凝聚态、电磁学和引力中的多值场论 9787030350251 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 哈根.克莱纳特 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030350251

商品编码：12955799097

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名:凝聚态、电磁学和引力中的多值场论

定价：198.00元

售价：69.6元,便宜28.4元,折扣71

作者:(德)哈根.克莱纳特

出版社：科学出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787030350251

字数：633000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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《凝聚态电磁学和引力中的多值场论/现代物理基础丛书》编著者哈根·克莱纳特。在本理论中多值映射起了十分重要的作用正是由此，我们可以从自由物质的物理定律推导出与规范场耦合的物质的物理定律以及带挠率的引力理论。本书可作为研究人员、研究生学习掌握相变理论、量子场论、引力理论以及微分几何的参考书。

内容提要

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凝聚态、电磁学和引力中的多值场论给出了多值场论的基本框架，并通过在不同领域的应用对此理论加以了详尽的阐述。本理论的一个重要特性是它包含一个新的具有奇异性的规范场。这个规范场为某个曲面上的δ函数，该曲面的形状是任意的，只有该曲面的边界具有物理意义，理论在曲面形变下的不变性可看作是一种新的规范对称性。
在本理论中多值映射起了十分重要的作用。正是由此，我们可以从自由物质的物理定律推导出与规范场耦合的物质的物理定律以及带挠率的引力理论。
凝聚态、电磁学和引力中的多值场论可作为研究人员、研究生学习掌握相变理论、量子场论、引力理论以及微分几何的参考书。

