凝聚態、電磁學和引力中的多值場論 9787030350251 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 哈根.剋萊納特 著

圖書標籤:

• 凝聚態物理
• 電磁學
• 引力
• 多值場論
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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030350251

商品編碼：12955799097

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齣版時間：2012-06-01

基本信息

書名:凝聚態、電磁學和引力中的多值場論

定價：198.00元

售價：69.6元,便宜28.4元,摺扣71

作者:(德)哈根.剋萊納特

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-06-01

ISBN：9787030350251

字數：633000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：12k

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編輯推薦

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《凝聚態電磁學和引力中的多值場論/現代物理基礎叢書》編著者哈根·剋萊納特。在本理論中多值映射起瞭十分重要的作用正是由此，我們可以從自由物質的物理定律推導齣與規範場耦閤的物質的物理定律以及帶撓率的引力理論。本書可作為研究人員、研究生學習掌握相變理論、量子場論、引力理論以及微分幾何的參考書。

內容提要

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凝聚態、電磁學和引力中的多值場論給齣瞭多值場論的基本框架，並通過在不同領域的應用對此理論加以瞭詳盡的闡述。本理論的一個重要特性是它包含一個新的具有奇異性的規範場。這個規範場為某個麯麵上的δ函數，該麯麵的形狀是任意的，隻有該麯麵的邊界具有物理意義，理論在麯麵形變下的不變性可看作是一種新的規範對稱性。
在本理論中多值映射起瞭十分重要的作用。正是由此，我們可以從自由物質的物理定律推導齣與規範場耦閤的物質的物理定律以及帶撓率的引力理論。
凝聚態、電磁學和引力中的多值場論可作為研究人員、研究生學習掌握相變理論、量子場論、引力理論以及微分幾何的參考書。

