引力場及量子場的真空動力學圖像

前言

本書在原有量子場理論的基礎(chǔ)上，引入了真空物質(zhì)，并定義該物質(zhì)為真空場。在真空場的基礎(chǔ)上，將點模型量子場的“點”引入了鄰域，該鄰域構(gòu)成量子場的內(nèi)稟空間，從而為建立量子場的真空物理學圖像搭建了一個平臺。有鄰域的點并不會違反相對論，為描述粒子所有的內(nèi)稟特性，該理論擴展了量子場的四維時空，引入了多自由度粒子內(nèi)稟空間及相應(yīng)的算符，在擴充描述空間的同時，保持了數(shù)學形式和現(xiàn)代量子場的一致性。這使得經(jīng)典理論進一步完善，其數(shù)學形式和現(xiàn)代經(jīng)典量子場理論基本一致，但這些數(shù)學表達式有了更基本的真空性質(zhì)作為物理基礎(chǔ)，使理論有了明晰的物理圖像。全書共有11章。第1章講述真空的結(jié)構(gòu)，從真空的基本性質(zhì)出發(fā)，引入基本假設(shè)建立真空場。第2章和第3章講述場的拉格朗日形式、對稱性和場量子化，討論真空背景場的性質(zhì)。第4章從真空場的角度講述狹義相對論和廣義相對論，引入測量協(xié)變原理，導出了光速不變原理；時空彎曲被理解為大范圍的真空場形變，廣義相對論的空間不再是真空。第5章和第6章講述光子的結(jié)構(gòu)和電磁場理論，由普朗克常數(shù)h的真空場性質(zhì)建立了光子結(jié)構(gòu)，解釋了光子各種奇妙的物理特性。第7章講述電子的內(nèi)稟結(jié)構(gòu)和自由電子理論，引入了球?qū)ΨQ波的概念，解釋了輕子質(zhì)量和自旋，并算出了電磁耦合常數(shù)。第8章和第9章講述規(guī)范不變性和弱作用場，提出了半向空間概念，解釋了宇稱不守恒；利用質(zhì)量算符特性使玻色子具有質(zhì)量，不再采用對稱破缺獲得的質(zhì)量。第10章講述強相互作用；真空場的塑性形變導致維度分裂，構(gòu)成強子的弦結(jié)構(gòu)，這使得真空場塑性形變部分可以用弦理論來描述。第1l章講述電動力學，通過舉例介紹量子電動力學的過程，給出了跑動耦合常數(shù)的真空場解釋；量子場的相互作用導致真空場泡沫化，出現(xiàn)量子場反常維度。本書配有大量的清晰插圖，盡可能地利用圖像來說明量子場論的基本概念，以便讀者閱讀和理解。由于作者水平有限，書中難免有所疏漏，歡迎各位讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　 本書討論了真空背景場中的相對論和量子場理論，真空場理論是力圖建立四種力場統(tǒng)一的理論，整個理論體系建立在真空性質(zhì)的四條基本假設(shè)之上。四種力場統(tǒng)一的機理源自于四種力場都是真空場不同形式的形變所導致的，該書講述了不同形式的真空場形變。書中講述的一些新的物理概念對于理論物理學工作者有很好的啟發(fā)和借鑒作用，為物理學研究提供了一個新的視角。

