超弦理論（第1捲） [Superstring theory Vol.1] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 格林 著

圖書標籤:

• 物理學
• 弦理論
• 超弦理論
• 量子力學
• 粒子物理學
• 理論物理
• 高能物理
• 宇宙學
• 數學物理
• 相對論

齣版社： 世界圖書齣版公司北京公司

ISBN：9787506292009

版次：1

商品編碼：10096463

包裝：平裝

外文名稱：Superstring theory Vol.1

開本：32開

齣版時間：2008-05-01

用紙：膠版紙

頁數：470

正文語種：英語

內容簡介

　　Recent years have brought a revival of work on string theory, which has been a source of fascination since its origins nearly twenty years ago.There seems to be a widely perceived need for a systematic, pedagogical exposition of the present state of knowledge about string theory. We hope that this book will help to meet this need. To give a comprehensive account of such a vast topic as string theory would scarcely be possible,even in two volumes with the length to which these have grown. Indeed,we have had to omit many important subjects, while treating others only sketchily. String field theory is omitted entirely (though the subject of chapter 11 is closely related to light-cone string field theory). Conformal field theory is not developed systematically, though much of the background material needed to understand recent papers on this subject is presented in chapter 3 and elsewhere.

內頁插圖

目錄

Preface
1 Introduction
1.1 The early days of dual models
1.1.1 The Veneziano amplitude and duality
1.1.2 High-energy behavior of the Veneziano model
1.1.3 Ramifications of the Veneziano model

1.2 Dual models of everything
1.2.1 Duality and the graviton
1.2.2 Unification in higher dimensions
1.2.3 Supersymmetry

1.3 String theory
1.3.1 The massless point particle
1.3.2 Generalization to strings
1.3.3 Constraint equations

1.4 String interactions
4.1 Splitting of strings
1.4.2 Vertex operators
1.4.3 Use of vertex operators
1.4.4 Evaluation of the scattering amplitude
1.4.5 The mass of the graviton

1.5 Other aspects of string theory
1.5.1 Gravitational Ward identities
1.5.2 Open strings
1.5.3 Internal symmetries of open strings
1.5.4 Recovery of the Veneziano amplitude
1.5.5 Comparison with QCD
1.5.6 Upitarity and gravity
1.6Conclusion

2 Free bosonic strings
2.1The classical bosonic string
2.1.1 String action and its symmetries
2.1.2 The free string in Minkowski space
2.1.3 Classical covariant gauge fixing and field equations

2.2 Quantization - old covariant approach
2.2.1 Commutation relations and mode expansions
2.2.2 Virasoro algebra and physical states
2.2.3 Vertex operators

2.3 Light-cone gauge quantization
2.3.1 Light-cone gauge and Lorentz algebra
2.3.2 Construction of transverse physical states
2.3.3 The no-ghost theorem and the spectrum-generating algebra
2.3.4 Analysis of the spectrum
2.3.5 Asymptotic formulas for level densities
2.4 Summary

3 Modern covariant quantization
3.1Covariant path-integral quantization
3.1.1 Fazideev-P0pov ghosts
3.1.2 Complex world-sheet tensor calculus
3.1.3 Quantizatlon of the ghosts3.2.1 Construction of BRST charge

3.2.2 Covariant calculation of the Virasoro anomaly
3.2.3 Virasoro， conformal and gravitational anomalies
3.2.4 Bosonization of ghost coordinates
3.3 Global aspects of the string world sheet

3.4 Strings in background fields
3.4.1 Introduction of a background spa~~e-time metric
3.4.2 Weyl invariance
3.4.3 Conformal invariance and the equations of motion
3.4.4 String-theoretic corrections to general relativity
3.4.5 Inclusion of other modes
3.4.6 The dilaton expectation value and the string coupling constant
3.5Summary

4 World-sheet supersymmetry in string theory
4.1 The classical theory
4.1.1 Global world-sheet supersymmetry
4.1.2 Superspace
4.1.3 Constraint equations
4.1.4 Boundary conditions and mode expansions

4.2 Quantization - the old covariant approach
4.2.1 Commutation relations and mode expansions
4.2.2 Super-Virasoro algebra and physical states
4.2.3 Boson-emission vertex operators

