基础量子场论习题解答 2/E pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　F,Mandl 与 G.Shaw 合着的 Quantum Field Theory 本书译为:基础量子场论，以下称原着 几乎是所有高能理论的物理学所推荐的一本量子场论入门的书。在学生时期刚接髑量子场论的时候，教授便推荐此原着以及Ryder的量子场论当作额外阅读。Ryder的书虽然不错，但较倾向数学，而且也没有习题，甚为可惜。但是 Mandl & G.Shaw的原着内容简洁易懂，公式也整理的非常清础。大致上，这是学生或研究人员不需要参考太多额外的相关书籍就可以自修的一本书。特别是他与 Aitchison 的书一样，许多计算细节圴放在习题当中，内容则着重于物理的概念的解说。但是原着自 1993 年的修订版本推出之后，17年内便无改版。纵然十七年内无改版，原着的内容仍具有很高的参考价值。特别是 Mandl & G.Shaw的目的在于教导读者在这个领域真正解决物理问题的方法，而不是将量子场论隐藏在抽象的数学中。

　　但是很可惜的是，旧版内容无涉及强作用力以及路径积分，基础内容不算完整，使得原着使终无法成为值得一口气念完的一本书。特别是在 1999 与 2004年的两座诺贝尔奖均颁给了粒子物理的领域。1999年的诺贝尔奖颁给了G.tHooft与 M.J.G. Veltman，理由是他们阐明了电弱交互作用的量子结构。粗略的来说，他们证明了即使向量场因Higgs mechsnism带有质量，电弱交互作理论仍然是可以重整化的。2004年诺贝尔奖则颁给了D.J.Gross、H.D.Politzer与F. Wilczek三人，理由是他们发现了强交互作用里的asymptotic freedom。所以为了符合时代潮流，旧版的内容似乎有改版之必要。

　　随着读者的引颈企业，终于一直到2010年，原着以第二版的书姿态出现，立即吸引了大家(包括我)的目光，新的内容一口气增加了五个章节,包括规范理论，场论方法以及旧版没有提及的强作用力，asymptotic freedom 以及路径积分法，有了这些章节的入之后，使得原着的内容更更完整，也更适合初学者阅读。

　　透过网路书店购买到原着之后，便着手于这些额外章节习题的答。新版的内容在旧版之处仅有几处小小的更动，因此集结我在学生时期巳完成的旧版习题解答，于是便成了读者手上的这本书。

　　在本书中，我增加了大量的附录，希望能补足原着的不足，另一方面也希望这些附录能让读者在接触更深入的量了场论时先有一个基础上的认识。有些额另内容是直接放在本书的附录，有些则是放在题目之后或是章节之前。另外我也将一些直得注意的习题习题目附中註上简单内容。读者于快速阅览迥目录之后便能理解。希望这样能让读者于方便搜寻您所需要的资料。

　　另外，除了原着之外，也有许多不错的参考资料值得阅读。如果参考资料是书本，则全剖放在本书最后bibliography。如果参考资料是论文或是其他形式，则直接附加于内容中。读者或许巳经发现参考资料的量相当多，因此为了帮助读者，我在每一本我认为值得阅读的书前面放上一个星号 *。希望这些书帮助您更了解原着中所要说明与解释的物理。

　　本书解答过程力求详细，但限于作者知识水平与经验，恐有疏漏或未臻完善之处，诚恳的希望各位先进能不吝给予批评与指教。由衷感谢。如果各位读者对于本书有何的建议与批评，欢迎来信至以下的电子信箱: tml.physics@gmail.com ; f90222005@ntu,edu,tw 。非常感谢您阅读本书，希望这本书成为您书架上的收藏。

