量子多体理论

出版时间：2004-12  出版社：高等教育出版社  作者：文小刚  页数：407  译者：胡滨  
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前言

凝聚态物质(即固体和液体)的量子理论过去主要有两个主题。第一个主题是能带理论和微扰理论，它或多或少基于朗道的费米液体理论。第二个主题是朗道对称破缺理论和重正化群理论。凝聚态理论是一个非常成功的理论，人们用它了解了几乎所有形式物质的性质。第一个主题的一项成果是半导体理论，它奠定了各种电子器件的理论基础，带来了当今高科技的飞速发展。第二个主题也毫不逊色，我们从中了解了物质的态以及各种态之间的相变，它是支撑液晶显示、磁材料记录等技术的理论基础。由于凝聚态理论如此成功，人们开始滋长大功告成的心态，似乎感觉到凝聚态理论即将结束。然而，本书却试图呈现出一幅不同的图像：我们所看到的不过是它刚刚开始，一个全新的世界有待我们去发现和探索。人们第一次看到新世界的蛛丝马迹是由于发现了分数量子霍尔效应[Tsui et a，(1982）］，另一次是发现了高温超导体［Bednorz and Mueller(1986)】，这两种现象都完全超出了前面提到的两个主题的范畴之外。近20年来，在分数量子霍尔效应和高温超导方面迅速而振奋人心的发展带来了许多新的思想和新的概念。我们目睹凝聚态系统多体理论中一个新的主题正在脱颖而出。对凝聚态物理来说，这是一个令人激动的时刻。凝聚态物理的新境界甚至会影响人们对自然界中一些基本问题的认识。正是在这样的背景下，我写出了这本书。本书的前半部分介绍了两个老的主题，它们被称为传统凝聚态理论。。新出现的主题可以称为现代凝聚态理论，本书的第二部分带读者对其做了一番窥视，它涉及的材料非常新颖，有些不过是数月之前出现的新结果，目前这个理论仍然在迅速发展。读完本书，我希望读者的感觉不是完满，而是渺茫。凝聚态理论的提出已经有100年之久，尽管我们从中受益良多，但对丰富的自然世界仍知之甚少。然而，我希望读者不是感到失望，而是被不完备的理论所激励。凝聚态理论趣味盎然而令人激动的时刻仍在我们的前头，而不是已在我们的后头。我还希望读者获得这样一份信心：没有什么问题不能回答，没有什么秘密不能破解。尽管世界奥秘无穷，但人们还是掌握了很多曹被认为是深不可测的知识。

内容概要

传统的凝聚态理论由两个主题统领。第一个主题是能带理论和费米液体理论，第二个主题是相和相变的对称性破缺理论。近来，一个新的主题正崭露头角，这第三个主题与分数化、拓扑／量子序、弦网凝聚有关，也和新的物质态以及其中显现的规范玻色子和费米子相关。这些在新主题下的新概念甚至会影响人们对光子和电子起源的认识。    本书系统地介绍了新的主题和有关的新概念，还系统地介绍了凝聚态理论中现代场论和路径积分方法。通过一些简单的系统，本书涵盖了相当厂泛的物理概念和各种计算方法，旨在帮助学生尽快掌握现代凝聚态理论的前沿知识。本书还展现了作者的许多新思想。    本书适用于现代理论物理方向的研究生和有关的教师、科研人员。本书每一章节后面都有少量习题，有助于读者理解和掌握本书内容。

作者简介

文小刚，中国科技大学学士(1982)，美国普林斯顿大学博士(1987)。1989年至普林斯顿高等研究所任研究员，1991年到麻省理工学院任教，现任物理系教授，并兼任清华大学高等研究中心“长江学者奖励计划”讲座教授。2002美国物理学会Fellow。曾荣获海外华人物理学协会1994年优秀青年科学家奖，1992年斯洛恩奖。主要从事量子霍尔液体、高温超导体、拓扑序／量子序及新的物质态、基本粒子的起源等方面的研究。建立了分数量子霍尔效应拓扑序理论和边缘态理论，预言了双层量子霍尔体系中的超流／超导现象，提出了研究高温超导机理的SU(2)规范场模型和量子序理论。为了推广朗道关于相和相变的对称破缺理论，建立了拓扑序理论和量子序理论，并预言了新的物质态。揭示了拓扑序和量子序的弦网凝聚的本质，并用弦网凝聚提出了一个统光和电子的理论。