4.3 Light-cone gauge quantization
4.3.1 The light-cone gauge
4.3.2 No-ghost theorem and the spectrum-generating algebra
4.3.3 The GSO conditions
4.3.4 Locally supersymmetric form of the action
4.3.5 Superstring action and its symmetries

4.4 Modern covariant quantization
4.4.1 Faddeev-Popov ghosts
4.4.2 BRST symmetry
4.4.3 Covariant computation of the Virasoro anomaly

4.5 Extended world-sheet supersymmetry
4.5.1 The N = 2 theory
4.5.2 The N = 4 theory
4.6Summary
4.A Super Yang-Mills theories

5 Space-time supersymmetry in string theory
5.1 The classical theory
5.1.1 The superparticle
5.1.2 The supersymmetric string action
5.1.3 The local fermionic symmetry
5.1.4 Type I and type II superstrings

5.2 Quantization
5.2.1 Light-cone gauge
5.2.2 Super-Poincar
5.3.2 Closed superstrings
5.4 Remarks concerning covariant quantization
5.5 Summary
5.A Properties of SO(2n) groups
5.B The spin(8) Clifford algebra

6 Nonabelian gauge symmetry
6.1Open strings
6.1.1 The Chan-Paton method
6.1.2 Allowed gauge groups and：representations
6.2 Current algebra on the string world sheet

6.3Heterotic strings
6.3.1 The SO(32) theory
6.3.2 The Es x Es theory

6.4Toroidal compactification
6.4.1 Compactification on a circle
6.4.2 Fermionization
6.4.3 Bosonized description of the heterotic string
6.4.4 Vertex operator representations
6.4.5 Formulas for the cocycles
6.4.6 The full current Mgebra
6.4.7 The Es and spin(32)/Z2 lattices
6.4.8 The heterotic string spectrum
6.5 Summary
6.A Elements of Es
6.B Modular forms

7 Tree amplitudes
7.1 Bosonic open strings
7.1.1 The structure of tree amplitudes
7.1.2 Decoupling of ghosts
7.1.3 Cyclic symmetry
7.1.4 Examples
7.1.5 Tree-level gauge invariance
7.1.6 The twist operator

7.2 Bosonic closed strings
7.2.1 Construction of tree amplitudes
7.2.2 Examples
7.2.3 Relationship to open-string trees

7.3 Superstrings in the RNS formulation
7.3.1 Open-string tree amplitudes in the bosonic sector
7.3.2 The F1 picture
7.3.3 Examples
7.3.4 Tree amplitudes with one fermion line
7.3.5 Fermion-emission vertices

7.4 Superstrings in the supersymmetric formulation
7.4.1 Massless particle vertices
7.4.2 Open-string trees
7.4.3 Closed-string trees
7.4.4 Heterotic-string trees
7.5 Summary
7.A Coherent-state methods and correlation functions
Bibliography
Index

前言/序言

　　Recent years have brought a revival of work on string theory， which has been a source of fascination since its origins nearly twenty years ago.There seems to be a widely perceived need for a systematic， pedagogical exposition of the present state of knowledge about string theory. We hope that this book will help to meet this need. To give a comprehensive account of such a vast topic as string theory would scarcely be possible，even in two volumes with the length to which these have grown. Indeed，we have had to omit many important subjects， while treating others only sketchily. String field theory is omitted entirely (though the subject of chapter 11 is closely related to light-cone string field theory). Conformal field theory is not developed systematically， though much of the background material needed to understand recent papers on this subject is presented in chapter 3 and elsewhere.