目录

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译者的话
序言
第1章 基础知识
1.1 牛顿力学的伽利略不变性
1.1.1 平移
1.1.2 转动
1.1.3 伽利略推进
1.1.4 伽利略群
1.2 麦克斯韦方程的洛伦兹不变性
1.2.1 洛伦兹推进
1.2.2 洛伦兹群
1.3 无穷小洛伦兹变换
1.3.1 群变换的生成元
1.3.2 群乘积和李代数
1.4 矢量、张量和标量场
1.4.1 离散洛伦兹变换
1.4.2 庞加莱群
1.5 洛伦兹变换的微分算子
1.6 矢量和张量算子
1.7 有限洛伦兹变换下矢量和张量的行为
1.7.1 转动
1.7.2 洛伦兹推进
1.7.3 洛伦兹群
1.8 相对论性点粒子力学
1.9 量子力学
1.10 电磁场中的相对论性粒子
1.11 狄拉克粒子和场
1.12 能动张量
1.12.1 点粒子
1.12.2 理想流体
1.12.3 电磁场
1.13 角动量和自旋
1.14 依赖时空的洛伦兹变换
1.14.1 角速度
1.14.2 角梯度
附录
1A 张量恒等式
文献与注记
第2章 作用量方法
2.1 广义质点动力学
2.2 相对论性单粒子
2.3 标量场
2.3.1 局域性
2.3.2 洛伦兹不变性
2.3.3 场方程
2.3.4 平面波
2.3.5 作为非相对论极限的薛定谔量子力学
2.3.6 自然单位
2.3.7 哈密顿形式
2.3.8 守恒流
2.4 由作用量的极值导出麦克斯韦方程
2.4.1 电磁场作用量
2.4.2 电磁场的另一种作用量
2.4.3 电磁场的哈密顿量
2.4.4 麦克斯韦理论的规范不变性
2.5 带电点粒子的麦克斯韦-洛伦兹作用量
2.6 具有电磁相互作用的标量场
2.7 狄拉克场
2.8 量子化
文献与注记
第3章 连续对称性和守恒定律、Noether定理
3.1 连续对称性和守恒定律
3.1.1 对称变换的群结构
3.1.2 实质变分
3.1.3 守恒定律
3.1.4 守恒定律的另外一种推导
3.2 时间平移不变性和能量守恒
3.3 动量和角动量
3.3.1 空间中的平移不变性
3.3.2 转动不变性
3.3.3 质心定理
3.3.4 由洛伦兹不变性而导致的守恒律
3.4 生成对称性
3.5 场论
3.5.1 连续对称性和守恒流
3.5.2 另一种推导
3.5.3 局域对称性
3.6 正则能动张量
3.6.1 电磁学
3.6.2 狄拉克场
3.7 角动量
3.8 四维角动量
3.9 自旋流
3.9.1 电磁场
3.9.2 狄拉克场
3.10 对称的能动张量
3.11 内部对称性
3.11.1 U(1)对称性和电荷守恒
3.11.2 内部对称性破缺
3.12 生成量子场的对称变换
3.13 相对论性质点的能动张量
3.14 电磁场中带电质点的能动张量
文献与注记
第4章 静磁场中的多值规范变换
4.1 电流分布的矢势
4.2 磁场的多值梯度表示
4.3 由多值规范变换产生磁场
4.4 磁单极
4.5 多值规范变换导致的粒子间小磁耦合
4.6 多值标量场与单值矢量场的等价性
4.7 电流和磁单极的多值场论
文献与注记
第5章 超流和超导中的多值场论
5.1 超流相变
5.1.1 构型熵
5.1.2 无质量激发的起源
5.1.3 涡旋密度
5.1.4 配分函数
5.1.5 相互作用能的连续统推导
5.1.6 物理跃变曲面
5.1.7 超流的正则表述
5.1.8 汤川环线气体
5.1.9 超流规范场
5.1.10 无序场论
5.2 超导体中的相变
5.2.1 金兹堡-朗道理论
5.2.2 超导的无序场论
5.3 序参量与无序参量的对比
5.3.1 ⁴He超流
5.3.2 超导
5.4 超导相变级数与三重临界点
5.4.1 涨落区域
5.4.2 一级相变还是二级相变
5.4.3 具有涡旋线的超导体的配分函数
5.4.4 一级相变情形
5.4.5 二级相变的涡旋线起因
5.4.6 三重临界点
5.4.7 无序场论
5.5 涡旋晶格
附录
5A 超流中的单个涡旋
文献与注记
第6章 超流动力学
6.1 超流的流体力学描述
6.2 第二声速度
6.3 涡旋电磁场
6.4 一个简单的例子
6.5 理想量子流体的Eckart理论
6.6 旋转的超流
文献与注记
第7章 带电超流动力学及超导
7.1 带电超流的流体力学描述
7.2 带电超流的伦敦理论
7.3 在伦敦方程中加入涡旋
7.4 超导的流体力学描述
附录
7A 超导的激发谱
7B 超导体的金兹堡-朗道理论的特性
文献与注记
第8章 相对论性磁单极与电荷禁闭
8.1 磁单极规范不变性
8.2 电荷的量子化
8.3 电流和磁流间的相互作用
8.4 对偶规范场表述
8.5 磁单极规范固定