書籍目錄

第1章  真空的結(jié)構(gòu)	　1.1  量子場概述	　　1.1.1  基本粒子的分類	　　1.1.2  理論	　　1.1.3  量子場論的建立和發(fā)展	　　1.1.4  自然單位制	　　1.1.5  度規(guī)	　　1.1.6  四種力場	　1.2  真空物理圖像的歷史	　　1.2.1  以太的真空圖像	　　1.2.2  Dirac的真空	　　1.2.3  量子場論的真空圖像	　1.3  真空場的引入	　　1.3.1  實驗手段及面臨的困難	　　1.3.2  真空場的基本假設(shè)	　　1.3.3  真空場的維度性質(zhì)	　　1.3.4  真空場基本單元的粒子性	　　1.4  真空場基本單元的靜態(tài)應(yīng)變分析	　　1.5  真空中量子場理論建立的基本思想	第2章  量子場的運動方程和真空背景場的均勻性	　2.1  場的拉格朗日形式	　　2.1.1  經(jīng)典力學的拉格朗日形式	　　2.1.2  場的拉格朗日形式	　　2.1.3  費曼路徑積分	　2.2  真空背景場的對稱性與守恒定律	　　2.2.1  真空背景場的對稱性	　　2.2.2  奈特定理	　　2.2.3  時空平移不變性和能量動量守恒	　　2.2.4  洛倫茲不變性和角動量守恒	第3章  正則量子化和粒子解釋	　3.1  場量子化的物理圖像	　　3.1.1  算符的對易關(guān)系的物理意義	　　3.1.2  量子場算符的對易關(guān)系	　3.2  正則量子化	　　3.2.1  哈密頓形式和正則量子化	　　3.2.2  Bose場的正則量子化	　　3.2.3  Fermi場的正則量子化	　3.3  實標量場	　　3.3.1  正則量子化	　　3.3.2  動量表象	　　3.3.3  粒子數(shù)算符和粒子解釋	　　3.3.4  零點能與生滅算符	　　3.3.5  協(xié)變對易關(guān)系與微觀因果性	　　3.3.6  Feynman傳播函數(shù)	第4章  引力場	　4.1  概述	　　4.1.1  狹義相對論時空	　　4.1.2  廣義相對論時空	　　4.1.3  測量協(xié)變與協(xié)變場	　4.2  測量協(xié)變性	　　4.2.1  測量協(xié)變原理	　　4.2.2  參照系間的相對性	　　4.2.3  光速不變原理	　　4.2.4  潮汐力	　4.3  時空坐標架	　　4.3.1  時間的原始概念	　　4.3.2  時空間隔	　　4.3.3  張量的變換定律	　4.4  協(xié)變導數(shù)與引力規(guī)范場 	　　4.4.1  矢量的勒維—奇維塔平移	　　4.4.2  協(xié)變微分	　　4.4.3   與 的關(guān)系	　　4.4.4  引力場和量子場間的關(guān)系	　4.5  彎曲時空的描述	　　4.5.1  曲率張量	　　4.5.2  愛因斯坦張量	　　4.5.3  短程線	　4.6  引力場方程	　　4.6.1  流守恒律	　　4.6.2  愛因斯坦引力場方程	　　4.6.3  引力場的萬有特性	　4.7  引力波	　　4.7.1  弱場近似	　　4.7.2  引力波	　　4.7.3  引力子的內(nèi)稟結(jié)構(gòu)	第5章  真空場中光子的一維圖像	　5.1  光子的現(xiàn)有圖像	　　5.1.1  光子的電磁波圖像	　　5.1.2  光子的粒子性	　　5.1.3  不確定關(guān)系	　　5.1.4  光子的量子力學波函數(shù)	　5.2  光子內(nèi)稟空間 維的分析	　　5.2.1  真空場理論中光子的圖像概述	　　5.2.2  光子 維概述	　　5.2.3  形變極限值 的真空場物理意義	　　5.2.4  光子 維的能量	　　5.2.5  光子 維的動量	　　5.2.6  光子 維的內(nèi)稟場位移函數(shù) 的建立	第6章  光子四維時空圖像	　6.1  光子的內(nèi)稟結(jié)構(gòu)	　　6.1.1  光子的力線構(gòu)成縱波	　　6.1.2  光子單根力線的位移函數(shù)	　　6.1.3  光子縱波的非擴散性	　　6.1.4  光子的纖維結(jié)構(gòu)	　　6.1.5  光子的簡化波函數(shù)	　　6.1.6  光子橫向波動及幾率波	　　6.1.7  光子的極化和自旋	　　6.1.8  光子波粒二象性的物理圖像	　6.2  電磁場理論	　　6.2.1  電磁場的協(xié)變形式和Lorentz條件	　　6.2.2  Coulomb規(guī)范量子化電磁場	　　6.2.3  Lorentz規(guī)范量子化	　　6.2.4  動量表象和粒子解釋	第7章  輕子的圖像	　7.1  輕子的纖維結(jié)構(gòu)	　　7.1.1  單電子內(nèi)稟場的應(yīng)變	　　7.1.2  單電子內(nèi)稟場徑向部分的形變	　　7.1.3  無自旋電子的纖維場的分區(qū)結(jié)構(gòu)	　　7.1.4  輕子內(nèi)稟結(jié)構(gòu)的簡化	　　7.1.5  內(nèi)稟空間基和粒子空間基的自相似性	　　7.1.6  輕子和光子的耦合構(gòu)成德布羅意波	　　7.1.7  電子的電力線	　　7.1.8  電子的磁力線	　　7.1.9  輕子的麥克斯韋方程	　7.2  輕子自旋	　　7.2.1  輕子自旋波	　　7.2.2  自旋波在輕子內(nèi)稟時空中的傳播特性	　　7.2.3  自旋量子場的時空形變量	　　7.2.4  自旋角動量	　　7.2.5  轉(zhuǎn)動應(yīng)變量構(gòu)成自旋動量	　　7.2.6  電子的自旋自由度	　7.3  輕子的質(zhì)量	　……第8章  場的定域規(guī)范不變性	第9章  弱作用場	第10章  強子結(jié)構(gòu)	第11章  量子電動力學基本過程附錄A