《弦之律動：宇宙結構的探秘》 內容簡介 本書旨在為對現代物理學前沿，特彆是統一場論的構建充滿好奇的讀者，提供一個係統而深入的視角，探討超越標準模型框架的全新物理圖景。我們不聚焦於特定數學框架的詳細推導，而是側重於構建這些理論背後的核心物理直覺、曆史演進，以及它們如何嘗試解決現有理論的根本矛盾。 第一部分：物理學的黃昏與黎明——迴顧與挑戰 在本書的開篇，我們將追溯二十世紀物理學最偉大的成就——量子力學和廣義相對論——的輝煌曆程。這兩大理論體係各自在微觀和宏觀世界取得瞭無可匹敵的成功。然而，它們的結閤卻如同水火不容。我們將詳細剖析為什麼在黑洞奇點或宇宙大爆炸的初始時刻，當我們試圖同時描述引力與其他基本力（電磁力、弱核力、強核力）時，現有的量子場論會崩潰，産生不可消除的無窮大。 這一睏境促使物理學傢尋找一種全新的基本粒子描述方式。傳統的點狀粒子描述，在極高能量下，其相互作用的截麵會失控增長，這本身就是理論失效的信號。我們探討瞭粒子物理學標準模型（Standard Model）的邊界：它雖然完美地描述瞭除引力外的所有已知現象，但它無法解釋暗物質、暗能量的本質，無法統一耦閤常數，更遑論將引力納入量子的範疇。 第二部分：從點到綫——維度的革命性轉變 本書的核心論述建立在一個激進的假設之上：宇宙中最基本的實體不是零維的點狀粒子，而是微小的、一維的、振動的“弦”。我們將深入探討從點粒子到一維弦的轉變在物理上意味著什麼。 弦的引入如何解決無窮大問題？當粒子被視為一個有長度的實體時，其相互作用的“碰撞”不再是發生在零點上的尖銳接觸，而是拉伸和彎麯的柔和過程。這種幾何上的平滑化，使得在量子級彆上處理引力相互作用時，那些令人頭疼的無窮大被自然地消除或重新分配到更高維度的數學結構中。 我們不會陷入復雜的拓撲學和費曼圖計算，而是側重於理解弦的不同“振動模式”如何對應於我們觀察到的不同基本粒子：電子、誇特、光子，以及至關重要的——引力子。這個概念的美妙之處在於，它提供瞭一種自然的方式來包含引力子（引力場的量子）與規範粒子（描述其他力的粒子）在同一個框架內。 第三部分：超越三維空間——高維度的必要性 構建一個自洽的、不含紫外災難的量子引力理論，需要一個意想不到的代價：額外的空間維度。本書將詳盡闡述為什麼我們熟悉的四維時空（三維空間加一維時間）不足以維持這個理論的數學一緻性。 我們將探索卡魯紮-剋萊因（Kaluza-Klein）理論的深刻見解，它首次暗示瞭高維度的可能性。隨後，我們轉嚮現代理論對維度的需求。這些額外的維度——通常是十維或十一維的總和——是如何隱藏起來的？我們詳細介紹瞭“緊緻化”（Compactification）的概念。想象一根極細的水管，從遠處看它似乎是一維的綫，但走近後會發現它有一個二維的圓形截麵。同樣，這些額外的空間維度被“捲麯”成極其微小的幾何形狀，小到無法被我們現有的低能實驗觀測到。 我們專注於討論這些緊緻化空間的形狀對我們所觀測到的低能物理學（即我們宇宙中的粒子種類、質量和力學常數）的決定性影響。不同的緊緻化幾何，將導緻完全不同的物理定律。 第四部分：從一到多——五種理論的匯閤 在引入額外維度的過程中，物理學傢們發現自己麵對的不是一個單一的理論，而是至少五種看起來截然不同，但內在高度關聯的五維理論（Type I, Type IIA, Type IIB, 異構 I, 異構 II）。這似乎暗示著理論的不確定性。 本書將帶領讀者穿越“對偶性”（Duality）的迷宮。對偶性揭示瞭這些看似不同的理論實際上是同一個更宏大、更基礎理論在不同極限或視角下的不同描述。例如，強耦閤下的一個理論，可能等效於另一個理論在弱耦閤下的描述。這種深刻的內在聯係，是理論統一性的強大證據。 第五部分：M理論的曙光與膜世界 在對偶性的指引下，物理學傢們意識到，所有這些描述似乎都指嚮一個更基礎的、十一維的框架，通常被稱為“M理論”。M理論不僅包含瞭五種弦理論，還將“膜”（Branes）的概念引入瞭核心。 弦不再是唯一的構件，它們可以擴展到更高維度，成為P-膜（P-branes）。其中，二維的膜（D-branes）扮演瞭至關重要的角色。我們探討瞭如何將我們四維世界的粒子（如光子、電子）理解為附著在這些高維膜上的開弦的振動。而引力，則被認為是“閉弦”的振動，它們可以在所有高維空間中自由傳播，解釋瞭引力為何比其他力弱得多——因為它“泄漏”到瞭我們無法感知的維度中。 總結與展望 本書的目的是構建一個清晰的邏輯鏈條，展示理論物理學傢如何從標準模型的失敗中汲取教訓，通過引入一維的振動實體和額外空間維度，最終匯聚到一個雄心勃勃的統一理論框架的設想中。我們不會提供精確的數學工具箱，而是專注於那些驅動這一革命性思維轉變的物理概念、曆史的偶然與必然，以及它對我們理解時空、物質和統一性的深刻哲學影響。這是一部關於想象力邊界的探索，關於將宇宙視為一麯宏大交響樂的嘗試。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就讓人肅然起敬，一股濃厚的學術氣息撲麵而來。我一直對宇宙最深層次的奧秘充滿好奇，而超弦理論無疑是當前物理學界探索這些奧秘的最前沿陣地之一。雖然我對其中的具體數學細節可能理解有限，但僅憑這本書的名稱，我就能想象到它所承載的知識深度和廣度。我期待著它能為我打開一扇通往宇宙基本構成的新視角，讓我能對那些我們習以為常的物理現象，如引力、電磁力、以及基本粒子的性質，産生更深刻的理解。讀完這本書，我希望能對“弦”這個微觀概念有一個更直觀的認識，瞭解它如何取代點粒子成為物質的基本組成單元，以及它如何統一瞭量子力學和廣義相對論這兩大物理學支柱。這本書的厚重感也暗示著它並非易讀之作，但我願意投入時間和精力去鑽研，去挑戰那些看似遙不可及的物理概念。我希望這本書能激發我更多的思考，讓我開始去設想那些尚未被觀測到的維度，以及它們可能對我們宇宙産生的深遠影響。這本書就像是一座知識的寶庫，等待著我去挖掘，去領略那些構建宇宙的精妙圖景。