目錄

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譯者的話
序言
第1章 基礎知識
1.1 牛頓力學的伽利略不變性
1.1.1 平移
1.1.2 轉動
1.1.3 伽利略推進
1.1.4 伽利略群
1.2 麥剋斯韋方程的洛倫茲不變性
1.2.1 洛倫茲推進
1.2.2 洛倫茲群
1.3 無窮小洛倫茲變換
1.3.1 群變換的生成元
1.3.2 群乘積和李代數
1.4 矢量、張量和標量場
1.4.1 離散洛倫茲變換
1.4.2 龐加萊群
1.5 洛倫茲變換的微分算子
1.6 矢量和張量算子
1.7 有限洛倫茲變換下矢量和張量的行為
1.7.1 轉動
1.7.2 洛倫茲推進
1.7.3 洛倫茲群
1.8 相對論性點粒子力學
1.9 量子力學
1.10 電磁場中的相對論性粒子
1.11 狄拉剋粒子和場
1.12 能動張量
1.12.1 點粒子
1.12.2 理想流體
1.12.3 電磁場
1.13 角動量和自鏇
1.14 依賴時空的洛倫茲變換
1.14.1 角速度
1.14.2 角梯度
附錄
1A 張量恒等式
文獻與注記
第2章 作用量方法
2.1 廣義質點動力學
2.2 相對論性單粒子
2.3 標量場
2.3.1 局域性
2.3.2 洛倫茲不變性
2.3.3 場方程
2.3.4 平麵波
2.3.5 作為非相對論極限的薛定諤量子力學
2.3.6 自然單位
2.3.7 哈密頓形式
2.3.8 守恒流
2.4 由作用量的極值導齣麥剋斯韋方程
2.4.1 電磁場作用量
2.4.2 電磁場的另一種作用量
2.4.3 電磁場的哈密頓量
2.4.4 麥剋斯韋理論的規範不變性
2.5 帶電點粒子的麥剋斯韋-洛倫茲作用量
2.6 具有電磁相互作用的標量場
2.7 狄拉剋場
2.8 量子化
文獻與注記
第3章 連續對稱性和守恒定律、Noether定理
3.1 連續對稱性和守恒定律
3.1.1 對稱變換的群結構
3.1.2 實質變分
3.1.3 守恒定律
3.1.4 守恒定律的另外一種推導
3.2 時間平移不變性和能量守恒
3.3 動量和角動量
3.3.1 空間中的平移不變性
3.3.2 轉動不變性
3.3.3 質心定理
3.3.4 由洛倫茲不變性而導緻的守恒律
3.4 生成對稱性
3.5 場論
3.5.1 連續對稱性和守恒流
3.5.2 另一種推導
3.5.3 局域對稱性
3.6 正則能動張量
3.6.1 電磁學
3.6.2 狄拉剋場
3.7 角動量
3.8 四維角動量
3.9 自鏇流
3.9.1 電磁場
3.9.2 狄拉剋場
3.10 對稱的能動張量
3.11 內部對稱性
3.11.1 U(1)對稱性和電荷守恒
3.11.2 內部對稱性破缺
3.12 生成量子場的對稱變換
3.13 相對論性質點的能動張量
3.14 電磁場中帶電質點的能動張量
文獻與注記
第4章 靜磁場中的多值規範變換
4.1 電流分布的矢勢
4.2 磁場的多值梯度錶示
4.3 由多值規範變換産生磁場
4.4 磁單極
4.5 多值規範變換導緻的粒子間小磁耦閤
4.6 多值標量場與單值矢量場的等價性
4.7 電流和磁單極的多值場論
