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分类： 物理相关
经过几天的努力，这部作品终于完稿了。我将原文做了一些改动，原第二部分单独作为规范场与Higgs
机制(上)发表，而原来的第一部分和第三部分则合并为规范场与Higgs
机制(下)。文中修改了一些错误和用词不当，比如拉格朗日量改为拉格朗日密度，尽量不使中英文混杂，对一些符号进行了统一。虽然笔者已经修正了几遍，但是时间有限，依旧难免一些笔误。如果读者发现请及时指正。
参考书主要用了两部，一部是王正行的简明量子场论。用这部书并不是因为王正行写得清晰，而是刚好这书就在案头，可以直接拿来翻看。事实上，如果自学量子场论，我并不建议你读这本书。另外一本则是David
McMahon的 Quantum field Theory Demystified.
这是我自学量子场论时的入门书，由于针对的是本科生和非物理专业的学生，David
Mcahon的书写得浅显易懂，是很好的入门读物。全文一共用了十三幅插图，其中大部分来自Quantum
Diaries 网站。
很多读者抱怨文章中公式太多，看不懂。笔者恰恰认为，数学才是这部作品的核心。这部作品本来就不是针对大众的，而是针对有一定基础的读者写的专业科普。笔者认为，如果不能弄懂理论背后的数学，则不可能真正弄懂理论的内涵，怎么看也只是似懂非懂。所以，如果你有一定的数学基础，建议你拿起笔和纸，和作者一起做些简单的推导。之前有贴讨论过数学与科学的关系。笔者以为，就物理学而言，数学是必不可少的。好比作家用文字表达思想，作曲家用五线谱表达音乐一样，数学是物理学家表达思想的工具。物理解读必须跟着数学走。解读可以因人而异，数字却是不会骗人的。哲学与科学的分界线就在这里。
量子场论和相对论不同。学习相对论，好比在一片草坪上寻找一个高塔，远远的就看到在那里，之后需要的只是披荆斩棘走过去。而量子场论则好比在森林中寻找一间小木屋，沿着大师指点的足迹，曲曲折折走过很久，直到眼前豁然开朗。一路上总是不明所以，总是奇怪的想：这里为什么要拐个弯儿，那里为什么要看似倒退几步？总认为自己可以找到一条更快的路。可是，碰了一鼻子灰之后才明白，原来课本上的看似简单的路线，实则是穷尽了几乎所有尝试后探索出来的，看似一个不经意的选择，实则背后凝结了很多人很长时间的汗水。而自己幼稚的想法，不过是重复前人无数次失败中的一次。用卢昌海的话说：连一根针都插不进去。
规范理论与Higgs机制只是量子场论中的一小部分，而且是比较好理解的一部分，不需要太多数学。量子场论的数学基础是群表示论和泛函理论。希望未来有时间还能写一些别的系列作品，比如最后那张标准模型的拉格朗日密度，每一项都足够写一部专题。
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参考书主要用了两部，一部是王正行的简明量子场论。用这部书并不是因为王正行写得清晰，而是刚好这书就在案头，可以直接拿来翻看。事实上，如果自学量子场论，我并不建议你读这本书。另外一本则是David McMahon的 Quantum field Theory Demystified. 这是我自学量子场论时的入门书，由于针对的是本科生和非物理专业的学生，David Mcahon的书写得浅显易懂，是很好的入门读物。全文一共用了十三幅插图，其中大部分来自Quantum Diaries 网站。
很多读者抱怨文章中公式太多，看不懂。笔者恰恰认为，数学才是这部作品的核心。这部作品本来就不是针对大众的，而是针对有一定基础的读者写的专业科普。笔者认为，如果不能弄懂理论背后的数学，则不可能真正弄懂理论的内涵，怎么看也只是似懂非懂。所以，如果你有一定的数学基础，建议你拿起笔和纸，和作者一起做些简单的推导。之前有贴讨论过数学与科学的关系。笔者以为，就物理学而言，数学是必不可少的。好比作家用文字表达思想，作曲家用五线谱表达音乐一样，数学是物理学家表达思想的工具。物理解读必须跟着数学走。解读可以因人而异，数字却是不会骗人的。哲学与科学的分界线就在这里。
量子场论和相对论不同。学习相对论，好比在一片草坪上寻找一个高塔，远远的就看到在那里，之后需要的只是披荆斩棘走过去。而量子场论则好比在森林中寻找一间小木屋，沿着大师指点的足迹，曲曲折折走过很久，直到眼前豁然开朗。一路上总是不明所以，总是奇怪的想：这里为什么要拐个弯儿，那里为什么要看似倒退几步？总认为自己可以找到一条更快的路。可是，碰了一鼻子灰之后才明白，原来课本上的看似简单的路线，实则是穷尽了几乎所有尝试后探索出来的，看似一个不经意的选择，实则背后凝结了很多人很长时间的汗水。而自己幼稚的想法，不过是重复前人无数次失败中的一次。用卢昌海的话说：连一根针都插不进去。
规范理论与Higgs机制只是量子场论中的一小部分，而且是比较好理解的一部分，不需要太多数学。量子场论的数学基础是群表示论和泛函理论。希望未来有时间还能写一些别的系列作品，比如最后那张标准模型的拉格朗日密度，每一项都足够写一部专题。
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希格斯物理 （1）
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王连涛 发表文章数: 111 内力值: 255/255 贡献度: 1064 人气: 352 |  希格斯物理 （1） [文章类型: 原创]
连载去年写的一个东西。原文在“现代物理知识”25卷第六期发表。