书籍目录

第一章  引言  1.1 凝聚态物理与高能物理.  1.2 “基本”粒子的起源和物理定律之“美”的起源.  1.3 凝聚态物理的两块基石  1.4 拓扑序与量子序  1.5 光和费米子的起源  1.6 新颖比正确更重要  1.7 评论：基本粒子概念的演变第二章  单粒子系统与路径积分  2.1 半经典图像和路径积分    2.1.1 粒子的传播函数    2.1.2 传播函数的路径积分表示    2.1.3 配分函数的路径积分表示    2.1.4 计算路径积分  2.2 线性响应和关联函数    2.2.1 线性响应和关联函数    2.2.2 有效理论    2.2.3 关联函数之间的关系  2.3 量子自旋的路径积分公式和贝里相  2.4 路径积分公式的应用    2.4.1 透过势垒的隧穿    2.4.2 亚稳态的命运    2.4.3 摩擦的量子理论    2.4.4 RCL电路的量子理论    2.4.5 耗散与涨落之间的关系第三章  相互作用的玻色子系统  3.1 自由玻色子系统和二次量子化  3.2 超流体的平均场理论  3.3 相互作用玻色子系统的路径积分方法    3.3.1 相互作用玻色子系统的路径积分表示    3.3.2 相变和白发对称破缺    3.3.3 低能集体激发和低能有效理论    3.3.4 波也是粒子    3.3.5 超流体的玩具宇宙    3.3.6 自发对称破缺和无能隙激发    3.3.7 对有限系统中的自发对称破缺的理解    3.3.8 低维超流相    3.3.9 有限温度的超流相    3.3.10 Kosterlitz—Thou：less相变    3.3.11 不可忽微扰与可忽微扰    3.3.12 重正化群    3.3.13 在量子玻色子超流体中的零温度KT相变  3.4 超流性和超导性    3.4.1 与规范场耦合和守恒电流    3.4.2 电流关联函数和电磁场响应    3.4.3 超流性与有限温度效应    3.4.4 隧穿和约瑟芬效应    3.4.5  AnderSOIl—Higgs机制和在有限温度的自由能  3.5 热势的微扰计算第四章  自由费米系统  4.1 多费米系统    4.1.1 什么是费米子?    4.1.2 马约拉纳(Majorana)费米    4.1.3 跃迁算符的统计代数  4.2 自由费米子格林函数    4.2.1 时序关联函数    4.2.2 等空间格林函数和隧穿    4.2.3 费米子谱函数    4.2.4 等时格林函数和费米面的形状  4.3 二体关联函数和线性响应……第五章  相互作用费米系统第六章  量子规范理论第七章  量子霍尔态理论第八章  超越朗道理论的拓扑序和量子序第九章  自旋液体的平均场理论和量子序第十章  弦网凝聚——光与费米子的起源参考文献索引

章节摘录

插图：

编辑推荐

《量子多体理论:从声子的起源到光子和电子的起源》适用于现代理论物理方向的研究生和有关的教师、科研人员。

用户评论 (总计23条)

