量子場(chǎng)論的物理動(dòng)機(jī)——復(fù)雜世界的統(tǒng)一規(guī)律 | 量子場(chǎng)論第一講

導(dǎo)語(yǔ)

集智學(xué)園聯(lián)合新加坡國(guó)立大學(xué)賈治安老師共同開(kāi)設(shè)了，幫助復(fù)雜系統(tǒng)跨學(xué)科領(lǐng)域?qū)W習(xí)者、研究者系統(tǒng)掌握量子場(chǎng)論的核心概念和基本方法，以及其在高能物理和凝聚態(tài)物理中的典型應(yīng)用。同時(shí)，課程還將探討量子場(chǎng)論的前沿與跨學(xué)科主題，例如量子反常、拓?fù)鋱?chǎng)論和廣義對(duì)稱性，以及量子場(chǎng)論在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、量子計(jì)算等方向的應(yīng)用，來(lái)拓展學(xué)術(shù)視野。

作為系列課程的第一講，賈治安老師將以「量子場(chǎng)論的物理動(dòng)機(jī)——復(fù)雜世界的統(tǒng)一規(guī)律」為題，講解為何需要量子場(chǎng)論，認(rèn)識(shí)從單粒子量子力學(xué)到多粒子場(chǎng)論的必然性，建立起對(duì)課程整體框架框架的認(rèn)識(shí)。正式分享將于2月11日（周三）19:00-21:00進(jìn)行，同步會(huì)在視頻號(hào)與B站進(jìn)行直播。

主題：量子場(chǎng)論的物理動(dòng)機(jī)——復(fù)雜世界的統(tǒng)一規(guī)律

課程目標(biāo)

理解為何需要量子場(chǎng)論，認(rèn)識(shí)從單粒子量子力學(xué)到多粒子量子場(chǎng)論的必然性，建立對(duì)課程整體框架的認(rèn)識(shí)。

課程要點(diǎn)

• 非相對(duì)論量子力學(xué)的成功與局限

• • 固定粒子數(shù)假設(shè)的適用范圍

  • 無(wú)法描述粒子的產(chǎn)生與湮滅過(guò)程

  • 不滿足洛倫茲協(xié)變性

• 相對(duì)論量子力學(xué)的嘗試與困難

• • Klein-Gordon 方程與負(fù)能解問(wèn)題

  • Dirac 方程與負(fù)能海

  • 單粒子詮釋的失敗

• 場(chǎng)論框架的必然性

• • 相對(duì)論 + 量子力學(xué) → 粒子數(shù)可變

  • 場(chǎng)作為基本自由度的物理圖像

  • 粒子作為場(chǎng)的激發(fā)態(tài)

• 預(yù)備知識(shí)與技術(shù)工具

• • 自然單位制：? = c = 1

  • 量綱分析

  • 相對(duì)論記號(hào)：四矢量、度規(guī)張量、Einstein 求和約定

  • Lagrangian 與 Hamilton 形式

• 兩種量子化途徑

• • 正則量子化：從經(jīng)典場(chǎng)到算符場(chǎng)

  • 路徑積分：從作用量到躍遷振幅

  • 兩種方法的等價(jià)性與各自優(yōu)勢(shì)

• 課程路線圖概覽

• • 自由場(chǎng)理論：標(biāo)量場(chǎng)（Klein-Gordon）、旋量場(chǎng)（Dirac）、矢量場(chǎng)（Maxwell、規(guī)范場(chǎng)）

  • 相互作用理論：微擾論、Feynman 圖、散射振幅

  • 高級(jí)專題：重整化、對(duì)稱性與守恒律、反常、拓?fù)?/p>

思考題

• 為什么在高能物理中粒子數(shù)不守恒？

• 經(jīng)典場(chǎng)與量子場(chǎng)的本質(zhì)區(qū)別是什么?

系列課程推薦教材

• Tom Lancaster & Stephen J. Blundell, Quantum Field Theory for the Gifted Amateur(Oxford University Press, 2014).

• Anthony Zee, Quantum Field Theory in a Nutshell (Princeton University Press,2010).

• Michael E. Peskin & Daniel V. Schroeder., An Introduction to Quantum Field Theory(Addison-Wesley, 1995).

• Matthew D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model (CambridgeUniversity Press, 2013).

• Mark Srednicki, Quantum Field Theory (Cambridge University Press, 2007).

• Steven Weinberg, The Quantum Theory of Fields, Vols. I, , III (Cambridge UniversityPress, 1995–2000).

• Lewis H. Ryder, Quantum Field Theory, 2nd ed. (Cambridge University Press, 1sted, 1996).

• Pierre Ramond, Field Theory: A Modern Primer, 2nd ed. (Avalon Publishing 1997).