8.6 无自旋带电粒子的量子场论
8.7 磁荷禁闭理论
8.8 磁单极场的二次量子化
8.9 电荷禁闭的量子场论
文献与注记
第9章 从理想晶体到含缺陷晶体的多值映射
9.1 缺陷
9.2 位错线与伯格斯矢量
9.3 旋错线与弗兰克矢量
9.4 位错与旋错的相互依赖性
9.5 连续统介质中具有无穷小间断的线缺陷
9.6 位移场的多值性
9.7 位移场的光滑性和Weingarten定理
9.8 位移场的可积特性
9.9 位错与旋错密度
9.10 便于记忆的构造缺陷密度的方法
9.11 缺陷规范不变性
9.12 线缺陷的分叉
9.13 缺陷密度及不相容度
文献与注记
第10章 缺陷的熔解
10.1 比热
10.2 含缺陷的固体的弹性能
文献与注记
第11章 曲线坐标系中的相对论力学
11.1 等效原理
11.2 一般坐标系中的自由粒子
11.3 闵可夫斯基几何在一般坐标系中的表述
11.3.1 局域基标架
11.3.2 闵可夫斯基坐标下的矢量场和张量场
11.3.3 一般坐标系中的矢量和张量场
11.3.4 仿射联络及协变导数
11.4 挠率张量
11.5 协变时间导数及加速度
11.6 作为仿射联络协变旋度的曲率张量
11.7 黎曼曲率张量
附录
列维-西维塔张量的曲线坐标形式
文献与注记
第12章 缺陷诱导的挠率和曲率
12.1 多值无穷小坐标变换
12.2 非完整坐标变换示例
12.2.1 位错
12.2.2 旋错
12.3 仿射空间的微分几何特性
12.3.1 度规和仿射联络的可积性
12.3.2 局域平行
12.4 具有曲率和挠率的仿射空间中的回路积分
12.4.1 平行矢量场的回路积分
12.4.2 坐标的回路积分
12.4.3 闭合破损及伯格斯矢量
12.4.4 针对曲率的另一个回路积分
12.4.5 宇宙晶体中的平行
12.5 曲率和挠率张量的比安基恒等式
12.6 黎曼时空中的一些特殊坐标系
12.6.1 测地坐标系
12.6.2 正则测地坐标
12.6.3 谐和坐标
12.6.4 det(g_μν)=1的坐标
12.6.5 正交坐标系
12.7 R_μνλ^κ和S_μν^λ的独立分量个数
12.7.1 二维情形
12.7.2 三维情形
12.7.3 四维及更高维情形
文献与注记
第13章 嵌入引起的曲率和挠率
13.1 常曲率时空
13.2 基矢
13.3 挠率
文献与注记
第14章 多值映射原理
14.1 点粒子的运动
14.1.1 具有曲率的空间中的经典作用量原理
14.1.2 有挠空间中的自平行轨迹
14.1.3 自旋的运动方程
14.1.4 梯度挠率的特性
14.2 由嵌入而得的自平行轨迹
14.2.1 自平行的特殊作用
14.2.2 高斯的小约束原理
14.3 可看作自平行轨迹的麦克斯韦-洛伦兹轨道
14.4 由挠率而得Bargmann-Michel-Telegdi方程
文献与注记
第15章 引力场方程
15.1 不变作用量
15.2 能动张量与自旋密度
15.3 对称能动张量和缺陷密度
文献与注记
第16章 整数自旋的小耦合场
16.1 黎曼-嘉当空间中的标量场
16.2 黎曼-嘉当空间中的电磁学
文献与注记
第17章 半整数自旋粒子
17.1 局域洛伦兹不变性与非完整坐标
17.1.1 狄拉克作用量的非完整像
17.1.2 标架场
17.1.3 局域惯性系
17.1.4 标架和多值标架场的区别
17.1.5 中间坐标基底下的协变导数
17.2 黎曼-嘉当空间中的狄拉克作用量
17.3 里奇恒等式
17.4 耦合的另一种形式
17.5 矢量场的不变作用量
17.6 局域洛伦兹不变性的验证
17.7 包含自旋物质的场方程
文献与注记
第18章 协变守恒定律
18.1 自旋密度
18.2 能动张量密度
18.3 守恒律的协变导数
18.4 具有整数自旋的物质
18.5 守恒律与比安基恒等式的关系
18.6 由能动守恒而得粒子轨迹
文献与注记
第19章 自旋物质引力的规范理论
19.1 局域洛伦兹变换
19.2 局域平移变换
文献与注记
第20章 引力中挠率的隐失特性
20.1 源于挠率的局域4费米子相互作用
20.2 引力不需要挠率
20.3 标量场
20.4 修正的能动守恒律
20.4.1 梯度挠率情形下的解
20.4.2 与标量场相耦合的梯度挠率
20.4.3 一种新的标量积
20.4.4 自相互作用希格斯场
20.5 小结
文献与注记
第21章 引力的平行理论
21.1 爱因斯坦作用量的挠率形式
21.2 施瓦氏(Schwarzschild)解
文献与注记
第22章 呈展引力
22.1 宇宙晶体中的引力
22.2 源于闭合Friedmann宇宙中物质和辐射涨落的引力
文献与注记
索引
《现代物理基础丛书》已出版书目