章節(jié)摘錄

插圖：1.時間的單向性實際的情況是物質(zhì)總是處于不斷的運動之中，小到基本粒子，大到宇宙都處于運動中。對于某一區(qū)域而言，該區(qū)域總存在多個運動物體，多個運動物體構(gòu)成一個運動體系，這個運動體系的運動效應(yīng)構(gòu)成了該區(qū)域存在時間維度。如果該區(qū)域的時間倒流，那么該區(qū)域的運動體系就必須滿足如下條件：所有運動的獨立體必須從原路徑返回，這種返回必須絲毫不差；體系之間返回時的相互關(guān)系必須保持不變。這樣苛刻的條件就是在一個極小的區(qū)域都很難實現(xiàn)，更何況在一個大的區(qū)域。因為不可能同時存在一種鏡像力場，讓整個體系的（至少是一個區(qū)域）所有物質(zhì)按原路徑返回，所以不存在反向時間。時間之箭的單向性是由體系運動的不可重復性所決定的。時間反向要由該區(qū)域所有運動物質(zhì)沿原來的路徑返回，這樣的運動形式不可能存在。2.時間的快慢時間的快慢是由背景場決定的，某一區(qū)域物質(zhì)構(gòu)成的運動體系如果背景場變“硬”，那么會導致該區(qū)域整個物質(zhì)運動體系的運動（傳播）速率變慢，于是該區(qū)域的時鐘變慢，反之，則變快。如果該區(qū)域整個物質(zhì)運動體系進入黑洞中心，運動（傳播）速率趨近于零，那么時間將被凍結(jié)。但是沒有一種背景場能夠讓所有物質(zhì)按原路徑返回。3.時間反演在現(xiàn)在的很多很嚴謹?shù)目茖W論著中，常能看到時空中存在一種稱為“蟲洞”的時空結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)時間反演，如果能實現(xiàn)的話，就必須將一個大范圍運動體系至少是一個城市放到蟲洞中，然后蟲洞必須把構(gòu)成整個城市的每一個基本粒子的運動軌跡都按原路精確返回。且不說這是否會違反因果律，對蟲洞而言，需要的不僅是巨大的能量，更重要的是蟲洞必須具有使所有運動物質(zhì)按原路返回的這種精巧的加工手段，這顯然不可能實現(xiàn)。

編輯推薦

《引力場及量子場的真空動力學圖像》是由電子工業(yè)出版社出版的。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    引力場及量子場的真空動力學圖像 PDF格式下載

---