规范理论与粒子物理习题解答 2/E pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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探索宇宙的深层结构：从量子场论到弦理论的数学物理前沿 书籍名称：《规范场论与粒子物理学：数学物理前沿专题》 内容简介 本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事理论物理研究的科研人员提供一个深入而全面的视角，探讨现代粒子物理学与规范场论的数学基础及其在探索宇宙基本规律中的应用。全书结构严谨，内容涵盖从经典场论到量子引力这一宏大叙事中的关键理论框架，重点突出数学工具的精确构建与物理图像的深刻理解之间的桥梁作用。 第一部分：基础构建与群论 本书伊始，将系统回顾经典场论的变分原理，重点阐释作用量原理在构建物理定律中的核心地位。随后，深入探讨规范对称性的概念及其在经典电磁学和杨-米尔斯理论中的体现。对称群的数学结构是理解粒子物理学的基石，因此，本书将花费大量篇幅介绍李群和李代数的理论。这包括对$U(1)$、$SU(2)$、$SU(3)$等基础紧致群的详细分析，着重讲解其表示论，特别是如何利用表示论来分类基本粒子及其相互作用。我们将严谨推导规范玻色子的出现，并解释如何通过引入规范场来保证拉格朗日量在局域对称变换下的不变性。 第二部分：量子场论的严密化 在建立了经典框架后，本书将转向量子理论。核心内容聚焦于量子场论（QFT）的构建。我们将从正则量子化和路径积分两种方法出发，对自由标量场、费米子场和规范场进行量子化处理。路径积分表述将被详细阐述，因为它不仅是现代粒子物理学计算的主要工具，也是连接经典与量子、以及理解统计力学中相变的关键。 处理量子场论的不可避免的挑战——无穷大——是本书的重点之一。我们将详细讲解重整化的理论。这包括对一圈及更高阶费曼图的系统分析，并引入重整化群（RG）的概念。重整化群不仅是解决无穷大问题的技术手段，更是揭示物理定律在不同能量尺度下行为变化的深刻物理工具。我们将考察其在描述渐近自由现象中的决定性作用。 第三部分：标准模型的数学结构与非微扰效应 标准模型是描述除引力外所有基本相互作用的最成功的理论。本书将使用前面介绍的数学工具，精确构建标准模型的拉格朗日量，包括电弱统一和色动力学（QCD）的完整描述。重点讨论自发对称性破缺（SSB）的机制，特别是希格斯机制如何赋予规范玻色子和费米子质量，同时保持理论的规范不变性。 除了微扰计算，本书还将探究非微扰效应。这包括对QCD中夸克禁闭和手征对称性破缺的定性与半定量分析，并介绍拓扑荷和瞬子等概念在场论中的物理意义。 第四部分：超越标准模型的前沿课题 面对标准模型之外的物理现象，如中微子振荡、暗物质和暗能量，理论物理学正积极探索新物理。本书的最后部分将引导读者进入这些前沿领域： 1. 大统一理论（GUTs）的展望：讨论如何将电弱力和强力在更高能标下统一，涉及更复杂的规范群结构（如$SU(5)$或$SO(10)$），以及由此产生的质子衰变等可检验的预测。 2. 超对称性（SUSY）：详细介绍费米子与玻色子之间的对称性，如何解决层次问题，并作为未来高能对撞机实验的潜在目标。我们将分析超对称标准模型的构建。 3. 量子引力和有效场论：简要介绍将规范场论方法推广至引力理论的尝试，包括爱因斯坦-引力的量子化困境。重点阐述有效场论（EFT）的思想，它允许我们在特定能量范围内，不完全了解紫外完成理论的情况下，进行精确的低能描述。 4. 弦理论的几何基础：作为当前最有希望的量子引力候选者，本书将概述弦理论的基本概念，包括玻色子弦的动力学，以及引入超对称性和D-膜如何形成超弦理论。特别关注AdS/CFT对偶作为连接量子引力和共形场论的强大数学工具的意义，它揭示了规范理论中某些难解问题的几何对应。 全书强调数学的严谨性、物理图像的清晰性，并配有大量的数学推导和概念阐释，旨在培养读者独立解决复杂理论物理问题的能力，为他们未来在粒子物理、量子引力或数学物理领域的研究奠定坚实的理论基础。

