規範理論與粒子物理習題解答 2/E pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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探索宇宙的深層結構：從量子場論到弦理論的數學物理前沿 書籍名稱：《規範場論與粒子物理學：數學物理前沿專題》 內容簡介 本書旨在為高年級本科生、研究生以及從事理論物理研究的科研人員提供一個深入而全麵的視角，探討現代粒子物理學與規範場論的數學基礎及其在探索宇宙基本規律中的應用。全書結構嚴謹，內容涵蓋從經典場論到量子引力這一宏大敘事中的關鍵理論框架，重點突齣數學工具的精確構建與物理圖像的深刻理解之間的橋梁作用。 第一部分：基礎構建與群論 本書伊始，將係統迴顧經典場論的變分原理，重點闡釋作用量原理在構建物理定律中的核心地位。隨後，深入探討規範對稱性的概念及其在經典電磁學和楊-米爾斯理論中的體現。對稱群的數學結構是理解粒子物理學的基石，因此，本書將花費大量篇幅介紹李群和李代數的理論。這包括對$U(1)$、$SU(2)$、$SU(3)$等基礎緊緻群的詳細分析，著重講解其錶示論，特彆是如何利用錶示論來分類基本粒子及其相互作用。我們將嚴謹推導規範玻色子的齣現，並解釋如何通過引入規範場來保證拉格朗日量在局域對稱變換下的不變性。 第二部分：量子場論的嚴密化 在建立瞭經典框架後，本書將轉嚮量子理論。核心內容聚焦於量子場論（QFT）的構建。我們將從正則量子化和路徑積分兩種方法齣發，對自由標量場、費米子場和規範場進行量子化處理。路徑積分錶述將被詳細闡述，因為它不僅是現代粒子物理學計算的主要工具，也是連接經典與量子、以及理解統計力學中相變的關鍵。 處理量子場論的不可避免的挑戰——無窮大——是本書的重點之一。我們將詳細講解重整化的理論。這包括對一圈及更高階費曼圖的係統分析，並引入重整化群（RG）的概念。重整化群不僅是解決無窮大問題的技術手段，更是揭示物理定律在不同能量尺度下行為變化的深刻物理工具。我們將考察其在描述漸近自由現象中的決定性作用。 第三部分：標準模型的數學結構與非微擾效應 標準模型是描述除引力外所有基本相互作用的最成功的理論。本書將使用前麵介紹的數學工具，精確構建標準模型的拉格朗日量，包括電弱統一和色動力學（QCD）的完整描述。重點討論自發對稱性破缺（SSB）的機製，特彆是希格斯機製如何賦予規範玻色子和費米子質量，同時保持理論的規範不變性。 除瞭微擾計算，本書還將探究非微擾效應。這包括對QCD中誇剋禁閉和手徵對稱性破缺的定性與半定量分析，並介紹拓撲荷和瞬子等概念在場論中的物理意義。 第四部分：超越標準模型的前沿課題 麵對標準模型之外的物理現象，如中微子振蕩、暗物質和暗能量，理論物理學正積極探索新物理。本書的最後部分將引導讀者進入這些前沿領域： 1. 大統一理論（GUTs）的展望：討論如何將電弱力和強力在更高能標下統一，涉及更復雜的規範群結構（如$SU(5)$或$SO(10)$），以及由此産生的質子衰變等可檢驗的預測。 2. 超對稱性（SUSY）：詳細介紹費米子與玻色子之間的對稱性，如何解決層次問題，並作為未來高能對撞機實驗的潛在目標。我們將分析超對稱標準模型的構建。 3. 量子引力和有效場論：簡要介紹將規範場論方法推廣至引力理論的嘗試，包括愛因斯坦-引力的量子化睏境。重點闡述有效場論（EFT）的思想，它允許我們在特定能量範圍內，不完全瞭解紫外完成理論的情況下，進行精確的低能描述。 4. 弦理論的幾何基礎：作為當前最有希望的量子引力候選者，本書將概述弦理論的基本概念，包括玻色子弦的動力學，以及引入超對稱性和D-膜如何形成超弦理論。特彆關注AdS/CFT對偶作為連接量子引力和共形場論的強大數學工具的意義，它揭示瞭規範理論中某些難解問題的幾何對應。 全書強調數學的嚴謹性、物理圖像的清晰性，並配有大量的數學推導和概念闡釋，旨在培養讀者獨立解決復雜理論物理問題的能力，為他們未來在粒子物理、量子引力或數學物理領域的研究奠定堅實的理論基礎。

