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Michael E Peskin 著

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• 量子场论
• 量子力学
• 粒子物理
• 相对论
• 费曼图
• 路径积分
• 重整化
• 规范场论
• 标准模型
• 高等物理

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出版社： Westview Press

ISBN：9780201503975

商品编码：1092761761

包装：精装

外文名称：An Introduction to Qua...

出版时间：1995-09-11

页数：864

正文语种：英语

图书基本信息

An Introduction to Quantum Field Theory
作者： Michael E. Peskin
ISBN13： 9780201503975
类型： 精装(精装书)
语种： 英语（English）
出版日期： 1995-09-11
出版社： Westview Press
页数： 864
重量（克）： 1364
尺寸： 243 x 170 x 43 mm

商品简介

An Introduction to Quantum Field Theory is a textbook intended for the graduate physics course covering relativistic quantum mechanics, quantum electrodynamics, and Feynman diagrams. The authors make these subjects accessible through carefully worked examples illustrating the technical aspects of the subject, and intuitive explanations of what is going on behind the mathematics. After presenting the basics of quantum electrodynamics, the authors discuss the theory of renormalization and its relation to statistical mechanics, and introduce the renormalization group. This discussion sets the stage for a discussion of the physical principles that underlie the fundamental interactions of elementary particle physics and their description by gauge field theories.