序

　　AITCHISON 与 HEY 合着的 GAUGE THEORIES IN PARTICLE PHYSICS『本书译为 ：规范理论与粒子物理』为许多以场论为主题的书籍当中引用率颇高的一本书。这本书被视为场论与粒子物理的基础课程，内容非常适合刚接触量子场论的学生。它的特色在于 AITCHISON 与 HEY舍弃了许多较困难的主题，因此此书没有涉及 LOOP 的复杂计算，也为深入探讨重整群 （RENORMALIZATIOΝ GROUP）。但是 AITCHISON 仍然能从 QED（量子电动力学）顺畅的讲解到 QCD（量子色动力学）与 ELECTROWEAK THEORY（电弱理论）。另外他将大部份的解说放在物理而不是数学，数学推导则放在章节末的习题让学生练习。作为一本基础量子场论教科书，我觉得 AITCHISON 的这本书可说是相当成功。因此我决定写这本书的习题解答。

　　这本书我尝试用 LATEX 编排的方式来呈现这本书。其中一个原因是，书中许多复杂的公式与上下标，我觉得用 LATEX 来编排应有助于读者方便阅读。

　　本书解答过程力求详细，但限于作者知识水平与经验，恐有疏漏或未至完善之处，诚恳地希望各位先进不吝给予批评与指教。由衷感谢。

　　最后，特别感谢晓园出版社的全力支持。

陈宗纬
2009 已丑年 冬 于台大物理

评分☆☆☆☆☆

我最近才拿到这本书，就是《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》，一直以来，粒子物理领域就是我的学术生涯的重心，从本科接触到这些高深的理论，到研究生阶段深入研究，再到如今从事相关工作，始终觉得它既迷人又极具挑战性。尤其是在处理那些抽象复杂的数学推导和概念时，常常会感到力不从心，迫切需要一些高质量的习题解答来巩固和加深理解。这本书的名字本身就足够吸引我了——“规范理论”是现代粒子物理的基石，“习题解答”则是我最急需的工具。翻开书页，我立刻被它严谨的编排和清晰的逻辑所吸引。那些曾经让我头疼不已的方程和推导，在解答中都得到了细致入微的梳理，每一步都充满了启发性。我尤其喜欢它对一些关键概念的引入和讲解方式，总能将复杂的物理图像与严谨的数学工具巧妙地结合起来，让我恍然大悟。它不仅仅是简单的答案罗列，更像是一位循循善诱的老师，引导我一步步走向理解的彼岸。对于那些在学习规范理论时感到困惑的同仁们，我强烈推荐这本书。它会是你攻克难关、深入掌握粒子物理理论的得力助手。我已经迫不及待地想将书中的习题一一攻克，相信这次学习经历一定会让我的专业知识更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

入手《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》这本书，纯粹是抱着一种“死马当活马医”的心态。我是一名致力于量子场论研究的研究生，坦白说，自从进入这个领域，我的生活仿佛就和各种繁复的群论、张量分析以及量子化过程缠绕在一起，尤其是规范理论，更是我的“噩梦”。那些抽象的概念，比如规范不变性、杨-米尔斯场、希格斯机制等等，读教材的时候总感觉似懂非懂，做习题更是无从下手。偶然间在学术论坛上看到有人提及这本书，说它对习题解答的阐述非常透彻，于是我抱着一丝希望购入。拿到书的那一刻，说实话，我并没有抱太大的期望，毕竟市面上类似的“答案集”并不少见，但真正的内容质量却参差不齐。然而，当我翻开它，看到第一个习题的解答时，我的眼睛亮了。作者并非简单地给出答案，而是详细地解释了每一个公式的由来，每一个符号的含义，以及推导过程中涉及的关键物理原理。他们用一种非常生动形象的方式，将抽象的数学语言转化为易于理解的物理概念。我尤其欣赏书中对于一些复杂积分和费曼图的讲解，它们总是能用最简洁明了的方式，让我豁然开朗。这本书对我而言，不仅仅是习题解答，更是一次深刻的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