文獻與注記
第5章 超流和超導中的多值場論
5.1 超流相變
5.1.1 構型熵
5.1.2 無質量激發的起源
5.1.3 渦鏇密度
5.1.4 配分函數
5.1.5 相互作用能的連續統推導
5.1.6 物理躍變麯麵
5.1.7 超流的正則錶述
5.1.8 湯川環綫氣體
5.1.9 超流規範場
5.1.10 無序場論
5.2 超導體中的相變
5.2.1 金茲堡-朗道理論
5.2.2 超導的無序場論
5.3 序參量與無序參量的對比
5.3.1 ⁴He超流
5.3.2 超導
5.4 超導相變級數與三重臨界點
5.4.1 漲落區域
5.4.2 一級相變還是二級相變
5.4.3 具有渦鏇綫的超導體的配分函數
5.4.4 一級相變情形
5.4.5 二級相變的渦鏇綫起因
5.4.6 三重臨界點
5.4.7 無序場論
5.5 渦鏇晶格
附錄
5A 超流中的單個渦鏇
文獻與注記
第6章 超流動力學
6.1 超流的流體力學描述
6.2 第二聲速度
6.3 渦鏇電磁場
6.4 一個簡單的例子
6.5 理想量子流體的Eckart理論
6.6 鏇轉的超流
文獻與注記
第7章 帶電超流動力學及超導
7.1 帶電超流的流體力學描述
7.2 帶電超流的倫敦理論
7.3 在倫敦方程中加入渦鏇
7.4 超導的流體力學描述
附錄
7A 超導的激發譜
7B 超導體的金茲堡-朗道理論的特性
文獻與注記
第8章 相對論性磁單極與電荷禁閉
8.1 磁單極規範不變性
8.2 電荷的量子化
8.3 電流和磁流間的相互作用
8.4 對偶規範場錶述
8.5 磁單極規範固定
8.6 無自鏇帶電粒子的量子場論
8.7 磁荷禁閉理論
8.8 磁單極場的二次量子化
8.9 電荷禁閉的量子場論
文獻與注記
第9章 從理想晶體到含缺陷晶體的多值映射
9.1 缺陷
9.2 位錯綫與伯格斯矢量
9.3 鏇錯綫與弗蘭剋矢量
9.4 位錯與鏇錯的相互依賴性
9.5 連續統介質中具有無窮小間斷的綫缺陷
9.6 位移場的多值性
9.7 位移場的光滑性和Weingarten定理
9.8 位移場的可積特性
9.9 位錯與鏇錯密度
9.10 便於記憶的構造缺陷密度的方法
9.11 缺陷規範不變性
9.12 綫缺陷的分叉
9.13 缺陷密度及不相容度
文獻與注記
第10章 缺陷的熔解
10.1 比熱
10.2 含缺陷的固體的彈性能
文獻與注記
第11章 麯綫坐標係中的相對論力學
11.1 等效原理
11.2 一般坐標係中的自由粒子
11.3 閔可夫斯基幾何在一般坐標係中的錶述
11.3.1 局域基標架
11.3.2 閔可夫斯基坐標下的矢量場和張量場
11.3.3 一般坐標係中的矢量和張量場
11.3.4 仿射聯絡及協變導數
11.4 撓率張量
11.5 協變時間導數及加速度
11.6 作為仿射聯絡協變鏇度的麯率張量
11.7 黎曼麯率張量
附錄
列維-西維塔張量的麯綫坐標形式
文獻與注記
第12章 缺陷誘導的撓率和麯率
12.1 多值無窮小坐標變換
12.2 非完整坐標變換示例
12.2.1 位錯
12.2.2 鏇錯
12.3 仿射空間的微分幾何特性
12.3.1 度規和仿射聯絡的可積性
12.3.2 局域平行
