弦论和M理论导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 贝克尔 著

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• 弦论
• M理论
• 理论物理
• 量子力学
• 高能物理
• 宇宙学
• 广义相对论
• 数学物理
• 粒子物理
• 弦论导论

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510029745

版次：1

商品编码：10562630

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-01-01

用纸：胶版纸

页数：739

内容简介

String theory is one of the most exciting and challenging areas of modern theoretical physics. It was developed in the late 1960s for the purpose of de-scribing the strong nuclear force. Problems were encountered that prevented this program from attaining complete success. In particular， it was realized that the dpectrum of a fundamental string contains an undesired massless spin-two particle. Quantum chromodynamics eventually proved to be the correct theory for describing the strong force and the properties of hadrons，New doors opened for string theory when in 1974 it was proposed to identify the massless spin-two particle in the strings spectrum with the graviton， the quantum of gravitation. String theory became then the most promising can-didate for a quantum theory of gravity unified with the other forces and has developed into one of the most fascinating the6ries of high-energy physics.

目录

preface
1 introduction
1.1 historical origins
1.2 general features
1.3 basic string theory
1.4 modern developments in superstring theory

2 the bosonic string
2.1 p-brane actions
2.2 the string action
2.3 string sigma-model action： the classical theory
2.4 canonical quantization
2.5 light-cone gauge quantization

3 conformal field theory and string interactions
3.1 conformal field theory
3.2 brst quantization
3.3 background fields
3.4 vertex operators
3.5 the structure of string perturbation theory
3.6 the linear-dilaton vacuum and noncritical strings
3.7 wittens open-string field theory

4 strings with world-sheet supersymmetry
4.1 ramond-neveu-schwarz strings
4.2 global world-sheet supersymmetry
4.3 constraint equations mad conformal invaxiance
4.4 boundary conditions and mode expansions
4.5 canonical quantization of the rns string
4.6 light-cone gauge quantization of the rns string
4.7 scft and brst

5 strings with space-time supersymmetry
5.1 the do-brane action
5.2 the supersymmetric string action
5.3 quantization of the gs action
5.4 gauge anomalies and their cancellation

6 t-duality and d-branes
6.1 the bosonic string and dp-branes
6.2 d-branes in type ii superstring theories
6.3 type i superstring theory
6.4 t-duality in the presence of background fields
6.5 world-volume actions for d-branes

7 the heterotic string
7.1 nonabelian gauge symmetry in string theory
7.2 fermionic construction of the heterotic string
7.3 toroidal compactification
7.4 bosonic construction of the heterotic string

8 m-theory and string duality
8.1 low-energy effective actions
8.2 s-duality
8.3 m-theory
8.4 m-theory dualities

9 string geometry
9.1 orbifolds
9.2 calabi-yau manifolds： mathematical properties
9.3 examples of calabi-yau manifolds
9.4 calabi-yau compactifications of the heterotic string
9.5 deformations of calabi-yau manifolds
9.6 special geometry
9.7 type iia and type iib on calabi-yau three-folds
9.8 nonperturbative effects in calabi-yau compactifications
9.9 mirror symmetry
9.10 heterotic string theory on calabi-yau three-folds
9.11 k3 compactifications and more string dualities
9.12 manifolds with g2 and spin（7） holonomy

10 flux compactifications
10.1 flux compactifications and calabi-yau four-folds
10.2 flux compactifications of the type iib theory
10.3 moduli stabilization
10.4 fluxes， torsion and heterotic strings
10.5 the strongly coupled heterotic string
10.6 the landscape
10.7 fluxes and cosmology

11 black holes in string theory
11.1 black holes in general relativity
11.2 black-hole thermodynamics
11.3 black holes in string theory
11.4 statistical derivation of the entropy
11.5 the attractor mechanism
11.6 small bps black holes in four dimensions

12 gauge theory/string theory dualities
12.1 black-brane solutions in string theory and m-theory
12.2 matrix theory
12.3 the ads/cft correspondence
12.4 gauge/string duality for the conifold and generalizations
12.5 plane-wave space-times and their duals
12.6 geometric transitions
bibliographic discussion
bibliography
index