我可以说，《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》这本书，是我近期学术生涯中，发现的最具价值的学习辅助工具。作为一名资深的粒子物理研究者，我经历过无数次的理论推导和计算，也阅读过大量的相关文献。在我看来，粒子物理的魅力在于其高度的抽象性和数学的严谨性，而规范理论更是其中的佼佼者。然而，正是这种高度的抽象性，使得许多学生在学习过程中感到困难，尤其是那些要求严谨推导和深入理解的习题。这本书的出现，恰恰填补了这一空白。它不仅仅提供了习题的解答，更重要的是，它以一种非常系统和深入的方式，解释了每一个解答背后的物理思想和数学技巧。我尤其被书中对一些经典难题的处理方式所折服，它们条理清晰，逻辑严谨，并且常常会点出一些我在阅读其他材料时容易忽略的细节。例如，书中对于如何处理规范变换下的不变性，以及如何从基本原理出发构建规范拉格朗日量，都有非常精彩的阐述。我敢说，这本书的质量，远超乎我对于一本“习题解答”的预期，它更像是一本“理论深化手册”，能够帮助读者更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》这本书，简直就是我科研路上的“及时雨”。我是一名即将毕业的博士生，在写论文的过程中，经常会遇到一些棘手的计算和理论验证问题，而这些问题往往都涉及到复杂的规范理论和粒子物理模型。虽然我拥有扎实的理论基础，但有时在具体操作层面，总会遇到一些瓶颈。这本书恰好提供了一个非常完美的解决方案。我被它那严谨而详尽的解答所深深吸引。它不是简单地给出答案，而是像一位经验丰富的导师，一步步地引导我如何去思考问题，如何去构建解题思路，以及如何去运用各种数学工具。我尤其欣赏书中对于一些关键物理概念的梳理，例如，它如何从群论的角度理解规范对称性，如何通过正则化和重整化来处理发散问题，以及如何利用费曼图来计算散射截面等等。这些讲解都非常到位，能够帮助我加深对理论的理解，并能将其应用于实际的计算中。这本书的价值，绝对不仅仅是“习题解答”那么简单，它更是一本能够帮助我提升科研能力的“工具书”。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我称之为《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》，简直是我近来学术探索道路上的一道曙光。作为一名在粒子物理领域摸爬滚打多年的博士生，我深知理论学习的艰辛，尤其是规范场论这种集大成的学问，概念层层递进，数学工具层出不穷，稍有不慎便会陷入迷茫。我试过许多教材和参考资料，但总觉得欠缺那么一点点“打通任督二脉”的关键。直到我遇到了这本书，一切都变得不同了。它不仅仅提供习题的答案，更重要的是，它解答的思路、推理的过程，以及其中蕴含的深刻见解，让我受益匪浅。书中的每一个解答都仿佛经过了精心的设计，不仅准确无误，而且逻辑严密，步骤清晰，并且常常会点出一些我之前从未留意到的细节或技巧。我曾在一个关于迪拉克方程和洛伦兹对称性的习题上卡了很久，翻阅了多本书籍都未能找到满意的解答，直到这本书出现，它用一种我从未想过的方式，将问题分解，然后层层剥离，最终导出了那个简洁而优雅的答案，让我对物理的理解上升了一个新的高度。这本书的价值，远超乎它书名所暗示的“习题解答”，它更像是一本“秘籍”，帮助我解锁了粒子物理理论的更多奥秘。