12.4 具有麯率和撓率的仿射空間中的迴路積分
12.4.1 平行矢量場的迴路積分
12.4.2 坐標的迴路積分
12.4.3 閉閤破損及伯格斯矢量
12.4.4 針對麯率的另一個迴路積分
12.4.5 宇宙晶體中的平行
12.5 麯率和撓率張量的比安基恒等式
12.6 黎曼時空中的一些特殊坐標係
12.6.1 測地坐標係
12.6.2 正則測地坐標
12.6.3 諧和坐標
12.6.4 det(g_μν)=1的坐標
12.6.5 正交坐標係
12.7 R_μνλ^κ和S_μν^λ的獨立分量個數
12.7.1 二維情形
12.7.2 三維情形
12.7.3 四維及更高維情形
文獻與注記
第13章 嵌入引起的麯率和撓率
13.1 常麯率時空
13.2 基矢
13.3 撓率
文獻與注記
第14章 多值映射原理
14.1 點粒子的運動
14.1.1 具有麯率的空間中的經典作用量原理
14.1.2 有撓空間中的自平行軌跡
14.1.3 自鏇的運動方程
14.1.4 梯度撓率的特性
14.2 由嵌入而得的自平行軌跡
14.2.1 自平行的特殊作用
14.2.2 高斯的小約束原理
14.3 可看作自平行軌跡的麥剋斯韋-洛倫茲軌道
14.4 由撓率而得Bargmann-Michel-Telegdi方程
文獻與注記
第15章 引力場方程
15.1 不變作用量
15.2 能動張量與自鏇密度
15.3 對稱能動張量和缺陷密度
文獻與注記
第16章 整數自鏇的小耦閤場
16.1 黎曼-嘉當空間中的標量場
16.2 黎曼-嘉當空間中的電磁學
文獻與注記
第17章 半整數自鏇粒子
17.1 局域洛倫茲不變性與非完整坐標
17.1.1 狄拉剋作用量的非完整像
17.1.2 標架場
17.1.3 局域慣性係
17.1.4 標架和多值標架場的區彆
17.1.5 中間坐標基底下的協變導數
17.2 黎曼-嘉當空間中的狄拉剋作用量
17.3 裏奇恒等式
17.4 耦閤的另一種形式
17.5 矢量場的不變作用量
17.6 局域洛倫茲不變性的驗證
17.7 包含自鏇物質的場方程
文獻與注記
第18章 協變守恒定律
18.1 自鏇密度
18.2 能動張量密度
18.3 守恒律的協變導數
18.4 具有整數自鏇的物質
18.5 守恒律與比安基恒等式的關係
18.6 由能動守恒而得粒子軌跡
文獻與注記
第19章 自鏇物質引力的規範理論
19.1 局域洛倫茲變換
19.2 局域平移變換
文獻與注記
第20章 引力中撓率的隱失特性
20.1 源於撓率的局域4費米子相互作用
20.2 引力不需要撓率
20.3 標量場
20.4 修正的能動守恒律
20.4.1 梯度撓率情形下的解
20.4.2 與標量場相耦閤的梯度撓率
20.4.3 一種新的標量積
20.4.4 自相互作用希格斯場
20.5 小結
文獻與注記
第21章 引力的平行理論
21.1 愛因斯坦作用量的撓率形式
21.2 施瓦氏(Schwarzschild)解
文獻與注記
第22章 呈展引力
22.1 宇宙晶體中的引力
22.2 源於閉閤Friedmann宇宙中物質和輻射漲落的引力
文獻與注記
索引
《現代物理基礎叢書》已齣版書目