宇宙的织锦：粒子、场与相互作用的深层结构 一部探索现代物理学核心概念的权威著作，深入剖析构成我们宇宙的基本构件及其动态行为。 本书旨在为物理学、数学以及理论科学领域的学生和研究人员提供一个全面、严谨且富有洞察力的视角，去理解描述自然界基本力的现代量子场论（Quantum Field Theory, QFT）的基石。我们相信，要真正掌握粒子物理学和凝聚态物理学的最新进展，必须对量子场论的数学框架和物理直觉有深刻的领悟。 本书的叙事结构围绕着将经典场论的概念提升到量子层面所需的关键步骤展开，并逐步引入描述基本粒子及其相互作用的规范理论。我们避免了对某一特定学科（如量子电动力学或标准模型）的预设偏爱，而是着力于构建一个普适的理论框架，该框架能够应用于所有具有局部对称性的场论。 第一部分：从经典场到量子化 开篇部分奠定了理解量子场论的必要数学和概念基础。我们从经典的拉格朗日力学和哈密顿力学出发，系统性地推广到具有无穷多自由度的经典场论。 1. 经典场动力学基础： 我们详细讨论了场的概念——从标量场（如Klein-Gordon场）到向量场（如电磁场）。重点在于构造拉格朗日密度，并利用欧拉-拉格朗日方程推导出场的运动方程。对对称性的讨论是本章的核心。通过诺特定理，我们建立了连续对称性（如时空平移、洛伦兹变换）与守恒量（如能量、动量、角动量）之间的深刻联系。这种联系在量子世界中将成为选择正确物理理论的指导原则。 2. 规范不变性与第一类约束： 在进入真正的量子化之前，我们必须理解规范不变性在场论中的地位。我们分析了具有内部对称群（如U(1)）的理论，并展示了为什么规范场（如光子场）的引入是必需的。我们深入探讨了对约束系统（特别是规范约束）进行哈密顿量表述的困难，为后续的量子化方法做铺垫。 3. 场论的初级量子化： 本章标志着从经典到量子的飞跃。我们采用正则量子化的方法，将经典场及其共轭动量提升为算符，并引入对易关系（或反通勤关系）。对于玻色子场，我们定义了产生和湮灭算符，并构建了Fock空间。对Fock空间结构的详尽阐述，使得粒子被视为场的激发态这一核心图像得以确立。我们仔细考察了真空态的定义，以及粒子数的算符。 4. 费米子场的量化与自旋统计定理： 描述费米子的狄拉克场需要特殊的处理。我们引入了狄拉克方程，并展示了其相对论协变性。在正则量子化过程中，我们必须采用反通勤关系来满足泡利不相容原理。本书对自旋统计定理进行了严格的推导，证明了具有整数自旋的场必须是玻色子，而具有半奇数自旋的场必须是费米子，这是量子场论的内在美之一。 第二部分：相互作用与微扰论 一旦我们掌握了自由场的量子描述，下一步就是引入相互作用，并使用微扰论来计算实际物理过程的散射率和衰变率。 5. 相互作用绘景与S矩阵： 我们从描述自由场的哈密顿量出发，引入相互作用项，从而将理论分解为“自由”部分和“相互作用”部分。S矩阵（散射矩阵）被定义为描述系统在无限远未来状态到无限远过去状态的演化算符，它是所有可观测物理过程的最终目标。 6. 微扰论与费曼图： 微扰论的核心是利用$S$矩阵的幂级数展开。本章详细介绍了费曼规则的推导过程，这些规则是从$S$矩阵展开式中提炼出来的，是计算高阶修正的强大工具。我们不仅推导了用于计算散射振幅的费曼图，还详细解释了图中每条线和每个顶点的精确数学对应关系。 7. 圈图与紫外灾难： 当计算更高阶的圈图修正时，我们不可避免地遇到了发散问题——积分在短距离（高动量）处表现出紫外（UV）不收敛性。本书将这些发散的物理根源归结为理论的非重整化性。我们系统地分析了不同维度的理论中发散的阶数，为下一部分的重整化理论做了必要的铺垫。 第三部分：重整化、有效场论与规范理论 这是本书最深刻的部分，涉及现代物理学如何处理无限性，以及如何构建描述基本相互作用的精确模型。 8. 理论的重整化： 重整化是量子场论的标志性技术。我们引入正则化的方法（如截断或维度正则化）来暂时处理发散，随后提出重整化程序：识别出裸参数，并将其与可测量的物理量（如电子的电荷和质量）联系起来。我们区分了可重整化理论和不可重整化理论，并论证了可重整化理论的物理完备性。 9. 重整化群与标度行为： 重整化不仅仅是一种数学技巧，它揭示了物理理论随观测能量尺度变化的深刻规律。我们引入重整化群（RG）方程，描述耦合常数如何随能量尺度变化。这使得我们能够理解渐近自由（如QCD中的强力）和红外（IR）敏感性现象，以及有效场论（EFT）的概念——即在特定能量尺度下，更高能级的效应如何被有效地“集成”到低能有效理论中。 10. 规范场论的严谨构造： 规范理论是描述电磁力、弱核力和强核力的基础。我们从阿贝尔规范理论（如QED）出发，展示了规范不变性如何强制要求引入规范场。随后，我们将讨论推广到非阿贝尔规范理论（如QCD），其中规范场的自身相互作用是理论完备性的要求。我们详细分析了规范场的场强张量、杨-米尔斯作用量，并讨论了规范玻色子（如W和Z玻色子）的引入。 11. 自发对称性破缺： 要描述质量的起源，我们必须引入自发对称性破缺（SSB）。本书系统地介绍了戈德斯通定理，该定理预测了在连续对称性破缺时零质量玻色子的出现。随后，我们深入研究了在规范场论中，SSB如何通过希格斯机制（或称Brout-Englert-Higgs机制）来赋予规范玻色子质量，同时“吃掉”戈德斯通玻色子，这一机制是构建标准模型的核心支柱。 本书的最终目标是为读者提供一个坚实的框架，使他们不仅能够理解已建立的理论成果，更能有能力投身于前沿研究，无论是在高能物理、量子引力探索，还是在统计物理的临界现象研究中，量子场论都是不可或缺的语言。