　　本书的完成要感谢内人怡甄无怨无悔支持，也要感谢我女儿在写作过程中陪伴我的可爱笑容与调皮的关怀。也要感谢我的家人于我研究生涯的鼓励与支持。

　　最后，特别感谢晓园出版的全力支持。

好的，这是一份关于一本名为《基础量子场论习题解答 2/E》之外的、内容翔实、风格自然的图书简介，旨在介绍一本与之主题相关但内容不同的书籍。 --- 书名：现代粒子物理学导论：从量子力学到标准模型 作者： [此处可虚构一位知名物理学家的名字] 出版社： [此处可虚构一家专业学术出版社的名称] 简介： 《现代粒子物理学导论：从量子力学到标准模型》是一本旨在为物理学研究生和高级本科生提供全面且深入的现代粒子物理学知识体系的教材。本书的核心目标是将读者从坚实的量子场论基础（假定读者已经具备初步的量子场论知识，但本书将提供必要的复习与深化）平稳过渡到对当前粒子物理学前沿——标准模型（Standard Model, SM）的深入理解和实际应用。 本书的编排结构清晰，逻辑连贯，旨在弥合理论物理的抽象概念与实验观测之间的鸿沟。全书共分为四大核心部分，循序渐进地引导读者构建起对基本粒子及其相互作用的现代图景。 第一部分：量子场论的重温与深化 尽管本书并非专门的习题解答集，但它在概念的引入上极为严谨。第一部分首先对狭义相对论与量子力学的结合——即量子场论的数学框架——进行了详尽的梳理。我们从经典的场论（如拉格朗日量形式化、欧拉-拉格朗日方程）出发，引入了玻色子和费米子场的量子化过程。重点探讨了狄拉克方程的相对论性处理，以及如何通过正则量子化方法构建自由场的态空间。 本部分的一个关键特色是对于因果性和洛伦兹协变性的严格要求，这为后续的微扰论展开奠定了坚实的基础。我们详细讨论了传播子（Propagators）的物理意义及其在计算中的核心作用，并对微扰展开的必要性进行了论证。在这里，我们侧重于概念的内在一致性，而非繁琐的计算技巧，确保读者对量子场论的物理图像有深刻的把握。 第二部分：相互作用的引入与微扰论 第二部分是连接自由场论与真实物理世界的桥梁。我们引入了相互作用项，并系统性地阐述了如何利用费曼图这一强大的工具来组织和计算散射过程。本书详尽介绍了微扰论的步骤，从散射矩阵（S-matrix）的定义开始，逐步构建起费曼规则。 特别值得注意的是，我们花了大量篇幅讨论紫外线发散问题的出现及其物理根源。我们采用直观且严格的方法引入重整化（Renormalization）的概念。不同于仅仅提供数学步骤，本书深入探讨了重整化群（Renormalization Group, RG）的物理含义——即物理定律如何依赖于我们选择的能量尺度。通过具体的 $phi^4$ 理论和量子电动力学（QED）的实例，读者将学会区分哪些是可重整化的理论，以及物理学家如何利用重整化的参数来预测高能行为。我们强调了有效场论（Effective Field Theory, EFT）的思想，展示了重整化如何成为一种普适的理论构建范式。 第三部分：规范场论的基础 粒子物理学的核心在于规范对称性。第三部分完全聚焦于规范场论（Gauge Theory），这是理解基本力（除引力外）的关键。 我们从阿贝尔规范不变性（U(1)，对应QED）开始，逐步推广到非阿贝尔规范对称性。本书详细推导了杨-米尔斯（Yang-Mills）理论的拉格朗日量，并阐述了规范场如何自相互作用的数学结构。在讨论量子色动力学（QCD）时，我们着重分析了渐近自由（Asymptotic Freedom）的深刻物理意义，这解释了夸克和胶子在高能下的自由表现。同时，我们也细致地探讨了夸克禁闭这一低能现象的理论挑战，尽管本书不直接解决所有难题，但会提供理解这些现象所需的前置知识框架。对于自发对称性破缺和希格斯机制，本书也提供了详细的推导和概念解释，为进入标准模型的核心打下坚实基础。 第四部分：粒子物理学标准模型（SM）的构建 最后一部分是将前三部分学到的工具应用于描述已知基本粒子的最成功理论——标准模型。我们将 $mathrm{SU}(3)_C imes mathrm{SU}(2)_L imes mathrm{U}(1)_Y$ 规范群下的所有基本粒子（夸克、轻子和规范玻色子）整合进一个完整的框架。 本章的重点在于： 1. 费米子耦合的完整性：如何保证规范理论中夸克和轻子的可重整化耦合，以及质量项的引入如何通过希格斯机制实现。 2. 规范玻色子的性质：光子、W和Z玻色子的产生和衰变，以及它们相互作用的详细结构。 3. CP破坏：在标准模型中，通过CKM矩阵对CP破坏的描述。 本书避免陷入过于复杂的超出标准模型的猜测性内容，而是将精力集中在对SM自身的精确理解和计算能力上。我们提供了若干关键计算的完整流程演示，如三代夸克衰变率、规范玻色子散射截面的定性理解，旨在使读者能够独立分析和理解该领域内的核心文献。 本书的独特之处： 本书的叙事风格旨在建立物理直觉而非单纯的数学堆砌。它假设读者希望了解“为什么是这个理论”，而非仅仅“如何使用这个公式”。通过对历史背景的适度回顾，对关键物理概念（如重整化群、规范不变性）的反复强调和多角度解释，本书力求培养读者解决前沿问题的理论思维能力。它是一本理论工具书，更是对现代物理学最精妙成就——标准模型——的一次完整而深刻的探索之旅。 ---

(1)  Quantum Field Theory : Mandl & G. Shaw's 2010
    1. Photons & the Electromagenetic Field
    2. Lagrangian Field Theory
    3. The Klein-Gordon Field
    4. The Dirac Field
    5. Photons : Covariant Theory
    6. The S-Matrix Expansion
    7. Feynman Diagrams & Rules in QED
    8. QED Processes in Lowest Order
    9.  Radiative Corrections
    10. Regularization
    11. Gauge Theories
    12. Field Theory Methods
    13. Path Integrals
    14. Quantum Chromodynamics
    15. Asymptotic Freedom
    16. Weak Interactions
    17. A Gauge Theory of Weak Interactions
    18. Spontaneous Symmetry Breaking
    19. The Standard Electro-Weak Interactions