序

　　AITCHISON 與 HEY 閤著的 GAUGE THEORIES IN PARTICLE PHYSICS『本書譯為 ：規範理論與粒子物理』為許多以場論為主題的書籍當中引用率頗高的一本書。這本書被視為場論與粒子物理的基礎課程，內容非常適閤剛接觸量子場論的學生。它的特色在於 AITCHISON 與 HEY捨棄瞭許多較睏難的主題，因此此書沒有涉及 LOOP 的復雜計算，也為深入探討重整群 （RENORMALIZATIOΝ GROUP）。但是 AITCHISON 仍然能從 QED（量子電動力學）順暢的講解到 QCD（量子色動力學）與 ELECTROWEAK THEORY（電弱理論）。另外他將大部份的解說放在物理而不是數學，數學推導則放在章節末的習題讓學生練習。作為一本基礎量子場論教科書，我覺得 AITCHISON 的這本書可說是相當成功。因此我決定寫這本書的習題解答。

　　這本書我嘗試用 LATEX 編排的方式來呈現這本書。其中一個原因是，書中許多復雜的公式與上下標，我覺得用 LATEX 來編排應有助於讀者方便閱讀。

　　本書解答過程力求詳細，但限於作者知識水平與經驗，恐有疏漏或未至完善之處，誠懇地希望各位先進不吝給予批評與指教。由衷感謝。

　　最後，特彆感謝曉園齣版社的全力支持。

陳宗緯
2009 已醜年 鼕 於颱大物理

评分☆☆☆☆☆

不得不說，《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》這本書，簡直就是我科研路上的“及時雨”。我是一名即將畢業的博士生，在寫論文的過程中，經常會遇到一些棘手的計算和理論驗證問題，而這些問題往往都涉及到復雜的規範理論和粒子物理模型。雖然我擁有紮實的理論基礎，但有時在具體操作層麵，總會遇到一些瓶頸。這本書恰好提供瞭一個非常完美的解決方案。我被它那嚴謹而詳盡的解答所深深吸引。它不是簡單地給齣答案，而是像一位經驗豐富的導師，一步步地引導我如何去思考問題，如何去構建解題思路，以及如何去運用各種數學工具。我尤其欣賞書中對於一些關鍵物理概念的梳理，例如，它如何從群論的角度理解規範對稱性，如何通過正則化和重整化來處理發散問題，以及如何利用費曼圖來計算散射截麵等等。這些講解都非常到位，能夠幫助我加深對理論的理解，並能將其應用於實際的計算中。這本書的價值，絕對不僅僅是“習題解答”那麼簡單，它更是一本能夠幫助我提升科研能力的“工具書”。

评分☆☆☆☆☆

《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》這本書，絕對是我在學習粒子物理過程中，遇到過的最寶貴的學習資源之一。我是一名長期在量子場論領域摸索的科研人員，深知規範理論作為現代物理學的兩大支柱之一，其重要性不言而喻。然而，其數學上的嚴謹性和物理概念上的深度，常常讓許多學習者望而卻步。本書的齣現，恰恰彌補瞭這一市場上的空白。它提供的習題解答，絕不僅僅是簡單的答案集，而是一種深度學習的引導。書中對每一個習題的解答，都充滿瞭細緻的推導和深刻的見解。作者們以一種非常係統和深入的方式，闡述瞭解決問題的思路和方法，並常常會點齣一些我在閱讀教材時容易忽略的關鍵點。例如，書中對於誇剋模型中SU(3)規範對稱性的理解，以及如何通過格點規範理論來處理非微擾效應，都有非常精彩的闡述。這些講解，不僅幫助我鞏固瞭現有的知識，更讓我對未來的研究方嚮有瞭更清晰的認識。

评分☆☆☆☆☆

我可以說，《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》這本書，是我近期學術生涯中，發現的最具價值的學習輔助工具。作為一名資深的粒子物理研究者，我經曆過無數次的理論推導和計算，也閱讀過大量的相關文獻。在我看來，粒子物理的魅力在於其高度的抽象性和數學的嚴謹性，而規範理論更是其中的佼佼者。然而，正是這種高度的抽象性，使得許多學生在學習過程中感到睏難，尤其是那些要求嚴謹推導和深入理解的習題。這本書的齣現，恰恰填補瞭這一空白。它不僅僅提供瞭習題的解答，更重要的是，它以一種非常係統和深入的方式，解釋瞭每一個解答背後的物理思想和數學技巧。我尤其被書中對一些經典難題的處理方式所摺服，它們條理清晰，邏輯嚴謹，並且常常會點齣一些我在閱讀其他材料時容易忽略的細節。例如，書中對於如何處理規範變換下的不變性，以及如何從基本原理齣發構建規範拉格朗日量，都有非常精彩的闡述。我敢說，這本書的質量，遠超乎我對於一本“習題解答”的預期，它更像是一本“理論深化手冊”，能夠幫助讀者更上一層樓。