前言/序言

好的，这是一份关于一本假设名为《弦论和M理论导论》的图书的不包含该书内容的详细简介。这份简介将聚焦于其他可能存在的物理学、数学或相关领域的书籍内容，确保与弦论和M理论的实际内容完全无关。 --- 《宇宙的结构与量子的奥秘：粒子物理学标准模型及其超越》 内容提要 本书旨在为对现代物理学前沿领域有浓厚兴趣的读者，提供一个深入且严谨的关于粒子物理学标准模型（Standard Model, SM）的全面导览，并探讨当前物理学界正在积极探索的、超越标准模型的各种理论框架。我们不涉及弦理论或M理论的复杂数学结构，而是专注于在洛伦兹不变性、规范对称性和量子场论基本原理的坚实基础上，如何成功描述自然界中已知的基本粒子及其相互作用。 全书共分为四个主要部分，从基础概念的建立，到对标准模型精确性的考察，再到对现有难题的深入剖析与潜在解决方案的探讨。 第一部分：量子场论的基石与对称性 本部分首先为读者奠定必要的理论基础，侧重于构建描述粒子和场相互作用的数学语言。 第一章：相对论性量子力学回顾与量子场论的引入 本章将回顾狭义相对论与量子力学的结合所带来的挑战，特别是对因果律和能量守恒的精确描述需求。我们将详细介绍经典场论的概念，如拉格朗日密度和欧拉-拉格朗日方程，并逐步过渡到二次量子化的框架。重点在于如何将粒子视为场的激发态，理解粒子创生与湮灭算符的物理意义。 第二章：洛伦兹对称性与微观粒子分类 本章深入探讨庞加莱群及其代数结构，阐释洛伦兹不变性在量子场论中的核心地位。我们将根据表示论，系统地分类不同类型的场（标量场、旋量场、矢量场），并严格推导出描述自由（无相互作用）费米子和玻色子的基本方程，如克莱因-戈登方程和狄拉克方程。 第三章：规范场论与基本相互作用的统一 这是理解标准模型的关键。本章将详细介绍局部规范对称性的原理，即如何通过要求拉格朗日量在局域变换下保持不变，自然而然地导出一个规范玻色子（如光子、W和Z玻色子）以及它们与物质场（费米子）的耦合。我们将聚焦于U(1)电磁学（QED）的构建过程，并为后续的复杂群结构（如SU(2)和SU(3)）打下坚实的数学和物理直觉基础。 第二部分：粒子物理学标准模型（SM）的完整构建 在掌握了规范场论的语言后，本部分将系统地、从头开始构建被实验高度验证的粒子物理学标准模型。 第四章：弱相互作用与SU(2)规范群 本章重点讨论电弱理论的构建。我们将引入SU(2)弱异旋群，并解释如何将电子、中微子等轻子组织成双重态。本章将详细阐述自发对称性破缺（SSB）的机制，特别是希格斯机制，如何赋予W和Z玻色子质量，同时保持理论的规范不变性和可重整化性。 第五章：强相互作用与量子色动力学（QCD） 本章专注于描述夸克和胶子之间的强相互作用。我们将引入SU(3)色对称群，解释“颜色电荷”的概念。重点分析QCD的独特性质：渐近自由（高能下耦合常数变弱）和夸克禁闭（低能下夸克无法单独存在）。本章将结合费曼图技术，计算简单的强子相互作用过程。 第六章：标准模型的粒子谱与实验验证 本章将汇总标准模型的所有已知粒子：三代夸克和轻子，以及规范玻色子（$gamma, W^pm, Z^0, g$）和希格斯玻色子。我们将回顾关键的实验证据，例如中微子振荡的发现（尽管标准模型预测中微子无质量，但振荡的观测指向了对标准模型的修正）以及对希格斯玻色子在大型强子对撞机（LHC）的发现。 第三部分：超越标准模型的物理学：当前面临的挑战 尽管标准模型取得了巨大的成功，但它并非终极理论。本部分将严格剖析标准模型中尚未解决的核心问题，并介绍几种主流的“新物理学”猜想，完全不涉及对额外维度的假设。 第七章：质量的起源与等级问题 本章深入探讨等级问题：为什么引力强度与电弱尺度相比，显得异常微弱。我们将详细分析量子修正如何将希格斯玻色子的质量推向普朗克尺度，并探讨主要的理论解决方案，如超对称性（Supersymmetry, SUSY）的动机和基本结构。我们将重点介绍SUSY如何通过引入超伴侣粒子来提供“量子遮罩”，稳定希格斯质量。 第八章：中微子质量与宇宙学联系 标准模型的基本形式要求中微子无质量。然而，中微子振荡的实验已确认它们具有微小的质量。本章将探讨引入中微子质量的几种非Higgs机制，例如跷跷板机制（Seesaw Mechanism），并探讨这些机制与宇宙早期物质-反物质不对称性（重子生成）之间的潜在联系。 第九章：暗物质与暗能量的探寻 本章关注标准模型无法解释的宇宙学成分。我们将回顾对暗物质的间接和直接探测证据，并介绍几种基于现有粒子理论的暗物质候选者，例如WIMP（弱相互作用大质量粒子）或轴子的性质和搜索方法。同时，本章也会简要讨论暗能量的本质及其与量子场论中零点能的关联。 第四部分：新物理学的模型与工具 本部分着眼于那些在保持洛伦兹不变性和规范对称性的前提下，对标准模型进行扩展的理论框架。 第十章：扩展规范群与复合粒子模型 本章探讨了引入更大数据量的规范群（如$SU(3) imes SU(2) imes U(1) imes U(1)'$）的可能性，以及这些扩展如何自然地解释某些现象，例如新的中微子类型或新的规范玻色子。此外，本章还将探讨复合模型的观点，即夸克和轻子可能并非基本点状粒子，而是由更深层次的结构构成的。 第十一章：计算技巧：有效场论（EFT）的应用 本章介绍有效场论（EFT）作为一种强大的、不依赖于特定“最终理论”的模型无关的分析工具。我们将展示如何使用EFT框架来系统地参数化任何超出标准模型的新物理效应，并阐述如何利用未来实验的精确度限制，来约束这些新参数。 --- 目标读者： 物理学、数学系的高年级本科生、研究生，以及希望在学习标准模型后，系统了解当前粒子物理学研究方向的科研人员和爱好者。本书的数学要求集中在群论、高等微积分和线性代数，不涉及高维拓扑或微分几何的高级概念。