課程信息

課程主題：量子場(chǎng)論的物理動(dòng)機(jī)——復(fù)雜世界的統(tǒng)一規(guī)律

課程時(shí)間：2026年2月11日（周三） 19:00-21:00

課程形式：騰訊會(huì)議（會(huì)議信息見(jiàn)群內(nèi)通知）；集智學(xué)園網(wǎng)站錄播（3個(gè)工作日內(nèi)上線）

課程主講人

賈治安（知乎：@也疏寒），個(gè)人網(wǎng)站：tqfter.github.io，新加坡國(guó)立大學(xué)Research Fellow，即將回國(guó)在高校從事科研工作。主要從事數(shù)學(xué)物理與理論物理領(lǐng)域研究，聚焦量子代數(shù)在量子場(chǎng)論、量子物態(tài)、量子信息與量子計(jì)算中的具體應(yīng)用。近年研究重點(diǎn)為拓?fù)鋱?chǎng)論及其晶格實(shí)現(xiàn)（拓?fù)湫颍@場(chǎng)論與晶格框架下的廣義對(duì)稱性開(kāi)展研究。同時(shí)，賈老師對(duì)高能物理、量子物質(zhì)與量子信息科學(xué)的交叉和融合抱有濃厚興趣，尤其致力于運(yùn)用量子信息方法研究量子場(chǎng)論與凝聚態(tài)體系。

課程適用對(duì)象

1. 對(duì)高等數(shù)學(xué)和量子力學(xué)有一定了解的本科生、研究生、高校教師研究員與愛(ài)好者

2. 對(duì)量子世界的復(fù)雜性感興趣的跨學(xué)科學(xué)習(xí)者

3. 希望在復(fù)雜科學(xué)領(lǐng)域遷移應(yīng)用量子場(chǎng)論內(nèi)容的研究者

4. 對(duì)邏輯、抽象思維和系統(tǒng)思維有興趣的公眾學(xué)習(xí)者

報(bào)名須知

1. 課程形式：騰訊會(huì)議直播，集智學(xué)園網(wǎng)站錄播。本系列課程僅首節(jié)免費(fèi)直播。

2. 課程周期：2026年2月11日-2026年5月6日，每周三晚19點(diǎn)-21點(diǎn)進(jìn)行。

3. 課程定價(jià)：原價(jià)999，早鳥(niǎo)價(jià)799，早鳥(niǎo)優(yōu)惠截止到2026年2月11日中午12點(diǎn)。

課程鏈接：https://campus.swarma.org/v3/course/5681?from=wechat

付費(fèi)流程：

2. 課程頁(yè)面添加學(xué)員登記表，添加助教微信入群；

3. 課程可開(kāi)發(fā)票。

課程共創(chuàng)任務(wù)：課程字幕

為鼓勵(lì)學(xué)員深度參與、積極探索，我們致力于形成系列化知識(shí)傳播成果，并構(gòu)建課程知識(shí)共建社群。為此，我們特別設(shè)立激勵(lì)機(jī)制，讓您的學(xué)習(xí)之旅滿載收獲與成就感。

課程以老師講授為主，每期結(jié)束后，助教會(huì)于課程群內(nèi)發(fā)布字幕共創(chuàng)任務(wù)。學(xué)員通過(guò)參與這些任務(wù)，不僅能加深對(duì)內(nèi)容的理解，還可獲得積分獎(jiǎng)勵(lì)。積分可兌換其他讀書(shū)會(huì)課程或?qū)嵨铼?jiǎng)品，助力您的持續(xù)成長(zhǎng)。

后記

跨學(xué)科集智創(chuàng)新基金：

招募頂尖講師，生產(chǎn)高質(zhì)內(nèi)容

集智學(xué)園始終在圍繞復(fù)雜科學(xué)、人工智能搭建知識(shí)體系。我們深知，唯有根深方能葉茂。因此，在追逐前沿的同時(shí)，在最近3個(gè)月中，我們推出了拓?fù)鋵W(xué)、線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)物理等硬核基礎(chǔ)課程，為社區(qū)學(xué)習(xí)者夯實(shí)關(guān)鍵根基。

量子場(chǎng)論是前沿，也是核心基礎(chǔ)，它代表人類對(duì)自然界基本規(guī)律理解的最深刻理論。其中重整化群、費(fèi)曼圖等在復(fù)雜系統(tǒng)、人工智能研究中的重要方法，其實(shí)也都來(lái)源于此。

但是要講好量子場(chǎng)論門檻極高，既懂其物理深意又能關(guān)聯(lián)復(fù)雜系統(tǒng)的學(xué)者鳳毛麟角；且作為一門超硬核的基礎(chǔ)理論，其商業(yè)回報(bào)的不確定性往往讓普通課程開(kāi)發(fā)望而卻步。

但難做的事，往往才更有價(jià)值。為了填補(bǔ)這塊關(guān)鍵的認(rèn)知拼圖，集智學(xué)園創(chuàng)始人張江教授特別設(shè)立了“”，來(lái)懸賞招募優(yōu)秀講師，確保社區(qū)成員獲得高質(zhì)量?jī)?nèi)容。經(jīng)過(guò)一系列的試講與篩選，我們與新加坡國(guó)立大學(xué)Research Fellow賈治安老師達(dá)成合作，讓這門來(lái)之不易的課程得以誕生。