評分☆☆☆☆☆

讀到《超弦理論（第1捲）》這個書名，我立刻就聯想到它所代錶的那個試圖統一一切物理規律的偉大設想。作為一名對宇宙奧秘充滿好奇的讀者，我一直關注著物理學界的前沿進展，而超弦理論無疑是其中最激動人心的部分之一。我希望這本書能夠為我揭示這個理論的核心思想，包括它是如何將粒子視為一維的弦，以及這些弦的不同振動模式如何對應著我們所知的各種基本粒子。我也期待書中能夠探討超弦理論在解釋宇宙起源、黑洞物理以及量子引力等問題上的潛力。雖然我知道超弦理論必然涉及到大量的數學工具，但我更看重的是它所能提供的物理圖像和概念性理解。我希望作者能夠用清晰的語言，將那些抽象的數學概念轉化為更易於理解的物理場景，讓我能夠領略到科學的魅力。這本書的齣現，對我而言，就像是打開瞭一扇通往全新物理世界的大門，讓我能夠一窺宇宙最深層的結構和運作方式，這本身就是一件令人興奮的事情。

評分☆☆☆☆☆

“超弦理論”這個詞本身就帶有一種神秘而迷人的色彩，它似乎指嚮瞭宇宙最深處的秘密。我購買《超弦理論（第1捲）》這本書，並非期望它能讓我立刻掌握高深的物理知識，而是希望能夠通過它，對這個理論有一個初步的、宏觀的認識。我好奇的是，為什麼物理學傢會認為弦纔是基本粒子，以及這種“弦”究竟是什麼樣的存在。書中是否會涉及到多維度的概念，以及這些額外的維度是如何被隱藏起來的？我也很想知道，超弦理論在解決物理學中長期存在的難題，比如引力子的量子化問題，或者黑洞信息悖論等方麵，有著怎樣的突破性貢獻。我傾嚮於那些能夠提供清晰的物理圖像和直觀解釋的書籍，即使其中包含一些數學推導，也希望能夠有相應的解讀，讓我能夠理解其背後的邏輯。這本書的齣版，對我來說，就像是獲得瞭一張地圖，雖然不能立即穿越山河，但至少能讓我知道自己正走嚮何方，以及旅途可能有多麼壯麗。

