了20世纪40年代末到1960年早期量子场论的发展过程，各种粒子场的基本性质和处理方法，各种相互作用及用以描述相互作用的数学形式，量子场论的一些具体应用（例如电子的反常磁矩及氢原子能级的兰姆移动），量子场论的局限性及其所遇到的困难，对消除困难的一些尝试以及进一步发展的展望,书的内容除了包含一般量子电动力学所处理的电磁相互作用过程以外，还对弱相互作用和强相互作用早期理论发展作了一些理论探讨和简略阐述。
　　作者在阐明数学形式及数学方法的同时，着重地对所涉及问题的现象和本质随时加以一定的物理诠释，这是本书探讨各种问题的一个特点。
　　几十年来，本书一直是量子场论课程的教材和理论物理研究的重要参考书，此次再版，加了两个附录和相关的参考文献，以供读者了解20世纪60年代后量子场论的进展。

目录

第一章 引言
1.1 基本粒子物理实验和量子场论的发展
1.2 量子力学和相对论性经典物理理论的局限性
1.3 量子场论的发展过程
1.4 量子场论发展中所遇到的基本困难
参考文献

第二章 场的量子化方法的正则形式
2.1 量子力学的正则形式
2.2 经典场论的拉氏形式
2.3 运动规律的对称性和守恒定律
2.4 第一种规范变换和电荷守恒定律
2.5 坐标移动和能量守恒定律及动量守恒定律
2.6 洛伦兹变换和角动量守恒定律
2.7 经典场论的哈密顿形式
2.8 场的量子化方法的正则形式
2.9 能量和动量算符
2.10 总角动量算符
参考文献

第三章 自旋等于零的粒子的场
3.1 自由粒子及其波动方程
3.2 标量场和赝标量场
3.3 荷电粒子场的拉氏函数和守恒量
3.4 荷电粒子场的量子化
3.5 分解为平面波
3.6 量子场的粒子性
……
第四章 光子自由电磁场的量子化
第五章 自旋等于2分之1的粒子的场
第六章 基本粒子间的相互作用
第七章 相互作用表象
第八章 散射矩阵和微扰论
第九章 微扰论的具体应用
第十章 量子场论中的发散困难
第十一章 电子反常磁矩和兰姆能级移动
第十二章 重整化的一般理论
第十三章 海森伯表象
第十四章 色散关系
附录一 基本粒子
参考文献
附录二 非阿贝尔规范场论
参考文献

前言/序言

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根据量子力学原理建立的场的理论，是微观现象的物理学基本理论。场是物质存在的一种基本形式。这种形式的主要特征在于场是弥散于全空间的。场的物理性质可以用一些定义在全空间的量描述〔例如电磁场的性质可以用电场强度和磁场强度或用一个三维矢量势A(X,t)和一个标量势嗘(X,t)描述〕。这些场量是空间坐标和时间的函数,它们随时间的变化描述场的运动。空间不同点的场量可以看作是互相独立的动力学变量，因此场是具有连续无穷维自由度的系统。场论是关于场的性质、相互作用和运动规律的理论。量子场论则是在量子物理学基础上建立和发展的场论，即把量子力学原理应用于场，把场看作无穷维自由度的力学系统实现其量子化而建立的理论。量子场论是粒子物理学的基础理论并被广泛地应用于统计物理、核理论和凝聚态理论等近代物理学的许多分支。所谓量子态即物质演化过程中在某时刻的客观存在。例如电磁波在某时刻的电磁转化周期中动量和质量的变化，我们就说其在该时刻能量的量子态。人类社会在某时刻的状态也是一种量子态，它是表征人类社会在该时刻的相互作用状态等等。

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后来弱作用和电磁相互作用实现了形式上的统一，通过希格斯机制（Higgs Mechanism）产生质量，建立了弱电统一的量子规范理论，即GWS（Glashow, Weinberg, Salam）模型。量子场论成为现代理论物理学的主流方法和工具。所谓“量子场论”的学科是从狭义相对论和量子力学的观念的结合而产生的。它和标准（亦即非相对论性）的量子力学的差别在于，任何特殊种类的粒子的数目不必是常数。每一种粒子都有其反粒子（有时，诸如光子，反粒子和原先粒子是一样的）。一个有质量的粒子和它的反粒子可以湮灭而形成能量，并且这样的对子可由能量产生出来。的确，甚至粒子数也不必是确定的；因为不同粒子数的态的线性叠加是允许的。最高级的量子场论是“量子电动力学”--基本上是电子和光子的理论。该理论的预言具有令人印象深刻的精确性。然而，它是一个没有整理好的理论--不是一个完全协调的理论--因为它一开始给出了没有意义的“无限的”答案，必须用称为“重正化”的步骤才能把这些无限消除。并不是所有量子场论都可以用重正化来补救的。即使是可行的话，其计算也是非常困难的。使用“路径积分[1]”是量子场论的一个受欢迎的方法。它是不仅把不同粒子态（通常的波函数）而且把物理行为的整个空间--时间历史的量子线性叠加而形成的（参阅费因曼1985年的通俗介绍）。但是，这个方法自身也有附加的无穷大，人们只有引进不同的“数学技巧”才能赋予意义。尽管量子场论勿庸置疑的威力和印象深刻的精确度（在那些理论能完全实现的很少情况），人们仍然觉得，必须有深刻的理解，才能相信它似乎是导向“任何物理实在的图像”。

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