作者介绍

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文摘

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序言

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好的，这是一份关于其他主题的图书简介，字数大约1500字，旨在详细介绍一个与您提供的书名主题完全不同的图书内容： --- 《宏观经济学前沿：全球化、技术变革与可持续发展》 书籍简介 本书深入探讨了当前全球经济图景中的三大核心驱动力：全球化进程的再审视、颠覆性技术变革的深远影响，以及实现长期可持续发展的政策路径。不同于传统宏观经济学侧重于短期波动和古典的供需平衡模型，本书将分析的视角聚焦于结构性转型、非线性增长路径以及跨国界合作的复杂性。 第一部分：全球化新常态下的结构性挑战 全球化在过去数十年间重塑了世界经济格局，但近年来，地缘政治紧张、贸易保护主义抬头以及供应链的脆弱性暴露，使得“逆全球化”或“慢全球化”的讨论成为焦点。本书首先对过去三十年的全球化模式进行了批判性回顾，特别是其在收入不平等和产业空心化方面带来的副作用。 供应链的韧性与重构： 我们不再仅仅关注效率最大化，而是转向韧性与安全。本书详细分析了企业如何通过“近岸外包”（Near-shoring）、“友岸外包”（Friend-shoring）和建立多元化采购网络来应对冲击。这种重构不仅是地理上的转移，更是对生产网络复杂性的重新评估。例如，我们探讨了关键原材料（如稀土、半导体）的战略储备和国内生产能力的恢复对国家经济安全的影响。 全球金融一体化与资本流动： 尽管资本的跨境流动依然活跃，但监管环境和地缘政治风险使得资本配置模式发生了变化。本书研究了全球价值链（GVCs）的金融化趋势，以及如何平衡资本自由流动带来的效率提升与金融稳定风险。特别是，我们分析了数字货币和跨境支付系统的发展对传统国际货币体系（如美元主导地位）构成的潜在挑战。 劳动力市场的全球化分工与技术替代： 全球化加速了知识和技能的转移，但也使得中等技能岗位的竞争日益激烈。本书引入了“技能偏向型技术变革”（SBTC）与全球化交互作用的模型，考察了发达国家和发展中国家如何适应这种分工。我们强调，教育体系的改革和终身学习机制的建立是应对这种结构性失业的关键。 第二部分：第四次工业革命与生产率悖论 技术进步，尤其是人工智能（AI）、大数据、物联网（IoT）和生物技术，正在以前所未有的速度重塑生产力函数。然而，令人费解的是，发达经济体的官方统计数据显示，过去十多年里，全要素生产率（TFP）的增长显著放缓，即所谓的“生产率悖论”。 AI驱动的生产率重估： 本书认为，传统衡量生产率的方法未能充分捕捉到数字化技术带来的“隐性红利”和初期投入的成本。我们提出了一个分析框架，用于区分“扩散滞后”（Diffusion Lag）和“衡量偏差”（Measurement Bias）。AI技术的广泛应用需要时间来渗透到各个行业流程中，并且很多数字服务（如免费的在线信息、即时通讯）的价值并未完全体现在GDP核算中。 数字经济的垄断与竞争： 平台经济的崛起带来了前所未有的网络效应，这既是效率的来源，也是竞争受损的根源。本书深入分析了大型科技公司（Big Tech）的“赢者通吃”现象，并讨论了反垄断政策在数字时代的适用性。我们对比了欧盟、美国和中国在监管平台经济方面的不同策略及其对创新生态的影响。 资本深化与“无形资产”投资： 现代经济中，知识产权、软件、数据和品牌等无形资产的投资比重急剧上升。本书构建了包含无形资产的资本深化模型，解释了为什么高科技领域的资本支出并未在宏观数据中充分体现，以及这对投资回报率（ROI）和长期增长潜力的影响。 第三部分：迈向韧性与包容性的可持续增长 应对气候变化和资源约束已不再是边缘议题，而是宏观经济政策的核心。本书将环境可持续性与经济增长目标有机结合，探讨了实现“绿色转型”所需的财政、货币和监管工具。 碳定价机制的有效性与公平性： 我们详细评估了碳税、碳排放交易体系（ETS）等不同碳定价工具在不同经济体中的实施效果。重点分析了如何设计补偿机制（如“碳红利”），以减轻对低收入家庭和高碳行业的影响，从而确保转型的社会公平性。 绿色金融与风险管理： 气候变化对金融体系构成了系统性风险。本书探讨了央行和金融监管机构在识别、披露和管理气候相关金融风险方面的角色。这包括对“搁浅资产”（Stranded Assets）的压力测试，以及如何通过绿色债券和可持续发展挂钩贷款来引导私人资本流向低碳项目。 财政政策在转型中的角色： 实现大规模基础设施的脱碳（如电网升级、公共交通电气化）需要持续的公共投资。本书主张使用“现代货币理论”（MMT）的某些洞察力来审视财政赤字在应对气候危机时的界限，并提出了如何构建能够促进长期生产力提升的“绿色财政刺激”方案。 全球公共产品与跨国治理： 气候变化、大流行病和数字治理是典型的全球公共产品问题。本书论述了加强多边机构（如WTO、IMF、WHO）在协调气候政策、技术标准和全球税收方面的必要性。只有通过协调一致的国际行动，才能避免“竞次战略”（Race to the Bottom）对环境和社会标准造成侵蚀。 结论： 《宏观经济学前沿》旨在为政策制定者、学者和关注全球经济走向的读者提供一个全面、深入的分析框架。它强调，未来的经济增长不再是简单的线性扩张，而是一个需要平衡效率、韧性、公平与环境可持续性的复杂系统工程。本书提供的工具和洞察力，有助于理解和应对当前这一充满不确定性的全球经济新常态。 ---

评分☆☆☆☆☆

阅读这样一本极具挑战性的著作，我预期会遇到许多关于连续性与离散性、局部性与非局部性之间张力的讨论。多值性在数学上往往与非解析性或分支点相关联，这在物理上可能对应于系统在某些临界点或奇点附近的剧烈行为。例如，在处理量子霍尔效应或分数统计粒子时，场量通常是围绕拓扑环路积分而产生一个相位因子，这本质上就是一种多值现象的体现。我希望这本书能将这种局部的、拓扑起源的“多值性”推广到一个更普适的框架，用以解释电磁场在极端非线性介质中的行为，甚至是如何在量子引力效应显著的区域描述时空本身的非平凡结构。它要求读者跳出现有的场论框架，去思考场函数本身是否需要具有“记忆性”——即场的当前值不仅取决于当前位置，还取决于遍历该点的历史路径。这本书如果能成功地将这些跨越尺度的物理直觉用严谨的数学形式统一起来，那将是物理学界的一大贡献。

