免責及版權宣告

本文由熱心網友翻譯自《Quantum Field Theory for the Gifted Amateur》，版權歸原書作者Tom Lancaster 和 Stephen J。 Blundell 以及 Oxford University 出版社所有。

本文內容僅供研究或個人學習之用，不能用作銷售或與任何商業有關的用途。任何人士使用或引用本文內容，必須註明資料來源為Tom Lancaster 和 Stephen J。 Blundell 所著的《Quantum Field Theory for the Gifted Amateur》。

歡迎支援正版，僅需400多元。可在購書網站搜尋《Quantum Field Theory for the Gifted Amateur》，Oxford University Press 2014年出版。

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前言

BRICK：嗯，他們說大自然討厭真空，BIG DADDY。

BIG DADDY：他們就是這樣說的，但有時候我認為真空比一些自然取而代之的東西要好得多。

——《朱門巧婦》田納西·威廉斯（Tennessee Williams）（1911–1983）

量子場論可以說是有史以來最具深遠意義和最美麗的物理理論。它不僅描述了量子真空，而且還描述了自然取而代之的東西。與物理學中的任何其他理論相比，量子場論的各個方面得到了更加嚴格的測試，並且在更高的精確度上得到驗證。儘管如此，這個理論仍舊以困難而著名——從一定程度上來說它當之無愧；使用這個理論的人不僅需要操縱強大的方程，而且還利用由都有明確的定量意義的氣泡、波浪線、頂點和其他幾何結構組成的奇怪的圖形語言來描繪物理過程。學習這種數學和幾何的語言對於任何理論物理學家來說都是一個重要的啟蒙儀式。大多數大學都開設了量子場論的研究生課程，並輔以大量重量級的量子場論教材。這些書籍由量子場論的專家編寫，專為那些渴望加入該專業的人設計。因此這些教材通常非常徹底、認真，並需要高水平的數學知識。

寫這本書的動機是我們不能讓量子場論這樣過於重要、美觀且引人入勝的理論被限於專業人士的範疇。瞭解一些量子場論對實驗或者他領域的理論物理學家在理解使用這些思想的研究論文、知道量子場論所提供的重要見解等方面都有很大的助益。量子場論給了我們耳目一新的、革命性的物理世界觀，我們覺得更多的物理學家理應有機會參與其中。但是問題在於現有的課本在數學知識方面要求太高，並且沒有太多的物理動機來幫助那些想要學習量子場論而不是成為量子場論的專家的人瞭解它；同時，本科的量子力學課程與研究生的量子場論之間的差距猶如天塹，本書的目的之一便是為讀者構造一個能夠跨越它的橋樑。話雖這麼說，但我們希望讀者並不是一個頭腦簡單到可以用類似的比喻替代數學論證而糊弄過去的人。傳統課本的數學我們都會涉及到，但是，透過使用大量的例項和物理動機，我們以期能夠構造一個在現有書籍中找不到的平滑的理解量子場論的道路。

我們非常謹慎地選擇了這本書的各個章節的標題。

［1］

我們假想的讀者是一個想要學習量子場論的新手；他/她很有天賦，擁有一顆充滿好奇和適應能力的心，並願意開展一項重大的智力挑戰；他/她也對物質世界充滿了好奇心，對本科物理學有了基本的基礎，並希望瞭解一個很有意思的故事並且不會在詳細闡述一些數學細節時感到不耐煩。事實上，我們希望我們的書能夠在學習量子場論的研究生中找到願意將其與傳統課本結合使用的大量讀者（學習最難的部分時，通常需要至少兩本書籍以獲得更全面的資訊）。

我們這本書的特點之一是它具有大量的篇幅較小的例子。它們是不可或缺的部分，並且它們將計算的細節變得生動形象；但對於需要更加快速地閱讀的讀者來說，每章的論點都會在正文中展現出來。這些例子還提供了對於關鍵思想的清晰透明的展示以使讀者真正掌握書中的課題；讀者還可以透過在每章末尾的練習來確認已經理解透徹。為了令讀者穩步前進，我們將章節都設定的比較短，且每一章的最後都有對所引入的關鍵思想的總結。

儘管真空在量子場論中起著重要的作用，我們並沒有將其寫入。但是在許多方面，本書代表了文獻中一些最好的想法的彙總，因此，我們感謝這些書籍為我們的許多論點提供原材料。在附錄A中有一個擴充套件的進一步閱讀清單，我們將來源寫在其中。但在這裡我們特別地提到Zee以及Peskin和Schroeder的著作以及他們傳奇的先輩——Sidney Coleman的量子場論課程。這個課程目前可以線上播放，我們強烈推薦。值得特別提及的還有Weinberg所著的“我們都感激不盡的、都無法逃脫的”

［2］

書。

我們十分感激在編寫本書時從各種來源獲得的幫助。特別要提到的是牛津大學出版社的Sönke Adlung，他幫助並指導了我們完成這本書，他對我們的支援力度前所未有。我們非常感謝他、Jessica White和牛津大學出版社團隊——尤其是我們的精校編輯（eagle-eye copy editor）Mike Nugent。我們也非常感謝從一些能夠花時間閱讀各章草稿的朋友和同事那裡得到的評論和更正，他們是：Peter Byrne、Claudio Castelnovo、John Chalker、Martin Galpin、Chris Maxwell、Tom McLeish、Johannes Möller、Paul Tulip和Rob Williams。為了拯救我們擺脫各種令人尷尬的錯誤，他們理應獲得很多讚譽；若還有遺漏，請不要怪罪他們。我們出版這本書後釋出的內容將上傳到該書的網站上：

我們感謝Hideo Aoki、Nikitas Gidopoulos、Paul Goddard和John Singleton提供的各種有用的資訊。我們還要感謝達勒姆和牛津的研究生們，因為我們在研究生的課堂中嘗試了多種展示這些材料的方法，他們不知不覺地擔任了小白鼠的工作。最後，我們感謝Cally和Katherine的愛和支援。

Tom Lancaster & Stephen J. Blundell

達勒姆&牛津

2014年1月2日

2016年5月加：我們十分感謝這些人幫助我們指出了多處錯誤：Ray Artz、Petra Axolotl、Toby Baldwin、Stafford Baines、Chet Balestra、Kamil Bradler、Christoph Bruder、Jean Pierre Brunel、Yu-Ching Chen、Zu-Cheng Chen、Anatoliy Dovbnya、David Drysdale、Ernie Eld、Benjamin Frigan、Alexandros Gezerlis、Christian Gütschow、Wei-Han Hsiao、Martin Hohenadler、Patrik Iannotti、Ioannis Karafyllidis、Bernard Leikind、Li Junkang、Árpád Lukács、Perry Ma、James Manton、David Morel、Robin Oliver-Jones、Steve Palzewicz、João Penedo、Randy Roberts、Lewis Robinson、Peter Rottengatter、Marius Schaper、Franz Schindler、Sebastian Schwerdhoefer、Jimmy Snyder、Andrew Solomon、Benjamin Strekha、Sean J Swarbrick、Thomas Veness、Ming-Tso Wei、Charles Weiner和Albert Zhou。

Content Created: 2018年8月25日

Last updated：2019年8月4日

歡迎各位批評指正，歡迎留言或者私信。

參考

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畢竟，隨著我們包含的章節數量的增加，最後有50章，我們可以稱之為“量子場論的五十道繪影”。

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《尤利西斯》，作者托馬斯·斯特爾那斯·艾略特（T。 S。 Eliot）