评分☆☆☆☆☆

我必须指出，这本书在概念的组织和呈现上，体现出一种高度的、近乎于强迫症般的逻辑连贯性。它似乎是按照一个数学家构建公理化体系的思路来组织物理内容的。从最基础的量子化范式开始，逐步引入相对论性要求，然后才引出量子场论的核心——作用量原理和对易子。我尤其欣赏它在引入重整化理论时的处理方式。作者没有仅仅停留在“如何消除发散”的操作层面，而是深入探讨了有效场论（EFT）的观点，将重整化视为一种不同能标下物理理论的自然投影，这无疑提升了这本书的格局。它让我明白了，重整化并非是理论的“补丁”，而是物理描述在不同尺度下必然产生的结构。对于那些希望超越“计算工具”层面，真正理解现代粒子物理理论深层结构的读者来说，这种视角上的提升是无价的。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的排版和图示设计，虽然功能性强，但确实缺乏一些现代教科书的“亲和力”。图表相对稀疏，更多的是依赖于密集的文本和公式推导。这无疑加重了读者的认知负担。然而，一旦你适应了这种风格，你会发现这种“朴素”其实是一种效率的体现——所有资源都投入到了内容的深度和广度上。它最大的亮点在于其对高级主题的覆盖和衔接的自然性。从经典的狄拉克方程场到规范玻色子理论的推导，再到对某些复杂微扰计算的概述，整个流程如同水银泻地般流畅，没有生硬的章节跳跃。它成功地架设了一座桥梁，连接了研究生阶段基础课程与前沿研究文献的鸿沟，为我后续深入阅读专业期刊论文打下了坚实的基础。这本书不是用来消遣的，而是用来“磨砺”心智的。

评分☆☆☆☆☆

我得承认，这本书的阅读体验是极具挑战性的，但绝对物超所值。它更像是一部经过深思熟虑的“武功秘籍”，而不是一本面向入门的“速成手册”。对于那些已经对狭义相对论和量子力学基础有扎实把握的学习者而言，这本书提供了深入理解场论内部结构的绝佳视角。我特别留意了它在处理规范场论部分时的论述方式，它没有直接跳跃到复杂的微扰展开，而是花费了大量的篇幅来讨论对称性的保护机制以及如何从拉格朗日量中自然地导出规范不变性，这种自底向上的构建方式，极大地增强了我对电磁相互作用乃至弱相互作用的理解深度。书中的习题设计也十分精妙，它们并非简单的数值计算，而是要求你对理论的适用边界和潜在缺陷进行深入反思。完成其中几道需要大量代数推导的题目后，我感觉自己的数学直觉和物理洞察力都得到了显著的提升，那种豁然开朗的成就感，是其他教材难以给予的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，老实说，非常“硬核”。它几乎完全依赖于数学的严谨性来驱动论证，几乎没有使用任何花哨的比喻或简化模型来“哄骗”读者。它要求你带着一份近乎偏执的精确度去对待每一个定义和每一个步骤。例如，在讲解路径积分表述时，作者对泛函积分的收敛性和正则化方法进行了非常详尽的讨论，这在很多标准教材中往往是一笔带过或者直接假设成立的。这种对细节的极致追求，虽然在初读时会让人感到压力山大，但长期来看，它培养了一种极其宝贵的学术态度：不接受任何未经证明的“真理”。我发现，当我对某个概念感到困惑时，回头查阅这本书，总能找到一个极其严谨、无可指摘的论证链条，将我带回到问题的源头。这对于构建一个稳固的知识体系至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本巨著，初次捧读时，那份敬畏感几乎让我有些喘不过气来。装帧本身就透着一股学术的庄重，仿佛在告诉你，你即将踏入的领域绝非儿戏。我花了整整一个下午，仅仅是梳理了前几章的符号体系和基本假设，那种感觉就像是在攀登一座陡峭的山峰，每一步都需要精确的计算和坚定的信念。作者在引言部分对理论的物理图像的描绘，可谓是鞭辟入里，远超一般教材的平铺直叙。他没有急于抛出那些让人眼花缭乱的费曼图，而是先构建了一个宏大且自洽的理论框架，让你理解为什么需要量子场论，而不是仅仅把它当作一套运算规则来机械学习。特别是他对经典场论与量子化之间的过渡处理，那份细腻和逻辑的连贯性，让那些原本在其他教材中显得突兀的“量子化”过程，在这里有了一种水到渠成的感觉。我尤其欣赏他引入的那些历史背景和哲学思考，这使得冰冷的数学公式背后，有了鲜活的物理灵魂。对于任何想要真正掌握这个领域精髓的人来说，这本书无疑是摆在案头的“圣经”级别参考。