評分☆☆☆☆☆

我之所以會被《超弦理論（第1捲）》這本書所吸引，是因為它所觸及的領域是人類探索宇宙最根本的問題之一。從古至今，人類對於物質的構成和宇宙的運作機製就從未停止過探索。而超弦理論，作為現代物理學最前沿的理論之一，似乎為我們提供瞭一個全新的視角來理解這一切。我並非一名專業的物理學傢，但我對那些能夠挑戰我們現有認知，並嘗試用更簡潔、更統一的框架來解釋自然規律的理論充滿敬意。我希望這本書能夠帶領我走進一個由振動的弦構成的微觀世界，去理解那些我們肉眼看不見的、卻支配著宇宙運行的基本單元。我期待書中能夠闡述超弦理論是如何嘗試統一量子場論和愛因斯坦的廣義相對論這兩個看似無法調和的理論，以及它如何可能解釋暗物質和暗能量的本質。這本書的名字本身就透露齣一種深邃和嚴謹，我猜測它不僅僅是關於公式和計算，更是一種對宇宙終極答案的哲學性追問。讀完這本書，我希望能對“萬有理論”的追求有一個更清晰的認識，並感受到科學探索的艱辛與輝煌。

評分☆☆☆☆☆

作為一名物理學愛好者，我一直在尋找一本能夠係統性地介紹超弦理論的書籍，而《超弦理論（第1捲）》的名字恰好滿足瞭我的期待。我並沒有指望這本書能夠讓我立刻成為超弦理論的專傢，但它至少應該能夠勾勒齣這個理論的宏偉藍圖，讓我們這些非專業人士也能窺見其堂奧。我希望書中能用相對易懂的語言，解釋超弦理論的核心思想，例如“弦”的振動模式如何對應不同的粒子，以及它如何巧妙地解決瞭標準模型中的一些難題。我也很期待書中能夠介紹一下超弦理論的幾個主要分支，比如Ⅰ型、ⅡA、ⅡB、異質弦理論等，並解釋它們之間的聯係和區彆。雖然我明白其中必然會涉及一些復雜的數學工具，但我希望作者能夠盡量避免過多的技術細節，而是側重於理論的物理圖像和概念性解釋。對我而言，最重要的是能夠通過這本書，理解超弦理論在統一基本力、解釋黑洞熵、以及探索宇宙起源等方麵的巨大潛力。這本書的齣版，對我來說，就像是收到瞭一張通往未知宇宙的入場券，充滿瞭探索的動力和對未知的嚮往。

評分☆☆☆☆☆

買來收藏

評分☆☆☆☆☆

一直很想買的書，但書的質量感覺不太好

評分☆☆☆☆☆

想學習弦的人必學，作者也是宇宙的琴弦的作者

評分☆☆☆☆☆

商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！商品不錯！

評分☆☆☆☆☆

印刷不錯，紙張可以，摺扣誘人

評分☆☆☆☆☆

書的質量勉強吧，基本是油印，算不得影印。封皮太薄，果然是普通版。但是對於弦理論的知識來說，值得這個價瞭，英文版。

評分☆☆☆☆☆

古希臘時，柏拉圖學院的門口戳瞭快牌子“不懂幾何的彆進來”。柏老師意思很簡單：我這兒是講道理的地方，你丫要是妄想像中國人那樣鬍攪蠻纏，哪涼快哪呆著去！當然你非要把這塊牌子理解成“華人與狗不得入內”，我也找不齣反駁的理由，因為普遍地說中國人至今還沒認同講道理是構成文明的一個根本要素。柏老師這種對基本數學和邏輯知識的尊重的傳統至今還保留在西方教育係統中。

評分☆☆☆☆☆

古希臘時，柏拉圖學院的門口戳瞭快牌子“不懂幾何的彆進來”。柏老師意思很簡單：我這兒是講道理的地方，你丫要是妄想像中國人那樣鬍攪蠻纏，哪涼快哪呆著去！當然你非要把這塊牌子理解成“華人與狗不得入內”，我也找不齣反駁的理由，因為普遍地說中國人至今還沒認同講道理是構成文明的一個根本要素。柏老師這種對基本數學和邏輯知識的尊重的傳統至今還保留在西方教育係統中。

評分☆☆☆☆☆

經典書籍，值得擁有。