评分☆☆☆☆☆

我对宇宙的终极问题始终抱有浓厚的兴趣，而弦论和M理论无疑是探索这些问题最前沿的领域。我选择阅读《弦论和M理论导论》，是希望它能为我提供一个扎实且易于理解的入门。我期待书中能够详细解释弦论的基本构成，即宇宙中的基本单元不是点状粒子，而是微小的、振动的弦，并且这些弦的不同振动模式对应着我们所知的各种基本粒子。我希望作者能用生动形象的比喻，来阐述弦论中引入的额外维度，以及这些维度是如何隐藏在我们日常感知之外的。对于M理论，我希望能了解到它如何扮演着一个“超级理论”的角色，试图统一先前看似矛盾的五种超弦理论，并为我们提供一个更完整、更和谐的宇宙图景。这本书是否能帮助我理解，为什么弦理论被认为是“万有理论”的有力竞争者，它能否成功地将引力与其他基本力统一起来？我期待这本书能够带领我深入探索这些理论背后的数学美学和哲学意义，让我对宇宙的本质产生更深层次的思考和领悟。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对描述宇宙基本粒子和相互作用的“标准模型”之外的理论都充满兴趣。当我在书架上看到《弦论和M理论导论》这本书时，我的好奇心被瞬间点燃。我希望这本书能帮助我理解，为什么现有的物理学模型在解释某些现象时会显得力不从心，例如引力与量子力学之间的不兼容。我非常期待这本书能够清晰地阐述弦论的核心思想，比如“弦”本身并不是点粒子，而是微小的、振动的弦，并且弦的振动模式决定了其所代表的粒子类型。我希望书中能深入探讨弦理论中引入的额外维度，以及这些维度是如何被“卷曲”起来，以至于我们无法直接感知。对于M理论，我希望能了解到它如何通过引入“膜”的概念，来统一现有的超弦理论，并为我们提供一个更全面的框架来理解宇宙。这本书是否能让我理解，为什么弦理论被认为是解决量子引力问题的最有希望的途径之一？它是否能为我们揭示宇宙的深层结构和基本规律？我期待这本书能够提供一个清晰且引人入胜的入门，让我能够初步领略到这些理论的魅力和深刻之处。