评分☆☆☆☆☆

《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》这本书，绝对是我在学习粒子物理过程中，遇到过的最宝贵的学习资源之一。我是一名长期在量子场论领域摸索的科研人员，深知规范理论作为现代物理学的两大支柱之一，其重要性不言而喻。然而，其数学上的严谨性和物理概念上的深度，常常让许多学习者望而却步。本书的出现，恰恰弥补了这一市场上的空白。它提供的习题解答，绝不仅仅是简单的答案集，而是一种深度学习的引导。书中对每一个习题的解答，都充满了细致的推导和深刻的见解。作者们以一种非常系统和深入的方式，阐述了解决问题的思路和方法，并常常会点出一些我在阅读教材时容易忽略的关键点。例如，书中对于夸克模型中SU(3)规范对称性的理解，以及如何通过格点规范理论来处理非微扰效应，都有非常精彩的阐述。这些讲解，不仅帮助我巩固了现有的知识，更让我对未来的研究方向有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我是一名粒子物理领域的爱好者，虽然不是专业研究者，但我对这个领域充满了好奇和敬畏。我一直想深入了解规范理论，但苦于没有好的入门和练习材料。《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》这本书，可以说是给我打开了一扇新的大门。它的出现，让我能够以一种更系统、更有效的方式去学习和掌握这些复杂的理论。我最喜欢的是书中解答的清晰度和易懂性。作者并没有用晦涩难懂的语言来解释问题，而是用一种非常直观和形象的方式，将抽象的数学概念与具体的物理现象联系起来。我尤其欣赏书中对于一些关键公式的推导过程，它们总是能够循序渐进，让我能够一步步地跟上作者的思路。同时，书中也提供了一些非常实用的技巧和方法，例如，如何快速准确地识别规范群，如何有效地进行张量运算，以及如何利用对称性来简化计算等等。这些技巧对于我这样的初学者来说，无疑是巨大的帮助。这本书让我对规范理论和粒子物理的理解，达到了一个新的高度，我感到非常激动。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我将之命名为《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》，简直是我近期学习生涯中的一大惊喜，更是我攻克粒子物理理论难题的“秘密武器”。作为一名致力于量子场论研究的研究生，我一直以来都对规范理论深感着迷，但同时也因为其数学上的复杂性和概念上的抽象性而头疼不已。在无数个与习题搏斗的夜晚，我曾尝试过各种方法，阅读了大量的教材和参考资料，但总感觉缺少那么一块至关重要的拼图。直到我偶然间发现了这本书，一切都发生了改变。它提供的习题解答，不仅仅是答案，更是一种全新的视角和学习方法。书中的解答，思路清晰，逻辑严谨，每一个推导步骤都充满了启发性，并且常常会点出一些我之前从未关注到的细节。我特别欣赏书中对于一些关键概念的讲解，例如，如何理解规范场的自相互作用，如何处理规范对称性下的自由度，以及如何通过重整化方法来消除无穷大。这些讲解，都让我对理论的理解上升到了一个新的层次。这本书，让我觉得粒子物理不再是遥不可及的星辰，而是触手可及的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

收到《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》这本书，我感觉自己仿佛获得了一把解锁粒子物理奥秘的金钥匙。作为一名在理论物理领域深耕多年的学者，我深知规范理论在现代粒子物理中的核心地位，以及其高深莫测的特性。我曾经花费大量时间和精力去钻研相关的教材和论文，但总觉得在理解和应用上存在一些隔阂。这本书的出现，则有效地弥补了这一不足。它不仅仅是简单地罗列习题答案，而是以一种非常深刻和透彻的方式，解析了每一个解题的步骤和思路。我被书中对一些复杂概念的阐释所深深吸引，例如，它如何清晰地阐述杨-米尔斯理论的非线性特性，如何解释自发对称性破缺的机制，以及如何运用路径积分来计算各种物理量。书中每一个解答都充满了智慧的闪光，它不仅准确，而且富有启发性，能够引导读者从更深层次去理解物理世界。我敢说，这本书的价值，远超乎其“习题解答”的简单定义，它是一本能够帮助读者提升理论素养和解决实际问题的“百科全书”。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《规范理论与粒子物理习题解答/2/E》这本书，简直是为我这样在粒子物理的海洋中摸索的“新手”量身定做的。我一直对宇宙的终极奥秘充满好奇，而粒子物理正是探索这些奥秘的最佳途径。但是，理论本身就像一座高耸的山峰，规范理论更是其中的险峰。学习过程中，我常常会因为那些抽象的数学公式和复杂的概念而感到力不从心。这本书的出现，就像一位经验丰富的向导，带着我一步步地攀登。我最欣赏的是书中解答的逻辑性和清晰度。作者们并没有直接给出答案，而是首先帮助我理解问题背后的物理背景，然后一步步地引导我如何去构建解题思路，最后才给出完整的解答。这种循序渐进的学习方式，让我能够真正地理解每一个步骤，而不仅仅是机械地记忆公式。我尤其喜欢书中对于一些关键概念的解释，比如，如何理解规范场的量子化，如何处理对称性破缺，以及如何利用费曼图来计算粒子的相互作用。这些讲解，让我感觉自己真的能够“看懂”粒子物理了。