(2) Appendix
   A . Notations
   B . Some basic concept in particle physics
   C.  t' Hooft's Dimensional regularization
   D.  The Dirac Equation
   E.  Feynman Propagators
   F.  Wick Theorem
   G.  Cross Section & Decay Rate
   H.  Discrete symmetries

评分☆☆☆☆☆

**评价四** 对于我这样一名初学者来说，学习量子场论就像在迷宫中摸索，教材的抽象性和习题的难度常常让我感到沮丧。我曾无数次地在解决一个具体的量子场论习题时，陷入逻辑困境，一遍遍地阅读课本，却依然找不到解题的方向。《基础量子场论习题解答 2/E》的出版，给了我莫大的希望。我非常期待这本书能够以一种清晰易懂的方式，一步一步地引导我完成那些令人望而生畏的习题。我希望它能够针对每一个习题，不仅给出最终的答案，更能解释清楚每一个推导步骤的物理意义和数学依据。特别是一些基础性的概念，例如狄拉克方程的解，相对论量子力学的一些早期尝试，以及最基础的量子电动力学的自由场等，如果能有详细的习题解答，将极大地帮助我建立起对量子场论的直观认识。这本书的出现，无疑为我这个“小白”铺平了学习道路。

评分☆☆☆☆☆

**评价三** 作为一名长期从事理论物理研究的研究生，我深知一本高质量的习题解答对于掌握复杂理论的重要性。量子场论的研究，离不开扎实的习题练习，而很多时候，课本上的例题和习题往往只提供了初步的指导，真正的挑战在于如何独立地完成那些需要深度思考和技巧的题目。《基础量子场论习题解答 2/E》的到来，让我看到了攻克量子场论难题的曙光。我关注的是它是否能够提供足够详尽的推导过程，以及对关键步骤的深入剖析。特别是一些涉及量子纠缠、量子信息以及更高维时空下的场论问题，我希望这本书能提供一些独特的见解和解题技巧。我相信，通过研读这本书的解答，我不仅能更有效地检验自己的学习成果，更能从中学习到更高级的研究方法和分析思路，从而提升我在理论物理领域的整体研究能力。

评分☆☆☆☆☆

**评价二** 我一直对理论物理领域抱有浓厚的兴趣，而量子场论无疑是这个领域中最具挑战性和吸引力的分支之一。从经典的电动力学到粒子物理的标准模型，量子场论都扮演着至关重要的角色。然而，这门学科的学习曲线异常陡峭，尤其是对于想要深入理解其精妙之处的学习者而言，习题的解答往往是连接理论与实践的关键桥梁。《基础量子场论习题解答 2/E》的出现，正是我所急需的。我坚信，一本好的习题解答，不仅应该提供准确无误的答案，更重要的是，它应该能够展现出思考过程，揭示解决问题的“艺术”。我尤其看重其对一些非标准解法或者不同角度理解问题的可能性。一本优秀的习题解答，能够拓宽我的视野，让我看到同一问题可能存在的多种解决路径，并学会如何权衡利弊。这本书的出版，无疑为我提供了一个绝佳的学习工具，我迫不及待地想与它一同探索量子场论的奥秘，相信它会成为我书架上不可或缺的良伴。

评分☆☆☆☆☆

**评价一** 终于等到《基础量子场论习题解答 2/E》的出版了，对于我这种在量子场论的海洋里挣扎了许久的学生来说，这简直是一场及时雨。我记得第一次接触量子场论时，那种挫败感至今仍历历在目。公式推导复杂，概念抽象，即使对着教材反复研读，很多习题依然是束手无策。每次遇到难题，总是在翻遍各种参考书，甚至在论坛上求助，才能勉强找到一些思路。但那种囫囵吞枣式的理解，终究难以深入。这次，看到有专门的习题解答，而且是针对第二版，这让我对接下来的学习充满了信心。我期望它能提供清晰、条理分明的解题步骤，不仅仅是给出答案，更重要的是，能够引导我理解解题的思路和背后的物理原理。希望它能帮助我扫清学习中的障碍，真正掌握量子场论的核心概念，为我未来的研究打下坚实的基础。特别是那些涉及路径积分、重整化群以及对称性破缺的习题，一直是我学习的重灾区，期待这本书能给我带来“醍醐灌顶”般的启发。

评分☆☆☆☆☆

**评价五** 在学术界，尤其是理论物理领域，一本权威的习题解答往往能起到“点石成金”的作用。很多时候，成功的学术成果背后，都有无数次对习题的反复推敲和验证。《基础量子场论习题解答 2/E》的出现，对于每一个渴望深入理解量子场论的学者而言，都具有非同寻常的意义。我非常期待这本书能够包含那些具有代表性的、能够体现量子场论核心思想的习题，并且其解答能够具有高度的学术价值。例如，与粒子探测、宇宙学以及凝聚态物理中量子场论应用的习题，如果能有深入的解答，无疑将极大地拓宽我的学术视野。我关注的不仅仅是“如何解”，更是“为何这样解”，以及这些解法背后所蕴含的深刻物理洞察。这本书的出版，为我们提供了一个宝贵的学习和交流平台，我相信它将成为推动量子场论研究发展的重要力量。