评分☆☆☆☆☆

這本書，我將之命名為《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》，簡直是我近期學習生涯中的一大驚喜，更是我攻剋粒子物理理論難題的“秘密武器”。作為一名緻力於量子場論研究的研究生，我一直以來都對規範理論深感著迷，但同時也因為其數學上的復雜性和概念上的抽象性而頭疼不已。在無數個與習題搏鬥的夜晚，我曾嘗試過各種方法，閱讀瞭大量的教材和參考資料，但總感覺缺少那麼一塊至關重要的拼圖。直到我偶然間發現瞭這本書，一切都發生瞭改變。它提供的習題解答，不僅僅是答案，更是一種全新的視角和學習方法。書中的解答，思路清晰，邏輯嚴謹，每一個推導步驟都充滿瞭啓發性，並且常常會點齣一些我之前從未關注到的細節。我特彆欣賞書中對於一些關鍵概念的講解，例如，如何理解規範場的自相互作用，如何處理規範對稱性下的自由度，以及如何通過重整化方法來消除無窮大。這些講解，都讓我對理論的理解上升到瞭一個新的層次。這本書，讓我覺得粒子物理不再是遙不可及的星辰，而是觸手可及的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

收到《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》這本書，我感覺自己仿佛獲得瞭一把解鎖粒子物理奧秘的金鑰匙。作為一名在理論物理領域深耕多年的學者，我深知規範理論在現代粒子物理中的核心地位，以及其高深莫測的特性。我曾經花費大量時間和精力去鑽研相關的教材和論文，但總覺得在理解和應用上存在一些隔閡。這本書的齣現，則有效地彌補瞭這一不足。它不僅僅是簡單地羅列習題答案，而是以一種非常深刻和透徹的方式，解析瞭每一個解題的步驟和思路。我被書中對一些復雜概念的闡釋所深深吸引，例如，它如何清晰地闡述楊-米爾斯理論的非綫性特性，如何解釋自發對稱性破缺的機製，以及如何運用路徑積分來計算各種物理量。書中每一個解答都充滿瞭智慧的閃光，它不僅準確，而且富有啓發性，能夠引導讀者從更深層次去理解物理世界。我敢說，這本書的價值，遠超乎其“習題解答”的簡單定義，它是一本能夠幫助讀者提升理論素養和解決實際問題的“百科全書”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名粒子物理領域的愛好者，雖然不是專業研究者，但我對這個領域充滿瞭好奇和敬畏。我一直想深入瞭解規範理論，但苦於沒有好的入門和練習材料。《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》這本書，可以說是給我打開瞭一扇新的大門。它的齣現，讓我能夠以一種更係統、更有效的方式去學習和掌握這些復雜的理論。我最喜歡的是書中解答的清晰度和易懂性。作者並沒有用晦澀難懂的語言來解釋問題，而是用一種非常直觀和形象的方式，將抽象的數學概念與具體的物理現象聯係起來。我尤其欣賞書中對於一些關鍵公式的推導過程，它們總是能夠循序漸進，讓我能夠一步步地跟上作者的思路。同時，書中也提供瞭一些非常實用的技巧和方法，例如，如何快速準確地識彆規範群，如何有效地進行張量運算，以及如何利用對稱性來簡化計算等等。這些技巧對於我這樣的初學者來說，無疑是巨大的幫助。這本書讓我對規範理論和粒子物理的理解，達到瞭一個新的高度，我感到非常激動。

评分☆☆☆☆☆

這本書，我稱之為《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》，簡直是我近來學術探索道路上的一道曙光。作為一名在粒子物理領域摸爬滾打多年的博士生，我深知理論學習的艱辛，尤其是規範場論這種集大成的學問，概念層層遞進，數學工具層齣不窮，稍有不慎便會陷入迷茫。我試過許多教材和參考資料，但總覺得欠缺那麼一點點“打通任督二脈”的關鍵。直到我遇到瞭這本書，一切都變得不同瞭。它不僅僅提供習題的答案，更重要的是，它解答的思路、推理的過程，以及其中蘊含的深刻見解，讓我受益匪淺。書中的每一個解答都仿佛經過瞭精心的設計，不僅準確無誤，而且邏輯嚴密，步驟清晰，並且常常會點齣一些我之前從未留意到的細節或技巧。我曾在一個關於迪拉剋方程和洛倫茲對稱性的習題上卡瞭很久，翻閱瞭多本書籍都未能找到滿意的解答，直到這本書齣現，它用一種我從未想過的方式，將問題分解，然後層層剝離，最終導齣瞭那個簡潔而優雅的答案，讓我對物理的理解上升瞭一個新的高度。這本書的價值，遠超乎它書名所暗示的“習題解答”，它更像是一本“秘籍”，幫助我解鎖瞭粒子物理理論的更多奧秘。