评分☆☆☆☆☆

从书名来看，这本书似乎聚焦于“连接”——将描述物质内部行为的物理学（凝聚态）与描述时空结构本身的物理学（引力）通过一个统一的数学框架（多值场论）联系起来。这种尝试在学术界是一个非常前沿且高风险的领域，因为广义相对论本身是几何理论，而量子场论传统上是基于平坦时空或微扰框架的。我个人最感兴趣的是，作者是否采用了全息对偶（Holographic Duality）的视角，比如 AdS/CFT 猜想，来作为连接凝聚态系统和引力模型的桥梁。在全息对偶中，引力侧的几何和动力学往往由边界场论中的某些非平凡的场结构所编码。如果这本书确实是围绕全息原理展开，那么它很可能详细讨论了如何构造具有特定拓扑或多值性的边界场论，以再现引力场中奇异的行为，例如黑洞的视界动力学。阅读此类著作，需要读者具备很强的抽象思维能力，能够接受“物理实在”可能不仅仅是经典量子的简单叠加，而是内在地依赖于观察角度或路径依赖的复杂函数。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本厚重的专业书籍时，我立刻被其严谨的学术气场所吸引。它明显不是一本面向初学者的科普读物，更像是为已经掌握了标准量子场论（QFT）和广义相对论（GR）的进阶研究人员量身打造的。我推测，它可能会花费大量篇幅来论证为什么在传统的一值（single-valued）场论框架内，某些物理现象，例如强耦合下的规范场动力学，或者某些拓扑缺陷的动力学行为，难以被精确描述，进而引出引入多值性的必要性。这种多值性可能不仅仅是数学上的代数结构变化，而是物理上对应于某些基础变量的“非单调”响应，或许与某些模态的集体激发具有高度的非线性耦合有关。我很好奇作者是如何处理其规范不变性和能量动量守恒这些基本要求的，因为多值性往往会引入一些非标准的边界条件或积分路径选择，这在严格的量子场论计算中是极其敏感的。如果这本书能提供一套系统且自洽的处理方法，那它无疑是极具开创性的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名就让我联想到了那些深邃的物理学概念，它似乎在试图搭建一个宏伟的理论框架，将凝聚态物理的微观世界、经典电磁学的宏观描述以及广袤宇宙中的引力规律联系起来。我特别期待看到作者如何处理这些看似截然不同的领域之间的深层联系，比如在非微扰（non-perturbative）的量子场论视角下，材料中的集体激发是否能找到与时空几何更为本质的对应。通常情况下，讨论多值场（multivalued fields）会涉及到拓扑结构和 Berry 几何，这在凝聚态物理中，尤其是在研究拓扑绝缘体或拓扑超导体时是至关重要的。我猜想这本书可能会深入探讨在某些特殊对称性破缺情况下，场论的规范自由度是如何被约束或重新定义的，从而在不同物理尺度上产生一致的描述。阅读这类书籍往往需要扎实的数学基础，尤其是微分几何和拓扑学，但我相信，如果作者能巧妙地将这些抽象的工具与具体的物理图像相结合，这本书将是理论物理研究者工具箱中不可多得的珍品，能为理解复杂系统的涌现行为提供全新的数学语言。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度暗示了其内容的广博性与深度，它不是对既有理论的简单复述，而更像是一次深入的理论挖掘。我揣测，内容的核心可能在于对“规范”概念的重新审视。在电磁学中，规范变换是保证物理量不变性的工具；在引力中，坐标变换是保持物理定律协变性的基础。如果引入了多值场，那么“多值”本身是否可以被视作一种新的、更深层次的规范自由度，或者说，它是否揭示了某些传统上被视为基本常量的量，实际上是在特定背景下涌现出来的？例如，在凝聚态中，有效质量或有效电荷的变化，是否可以在更基础的多值场语言下被统一理解？我希望作者能提供清晰的数学推导，展示如何从一个基础的、具有更高对称性的多值拉格朗日量出发，通过适当的“约化”或“投影”，还原出我们熟悉的、适用于描述特定低能物理的理论。这种自上而下的构建方式，是理论物理的终极追求之一。