评分☆☆☆☆☆

作为一名业余的物理爱好者，我一直试图寻找能够深入理解现代物理前沿理论的书籍。当我在书店看到《弦论和M理论导论》这本书时，立刻就被它吸引住了。我过去尝试过阅读一些相关的科普文章，但常常因为缺乏系统性的讲解而感到困惑。这本书的书名表明它旨在提供一个入门级的视角，这让我感到非常欣慰。我非常希望这本书能够详细地介绍弦论的基本概念，包括弦的运动、弦的振动模式如何对应不同的粒子，以及弦理论中引入的超对称性。对于M理论，我尤其希望能了解到它如何统一了五种不同的超弦理论，以及它在解决量子引力问题上的潜力。这本书是否能让我理解，为什么科学家们认为弦理论是描述宇宙基本规律的有力候选者？是否能让我明白，这些理论的数学框架为何如此复杂，同时又如此优美？我对书中可能涉及到的共形场论、D膜、对偶性等概念充满期待，希望作者能够用足够清晰的比喻和类比，将这些艰涩的知识转化为易于理解的叙述。我希望这本书能帮助我建立起一个关于弦论和M理论的清晰框架，从而能够更好地理解这个迷人的领域。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理学最深刻的谜团感到着迷，而弦论和M理论无疑是这些谜团的核心。我选择这本书，是希望它能为我开启一扇通往这些前沿理论的大门。我的期待是，这本书不仅仅是简单地罗列公式和概念，而是能够描绘出一个引人入胜的故事。我希望它能讲述弦论如何从一个描述强核力的理论，演变成一个试图统一描述宇宙万物基本规律的“万有理论”。我希望能深入了解弦论中“弦”的概念，不仅仅是把它看作一个数学上的抽象，而是理解它如何能够解释为什么粒子会有不同的质量和电荷。对于M理论，我期待它能解释它如何弥合了之前看似不兼容的超弦理论之间的鸿沟，以及它在解决黑洞信息佯谬、宇宙起源等问题上的潜在作用。我希望能看到书中对这些理论的哲学含义的探讨，比如它是否暗示了我们宇宙的独特性，或者是否存在一个由更高维度构成的“多重宇宙”。这本书能否让我以一种全新的视角来看待我们所处的现实世界，理解我们所知的物理定律是如何在大尺度和微观尺度上统一起来的，这些都将是我阅读的重点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字瞬间就吸引了我，我一直对宇宙的终极奥秘充满好奇，而“弦论”和“M理论”无疑是探索这些奥秘中最前沿、也最令人着迷的领域之一。我期待着这本书能像一扇窗户，为我打开通往这个深奥世界的大门。我尤其希望它能用一种清晰易懂的方式，将那些抽象的概念，比如高维空间、额外维度、膜（branes）以及它们之间的联系，生动地呈现在我的面前。我明白，这并非易事，因为这些理论本身就充满了数学的严谨和物理的深刻，但一个好的科普读物，应该能够巧妙地化繁为简，让非专业人士也能领略到其中的精妙之处。我希望能看到书中对弦论发展历程的梳理，从最初的弦论到后来的超弦理论，再到M理论的出现，了解这些理论是如何一步步演化，又是如何试图统一描述宇宙中所有基本粒子和力的。同时，我也非常好奇，这些理论对于解释我们目前无法理解的物理现象，例如暗物质、暗能量，以及黑洞的奇点问题，又能提供怎样的洞见。这本书是否能让我对宇宙的形成、演化以及未来的命运，产生全新的思考？这些都是我读这本书前最期待的。

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，还没具体看，趁活动下的单，物有所值吧！

评分☆☆☆☆☆

书相当好，以后还会光顾

评分☆☆☆☆☆

感觉不像正版，有点翻印的感觉

评分☆☆☆☆☆

好好看书，天天向上。

评分☆☆☆☆☆

很好很好的书，应该不错

评分☆☆☆☆☆

宇宙的琴弦这本书角有残缺，懒得换了，其他都很好

评分☆☆☆☆☆

好。。。。。

评分☆☆☆☆☆

String theory is one of the most exciting and challenging areas of modern theoretical physics. It was developed in the late 1960s for the purpose of de-scribing the strong nuclear force. Problems were encountered that prevented this program from attaining complete success. In particular， it was realized that the dpectrum of a fundamental string contains an undesired massless spin-two particle. Quantum chromodynamics eventually proved to be the correct theory for describing the strong force and t

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，还没具体看，趁活动下的单，物有所值吧！