评分☆☆☆☆☆

我最近纔拿到這本書，就是《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》，一直以來，粒子物理領域就是我的學術生涯的重心，從本科接觸到這些高深的理論，到研究生階段深入研究，再到如今從事相關工作，始終覺得它既迷人又極具挑戰性。尤其是在處理那些抽象復雜的數學推導和概念時，常常會感到力不從心，迫切需要一些高質量的習題解答來鞏固和加深理解。這本書的名字本身就足夠吸引我瞭——“規範理論”是現代粒子物理的基石，“習題解答”則是我最急需的工具。翻開書頁，我立刻被它嚴謹的編排和清晰的邏輯所吸引。那些曾經讓我頭疼不已的方程和推導，在解答中都得到瞭細緻入微的梳理，每一步都充滿瞭啓發性。我尤其喜歡它對一些關鍵概念的引入和講解方式，總能將復雜的物理圖像與嚴謹的數學工具巧妙地結閤起來，讓我恍然大悟。它不僅僅是簡單的答案羅列，更像是一位循循善誘的老師，引導我一步步走嚮理解的彼岸。對於那些在學習規範理論時感到睏惑的同仁們，我強烈推薦這本書。它會是你攻剋難關、深入掌握粒子物理理論的得力助手。我已經迫不及待地想將書中的習題一一攻剋，相信這次學習經曆一定會讓我的專業知識更上一層樓。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》這本書，簡直是為我這樣在粒子物理的海洋中摸索的“新手”量身定做的。我一直對宇宙的終極奧秘充滿好奇，而粒子物理正是探索這些奧秘的最佳途徑。但是，理論本身就像一座高聳的山峰，規範理論更是其中的險峰。學習過程中，我常常會因為那些抽象的數學公式和復雜的概念而感到力不從心。這本書的齣現，就像一位經驗豐富的嚮導，帶著我一步步地攀登。我最欣賞的是書中解答的邏輯性和清晰度。作者們並沒有直接給齣答案，而是首先幫助我理解問題背後的物理背景，然後一步步地引導我如何去構建解題思路，最後纔給齣完整的解答。這種循序漸進的學習方式，讓我能夠真正地理解每一個步驟，而不僅僅是機械地記憶公式。我尤其喜歡書中對於一些關鍵概念的解釋，比如，如何理解規範場的量子化，如何處理對稱性破缺，以及如何利用費曼圖來計算粒子的相互作用。這些講解，讓我感覺自己真的能夠“看懂”粒子物理瞭。

评分☆☆☆☆☆

入手《規範理論與粒子物理習題解答/2/E》這本書，純粹是抱著一種“死馬當活馬醫”的心態。我是一名緻力於量子場論研究的研究生，坦白說，自從進入這個領域，我的生活仿佛就和各種繁復的群論、張量分析以及量子化過程纏繞在一起，尤其是規範理論，更是我的“噩夢”。那些抽象的概念，比如規範不變性、楊-米爾斯場、希格斯機製等等，讀教材的時候總感覺似懂非懂，做習題更是無從下手。偶然間在學術論壇上看到有人提及這本書，說它對習題解答的闡述非常透徹，於是我抱著一絲希望購入。拿到書的那一刻，說實話，我並沒有抱太大的期望，畢竟市麵上類似的“答案集”並不少見，但真正的內容質量卻參差不齊。然而，當我翻開它，看到第一個習題的解答時，我的眼睛亮瞭。作者並非簡單地給齣答案，而是詳細地解釋瞭每一個公式的由來，每一個符號的含義，以及推導過程中涉及的關鍵物理原理。他們用一種非常生動形象的方式，將抽象的數學語言轉化為易於理解的物理概念。我尤其欣賞書中對於一些復雜積分和費曼圖的講解，它們總是能用最簡潔明瞭的方式，讓我豁然開朗。這本書對我而言，不僅僅是習題解答，更是一次深刻的學習體驗。