作者介紹

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文摘

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序言

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好的，這是一份關於其他主題的圖書簡介，字數大約1500字，旨在詳細介紹一個與您提供的書名主題完全不同的圖書內容： --- 《宏觀經濟學前沿：全球化、技術變革與可持續發展》 書籍簡介 本書深入探討瞭當前全球經濟圖景中的三大核心驅動力：全球化進程的再審視、顛覆性技術變革的深遠影響，以及實現長期可持續發展的政策路徑。不同於傳統宏觀經濟學側重於短期波動和古典的供需平衡模型，本書將分析的視角聚焦於結構性轉型、非綫性增長路徑以及跨國界閤作的復雜性。 第一部分：全球化新常態下的結構性挑戰 全球化在過去數十年間重塑瞭世界經濟格局，但近年來，地緣政治緊張、貿易保護主義抬頭以及供應鏈的脆弱性暴露，使得“逆全球化”或“慢全球化”的討論成為焦點。本書首先對過去三十年的全球化模式進行瞭批判性迴顧，特彆是其在收入不平等和産業空心化方麵帶來的副作用。 供應鏈的韌性與重構： 我們不再僅僅關注效率最大化，而是轉嚮韌性與安全。本書詳細分析瞭企業如何通過“近岸外包”（Near-shoring）、“友岸外包”（Friend-shoring）和建立多元化采購網絡來應對衝擊。這種重構不僅是地理上的轉移，更是對生産網絡復雜性的重新評估。例如，我們探討瞭關鍵原材料（如稀土、半導體）的戰略儲備和國內生産能力的恢復對國傢經濟安全的影響。 全球金融一體化與資本流動： 盡管資本的跨境流動依然活躍，但監管環境和地緣政治風險使得資本配置模式發生瞭變化。本書研究瞭全球價值鏈（GVCs）的金融化趨勢，以及如何平衡資本自由流動帶來的效率提升與金融穩定風險。特彆是，我們分析瞭數字貨幣和跨境支付係統的發展對傳統國際貨幣體係（如美元主導地位）構成的潛在挑戰。 勞動力市場的全球化分工與技術替代： 全球化加速瞭知識和技能的轉移，但也使得中等技能崗位的競爭日益激烈。本書引入瞭“技能偏嚮型技術變革”（SBTC）與全球化交互作用的模型，考察瞭發達國傢和發展中國傢如何適應這種分工。我們強調，教育體係的改革和終身學習機製的建立是應對這種結構性失業的關鍵。 第二部分：第四次工業革命與生産率悖論 技術進步，尤其是人工智能（AI）、大數據、物聯網（IoT）和生物技術，正在以前所未有的速度重塑生産力函數。然而，令人費解的是，發達經濟體的官方統計數據顯示，過去十多年裏，全要素生産率（TFP）的增長顯著放緩，即所謂的“生産率悖論”。 AI驅動的生産率重估： 本書認為，傳統衡量生産率的方法未能充分捕捉到數字化技術帶來的“隱性紅利”和初期投入的成本。我們提齣瞭一個分析框架，用於區分“擴散滯後”（Diffusion Lag）和“衡量偏差”（Measurement Bias）。AI技術的廣泛應用需要時間來滲透到各個行業流程中，並且很多數字服務（如免費的在綫信息、即時通訊）的價值並未完全體現在GDP核算中。 數字經濟的壟斷與競爭： 平颱經濟的崛起帶來瞭前所未有的網絡效應，這既是效率的來源，也是競爭受損的根源。本書深入分析瞭大型科技公司（Big Tech）的“贏者通吃”現象，並討論瞭反壟斷政策在數字時代的適用性。我們對比瞭歐盟、美國和中國在監管平颱經濟方麵的不同策略及其對創新生態的影響。 資本深化與“無形資産”投資： 現代經濟中，知識産權、軟件、數據和品牌等無形資産的投資比重急劇上升。本書構建瞭包含無形資産的資本深化模型，解釋瞭為什麼高科技領域的資本支齣並未在宏觀數據中充分體現，以及這對投資迴報率（ROI）和長期增長潛力的影響。 第三部分：邁嚮韌性與包容性的可持續增長 應對氣候變化和資源約束已不再是邊緣議題，而是宏觀經濟政策的核心。本書將環境可持續性與經濟增長目標有機結閤，探討瞭實現“綠色轉型”所需的財政、貨幣和監管工具。 碳定價機製的有效性與公平性： 我們詳細評估瞭碳稅、碳排放交易體係（ETS）等不同碳定價工具在不同經濟體中的實施效果。重點分析瞭如何設計補償機製（如“碳紅利”），以減輕對低收入傢庭和高碳行業的影響，從而確保轉型的社會公平性。 綠色金融與風險管理： 氣候變化對金融體係構成瞭係統性風險。本書探討瞭央行和金融監管機構在識彆、披露和管理氣候相關金融風險方麵的角色。這包括對“擱淺資産”（Stranded Assets）的壓力測試，以及如何通過綠色債券和可持續發展掛鈎貸款來引導私人資本流嚮低碳項目。 財政政策在轉型中的角色： 實現大規模基礎設施的脫碳（如電網升級、公共交通電氣化）需要持續的公共投資。本書主張使用“現代貨幣理論”（MMT）的某些洞察力來審視財政赤字在應對氣候危機時的界限，並提齣瞭如何構建能夠促進長期生産力提升的“綠色財政刺激”方案。 全球公共産品與跨國治理： 氣候變化、大流行病和數字治理是典型的全球公共産品問題。本書論述瞭加強多邊機構（如WTO、IMF、WHO）在協調氣候政策、技術標準和全球稅收方麵的必要性。隻有通過協調一緻的國際行動，纔能避免“競次戰略”（Race to the Bottom）對環境和社會標準造成侵蝕。 結論： 《宏觀經濟學前沿》旨在為政策製定者、學者和關注全球經濟走嚮的讀者提供一個全麵、深入的分析框架。它強調，未來的經濟增長不再是簡單的綫性擴張，而是一個需要平衡效率、韌性、公平與環境可持續性的復雜係統工程。本書提供的工具和洞察力，有助於理解和應對當前這一充滿不確定性的全球經濟新常態。 ---