希格斯物理 韩涛 (University of Pittsburg/清华大学), 王连涛(University of Chicago) 1. 引言 2012年7月4日将作为一个激动人心的日子载入科学史。在这一天,座落在法国和瑞士边 境上的欧洲核子中心(CERN)宣布在大型强子对撞机(LHC)上发现一个新的基本粒 子, 被称为希格斯粒子。2013年10月8日,由于他们1964年的理论工作,比利时物理学 家Francois Englert和英国物理学家Peter Higgs被授予2013年度的Nobel奖。这是高能物 理和基本粒子物理近四十年来最重大的发现。它所带来的震动深刻地影响了整个基础理论 的走向,从而进入了一个全新的时代。本文将简单介绍这个奇妙的希格斯粒子以及希格斯 机制,并展望和它有关的新物理。 人类对于自然界最基本的粒子的探索始于远古时代。在早期的历史中,尽管有一些智慧的 思辨,但是由于探索手段的限制,这些始终没有成为基于实验基础的科学理论。这个情况 一直到二十世纪才得到根本性的改变。从Thomson的阴极射线管,到卢瑟佛的α 粒子散 射,一直到高能粒子对撞机,人们对微观世界的探索不断深化,不同的基本粒子被相继发 现。同时,二十世纪初诞生的相对论和量子力学的结合和发展最终带来了量子场论,为认 识基本粒子现象提供了坚实的理论基础。最终在八十年代初期,一个可以用来描述全部所 观测到的基本粒子的理论框架取得了足够多的试验验证,并得到了广泛的承认。这就是基 本粒子物理的标准模型[1][2][3]。 这个模型包括6种夸克和6种轻子。它描述了自然界的三 种基本的相互作用,强相互作用,弱相互作用,以及电磁相互作用。这些相互作用也是通 过基本粒子传播的,这些传播粒子分别为胶子(强),W和Z (弱),以及光子(电 磁)。为了解释基本粒子质量的来源,标准模型借用了希格斯机制并预言了一个新粒子的 存在。 希格斯粒子由此成了基本粒子家族的新成员。 需要强调的是,希格斯粒子的发现,其意义远远超过发现一个新粒子。和夸克,轻子, 和传播粒子不同,希格斯粒子是第⼀个被发现的自旋角动量为零的基本粒子。它在标准模 型当中起到极其微妙而重要的作用。在标准模型的建立到希格斯粒子发现前的四十多年 中,各种夸克,轻子, 以及基本相互作用的传播粒子全部被发现,它们的性质也被大量 的试验数据所验证。 但是,仅有这些内容的标准模型是不完整的。希格斯粒子的发现从 某种意义上讲使标准模型成为了一个自洽的框架。但是这一发现并不意味这我们对基本粒 子物理有了完整的认识。恰恰相反,希格斯粒子存在的本身提出了一系列更令人深思的问 题。对这些问题的探索会决定今后至少几十年高能物理发展的方向。 （下一节： 什么是希格斯机制） [1] S.L. Glashow (1961). "Partial-symmetries of weak interactions". Nuclear Physics 22 (4): 579–588. [2] S. Weinberg (1967). "A Model of Leptons". Physical Review Letters 19 (21): 1264–1266. [3] A. Salam (1968). N. Svartholm, ed. "Elementary Particle Physics: Relativistic Groups and Analyticity". Eighth Nobel Symposium. Stockholm:Almquvist and Wiksell. p. 367.
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| 星空浩淼 发表文章数: 218 内力值: 296/296 贡献度: 1644 人气: 252 | Re: 希格斯物理 （1） [文章类型: 原创]
期待后文
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| 王连涛 发表文章数: 111 内力值: 255/255 贡献度: 1064 人气: 352 | Re: 希格斯物理 （1） [文章类型: 原创]
这里贴图和公式不容易，恐怕不会太快。尽量吧。
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| Omni 发表文章数: 25 内力值: 96/96 贡献度: 257 人气: 34 | 原文的PDF可以下载 [文章类型: 原创]
连涛兄的原文在《现代物理知识》的官方网站可以免费下载PDF文件：
http://mp.ihep.ac.cn:8080/jwk_xdwlzs/CN/volumn/volumn_1286.shtml http://mp.ihep.ac.cn:8080/jwk_xdwlzs/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=11797
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| Omni 发表文章数: 25 内力值: 96/96 贡献度: 257 人气: 34 | Re: 希格斯物理 [文章类型: 原创]
在上班的火车上一口气读完连涛兄的科普性综述，很有收获。整篇文章除了个别中文长句需要调整之外，内容安排和逻辑顺序非常合理，非物理专业的我除了图2和图3过于技术化而无法搞懂之外，其它内容都能读懂。
对我而言，本文最重要的一点是：Higgs Boson的存在只是实现BEH Mechanism的众多可能理论中最简单的一种。很多媒体的报道提到Englert&Brout没在他们的论文里明确地预言这个Boson存在的原因是：在他们看来这是显而易见，无需特别指出。于是我得到的印象一直是BEH机制背后的数学推导必然会预言Higgs粒子的存在，这篇综述纠正了这一错误的理解。
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| 龙珠雷达 发表文章数: 13 内力值: 86/86 贡献度: 48 人气: 0 |  Re: 希格斯物理 （1） [文章类型: 原创]
刚才去那个现在物理知识看了一眼，发现上面的文章良莠不齐，还不时找到几篇民科作品。看多了容易被误导啊。
另外，大家都自我推销，我也脱销一下自己写过的一篇“科普”作品吧。虽然基本上抄袭了物理教材，可是有些推导细节比教材上写得具体，刚入门的童鞋可以配合着科普看： http://blog.sina.com.cn/s/blog_5474a9610101ez4n.html http://blog.sina.com.cn/s/blog_5474a9610101ez4q.html |
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