•   当年听说杨振宁力顶的华人物理学家，看了一部分，确实如此目前总结的：1.认识物理本质，眼光独到2.物理学的功力深厚，不愧是大牌教授
•   量子多体问题的一般处理方法,不错
•   纸质有点泛黄 是不是长时间没人买了
•   只看过某些章节，不错的书，买回来当工具书用了
•   一个中国人写的英文书，然后另外一个中国人翻译成了中文
•   多学习一下，小刚写的，应该很不错的，准备阅读中。。。
•   送货速度不错！书质量也不错
•   封皮是硬的,质量很不错
•   浅显易懂的书，顶一下
•   这是一本令国内砖家汗颜的著作
•   作为MIT的华人教授，cuspea出来的中国物理学精英之一，文小刚教授所写的书应该不会差到哪里去。虽然还没有仔细拜读，但整体给人一种完整又有深度的感觉，好像有说，从这本书里看出凝聚态理论绝不逊色于高能物理理论，当然，想必要完全follow里面的内容应是需要一定基础的，但是对于学习场论，尤其是偏向凝聚态的场论，学习多体物理的知识，这都是一本非常不错的参考书。
  另外，当当书的纸张的质量也还可以。因此，总体来说，这本书还是有一定推荐价值的，如果你是真心想学物理的话！
•   以前在图书馆借过，感觉不错就买了
•   想多了解下目前最前沿的一些科学，这本书以理论为主，对数学能力要求很到，看起来非常吃力，所以还没怎么看
•   【代发专业人士评论】文小刚教授的《量子多体理论》是当代理论物理前沿领域一本独具特色的优秀专著。高等教育出版社将它纳入《当代科学前沿论丛》，如此及时地翻译出版（2004年，几乎与原书同时），对我国赶超国际先进水平是很重要的贡献。 文小刚教授是国际理论物理界的佼佼者，现代凝聚态理论的领军人物之一，他在量子霍耳效应理论、高温超导理论、强关联系统中的量子序和拓扑序等方面做出了具有重大影响的贡献，这本专著系统地概括了他在量子多体理论方面的最新研究成果，有些内容甚至取自他刚发表或待发表的学术论文。 能带理论、朗道的费米液体理论和对称破缺理论等是凝聚态理论的成功篇章，也是现代科学技术的重要理论基础。但是，量子霍耳效应和高温超导体等强关联现象的发现对量子多体理论提出了新的挑战，要发展新的概念、新的方法和新的范式。文小刚教授的这本专著是在这个方向迈出的重要一步。这本书是他在麻省理工学院多年来讲授量子多体理论的基础上扩充和提炼而成的。用他自己的话说， 前5章是‘传统凝聚态理论’，后5章是‘现代凝聚态理论’，即使在‘传统’部分他也提出了不少新的见解，阐明了许多过去被忽略或未充分强调的方面。 当然，这不是一本轻松的书，它要求认真的读者拿起纸和笔，跟着作者演算、推导，有时还要查阅文献，认真反复思考才能搞明白。如果能真正读懂这本书，就会对学科的前沿有比较深刻的了解，也...能积极参与有关研究，做出自己的贡献。综观全书，使人深切感到，这是在科学最前沿冲锋陷阵的智勇双全的干将所写的，经过精细加工的‘扎记’，既有他最深刻的体会，也有他认为最有用的概念和工具的描述。这不是一本将已有的成果消化、咀嚼后‘喂’给学生的教材，而是带着激情，带着好奇心，讲述学科发展的进程和尚未解决的问题，引领年青的读者一起探索科学未知的向导。对于渴望冲向国际前沿，力求做出自己贡献的我国年青学者，这是如雪中送炭的珍品。 阅读更多 ›
•   都说这是一本很妖的多体书 的确 闻小刚的想法的确很有意思
•   这类中文书不多见，实际是翻译过来的，原书同年在牛津出版社发行，不叫量子多体而是多体系统量子场论，在个别章节有一定出入，亚马逊上评价不高。本书第一大部分传统或主流的场论处理多体理论部分，也就是凝聚态理论还是中规中矩的，美中不足略显简略，处理又不像Chaikin的那本凝聚态物理学原理相关部分那么娴熟深厚，个别相关评论有哗众取宠之嫌，并不像作者本人在搞出分数量子统计那么踏实，后一部分显然发飘，云山雾绕，技巧加幻想很是迷惑人，而且严重缺乏坚实根基。作为教材或不合适，前景展望尚可期许。
•   翻译真心烂，要不是下了一个英文的PDF版本就红果果的被坑死了。有的句子和名词写的很纳闷，结果看看英文版就了然了。想说老老实实出个英文版不好么？翻译得这么烂何必不翻译呢？估计看这本书的同学都是研究生以上级别了，英文阅读无障碍了。一句话，费这劲干嘛！！！！！
•   好书是好书，但却是也不是那么好读
•   内容没得说，只是感觉印刷质量没以前的好了。
•   可能是这本书比较厚吧，书上有破损啊，有点心疼，表面也有点脏啊，不过，这是小刚老师的书，重在内容吧！！！
•   观点很是新颖！！
•   　　【代发专业人士评论】文小刚教授的《量子多体理论》是当代理论物理前沿领域一本独具特色的优秀专著。高等教育出版社将它纳入《当代科学前沿论丛》，如此及时地翻译出版（2004年，几乎与原书同时），对我国赶超国际先进水平是很重要的贡献。
  　　 文小刚教授是国际理论物理界的佼佼者，现代凝聚态理论的领军人物之一，他在量子霍耳效应理论、高温超导理论、强关联系统中的量子序和拓扑序等方面做出了具有重大影响的贡献，这本专著系统地概括了他在量子多体理论方面的最新研究成果，有些内容甚至取自他刚发表或待发表的学术论文。
  　　 能带理论、朗道的费米液体理论和对称破缺理论等是凝聚态理论的成功篇章，也是现代科学技术的重要理论基础。但是，量子霍耳效应和高温超导体等强关联现象的发现对量子多体理论提出了新的挑战，要发展新的概念、新的方法和新的范式。文小刚教授的这本专著是在这个方向迈出的重要一步。这本书是他在麻省理工学院多年来讲授量子多体理论的基础上扩充和提炼而成的。用他自己的话说， 前5章是‘传统凝聚态理论’，后5章是‘现代凝聚态理论’，即使在‘传统’部分他也提出了不少新的见解，阐明了许多过去被忽略或未充分强调的方面。
  　　 当然，这不是一本轻松的书，它要求认真的读者拿起纸和笔，跟着作者演算、推导，有时还要查阅文献，认真反复思考才能搞明白。如果能真正读懂这本书，就会对学科的前沿有比较深刻的了解，也能积极参与有关研究，做出自己的贡献。综观全书，使人深切感到，这是在科学最前沿冲锋陷阵的智勇双全的干将所写的，经过精细加工的‘扎记’，既有他最深刻的体会，也有他认为最有用的概念和工具的描述。这不是一本将已有的成果消化、咀嚼后‘喂’给学生的教材，而是带着激情，带着好奇心，讲述学科发展的进程和尚未解决的问题，引领年青的读者一起探索科学未知的向导。对于渴望冲向国际前沿，力求做出自己贡献的我国年青学者，这是如雪中送炭的珍品。
  　　
•   平心而论，高教社和科学，是两大科学在出版大社。两家应该建立战略合作关系啊······科学也出版社了不少好的著作。