評分☆☆☆☆☆

拿到這本厚重的專業書籍時，我立刻被其嚴謹的學術氣場所吸引。它明顯不是一本麵嚮初學者的科普讀物，更像是為已經掌握瞭標準量子場論（QFT）和廣義相對論（GR）的進階研究人員量身打造的。我推測，它可能會花費大量篇幅來論證為什麼在傳統的一值（single-valued）場論框架內，某些物理現象，例如強耦閤下的規範場動力學，或者某些拓撲缺陷的動力學行為，難以被精確描述，進而引齣引入多值性的必要性。這種多值性可能不僅僅是數學上的代數結構變化，而是物理上對應於某些基礎變量的“非單調”響應，或許與某些模態的集體激發具有高度的非綫性耦閤有關。我很好奇作者是如何處理其規範不變性和能量動量守恒這些基本要求的，因為多值性往往會引入一些非標準的邊界條件或積分路徑選擇，這在嚴格的量子場論計算中是極其敏感的。如果這本書能提供一套係統且自洽的處理方法，那它無疑是極具開創性的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的厚度暗示瞭其內容的廣博性與深度，它不是對既有理論的簡單復述，而更像是一次深入的理論挖掘。我揣測，內容的核心可能在於對“規範”概念的重新審視。在電磁學中，規範變換是保證物理量不變性的工具；在引力中，坐標變換是保持物理定律協變性的基礎。如果引入瞭多值場，那麼“多值”本身是否可以被視作一種新的、更深層次的規範自由度，或者說，它是否揭示瞭某些傳統上被視為基本常量的量，實際上是在特定背景下湧現齣來的？例如，在凝聚態中，有效質量或有效電荷的變化，是否可以在更基礎的多值場語言下被統一理解？我希望作者能提供清晰的數學推導，展示如何從一個基礎的、具有更高對稱性的多值拉格朗日量齣發，通過適當的“約化”或“投影”，還原齣我們熟悉的、適用於描述特定低能物理的理論。這種自上而下的構建方式，是理論物理的終極追求之一。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名就讓我聯想到瞭那些深邃的物理學概念，它似乎在試圖搭建一個宏偉的理論框架，將凝聚態物理的微觀世界、經典電磁學的宏觀描述以及廣袤宇宙中的引力規律聯係起來。我特彆期待看到作者如何處理這些看似截然不同的領域之間的深層聯係，比如在非微擾（non-perturbative）的量子場論視角下，材料中的集體激發是否能找到與時空幾何更為本質的對應。通常情況下，討論多值場（multivalued fields）會涉及到拓撲結構和 Berry 幾何，這在凝聚態物理中，尤其是在研究拓撲絕緣體或拓撲超導體時是至關重要的。我猜想這本書可能會深入探討在某些特殊對稱性破缺情況下，場論的規範自由度是如何被約束或重新定義的，從而在不同物理尺度上産生一緻的描述。閱讀這類書籍往往需要紮實的數學基礎，尤其是微分幾何和拓撲學，但我相信，如果作者能巧妙地將這些抽象的工具與具體的物理圖像相結閤，這本書將是理論物理研究者工具箱中不可多得的珍品，能為理解復雜係統的湧現行為提供全新的數學語言。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這樣一本極具挑戰性的著作，我預期會遇到許多關於連續性與離散性、局部性與非局部性之間張力的討論。多值性在數學上往往與非解析性或分支點相關聯，這在物理上可能對應於係統在某些臨界點或奇點附近的劇烈行為。例如，在處理量子霍爾效應或分數統計粒子時，場量通常是圍繞拓撲環路積分而産生一個相位因子，這本質上就是一種多值現象的體現。我希望這本書能將這種局部的、拓撲起源的“多值性”推廣到一個更普適的框架，用以解釋電磁場在極端非綫性介質中的行為，甚至是如何在量子引力效應顯著的區域描述時空本身的非平凡結構。它要求讀者跳齣現有的場論框架，去思考場函數本身是否需要具有“記憶性”——即場的當前值不僅取決於當前位置，還取決於遍曆該點的曆史路徑。這本書如果能成功地將這些跨越尺度的物理直覺用嚴謹的數學形式統一起來，那將是物理學界的一大貢獻。

評分☆☆☆☆☆

從書名來看，這本書似乎聚焦於“連接”——將描述物質內部行為的物理學（凝聚態）與描述時空結構本身的物理學（引力）通過一個統一的數學框架（多值場論）聯係起來。這種嘗試在學術界是一個非常前沿且高風險的領域，因為廣義相對論本身是幾何理論，而量子場論傳統上是基於平坦時空或微擾框架的。我個人最感興趣的是，作者是否采用瞭全息對偶（Holographic Duality）的視角，比如 AdS/CFT 猜想，來作為連接凝聚態係統和引力模型的橋梁。在全息對偶中，引力側的幾何和動力學往往由邊界場論中的某些非平凡的場結構所編碼。如果這本書確實是圍繞全息原理展開，那麼它很可能詳細討論瞭如何構造具有特定拓撲或多值性的邊界場論，以再現引力場中奇異的行為，例如黑洞的視界動力學。閱讀此類著作，需要讀者具備很強的抽象思維能力，能夠接受“物理實在”可能不僅僅是經典量子的簡單疊加，而是內在地依賴於觀察角度或路徑依賴的復雜函數。