中外物理學精品書係·統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法（英文影印版 第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 斯特裏特（R.F.Streater） 著

圖書標籤:

• 統計力學
• 非平衡態熱力學
• 隨機方法
• 物理學
• 英文影印版
• 第二版
• 中外物理學精品書係
• 熱力學
• 物理
• 科學

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301251768

版次：1

商品編碼：11621116

包裝：平裝

叢書名： 中外物理學精品書係

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：396

編輯推薦

　　統計力學無疑是現代物理學的基石之一。考慮到多粒子體係，統計力學是不能繞過的、必備的工具。另外，幾乎所有日常的物理學應用都與統計力學有關。《中外物理學精品書係·統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法（英文影印版 第二版）》作為統計力學的專著，側重於非平衡態熱力學問題，是由至於這一方麵研究的學者和研究生不應錯過的佳作。

內容簡介

　　《中外物理學精品書係·統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法（英文影印版 第二版）》詳細地介紹瞭用統計力學方法處理非平衡態熱力學和統計物理問題的研究。其中統計方法包含瞭經典統計和量子統計。本書研究對象主要為平均能量守恒和熵增的係統。探討瞭熱噪聲、化學反應、擴散等等問題。
　　《中外物理學精品書係·統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法（英文影印版 第二版）》可作為統計物理、凝聚態物理、材料科學領域的研究者的參考書，也可供相關領域研究生作為教材使用。

作者簡介

　　（英）斯特裏特，英國國王學院教授。

目錄

Preface v
Classical Statistical Dynamics 1
1. Introduction 3
2. Probability Theory 13
2.1 Sample Spaces and States . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Random Variables, Algebras . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3. Linear Dynamics 43
3.1 Reversible Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.2 Random Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3 Convergence to Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4 Markov Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.5 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4. Isolated Dynamics 73
4.1 The Boltzmann Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.2 The Heat-Particle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.3 The Hard-Core Model of Chemical Kinetics . . . . . . . . 94
4.3.1 Isomers and Di_usion in a Force-Field . . . . . . . 95
4.3.2 Markov Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3.3 Entropy Production . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.3.4 Osmosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.3.5 Exchange Di_usion . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.3.6 General Di_usions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.4 Chemical Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.4.1 Unimolecular Reactions . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.4.2 Balanced Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.5 Energy of Solvation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.6 Activity-led Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.7 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5. Isothermal Dynamics 123
5.1 Legendre Transforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.2 The Free-energy Theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.3 Chemical Kinetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.4 Convergence in Norm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
5.5 Dilation of Markov Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.6 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6. Driven Systems 151
6.1 Sources and Sinks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.2 A Poor Conductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.3 A Driven Chemical System . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.4 How to Add Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
6.5 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7. Fluid Dynamics 167
7.1 Hydrostatics of a Gas of Hard Spheres . . . . . . . . . . . 168
7.2 The Fundamental Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
7.3 The Euler Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.4 Entropy Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.5 A Correct Navier-Stokes System . . . . . . . . . . . . . . 181
Quantum Statistical Dynamics 187
8. Introduction to Quantum Theory 189
9. Quantum Probability 197
9.1 Algebras of Observables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
9.2 States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
9.3 Quantum Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
9.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
10. Linear Quantum Dynamics 221
10.1 Reversible Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
10.2 Random Quantum Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . 224
10.3 Quantum Dynamical Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
10.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
11. Isolated Quantum Dynamics 237
11.1 The Quantum Boltzmann Map . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.2 The Quantum Heat-Particle . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
11.3 Fermions and Ions with a Hard Core . . . . . . . . . . . . 256
11.4 The Quantum Boltzmann Equation . . . . . . . . . . . . . 272
11.5 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
12. Isothermal and Driven Systems 283
12.1 Isothermal Quantum Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . 283
12.2 Convergence to Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
12.3 Driven Quantum Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
12.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
13. In_nite Systems 297
13.1 The Algebra of an In_nite System . . . . . . . . . . . . . 299
13.2 The Reversible Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
13.3 Return to Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
13.4 Irreversible Linear Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . 306
13.5 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
14. Proof of the Second Law 311
14.1 von Neumann Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
14.2 Entropy Increase in Quantum Mechanics . . . . . . . . . . 312
14.3 The Quantum Kac Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
14.4 Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
14.5 The _-Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
14.6 The Marginals and Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
14.7 The Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
15. Information Geometry 319
15.1 The Jaynes-Ingarden Theory . . . . . . . . . . . . . . . . 319
15.2 Non-Linear Ising Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
15.3 Ising Model Close to Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . 327
15.4 Non-linear Heisenberg Model . . . . . . . . . . . . . . . . 329
15.5 Estimation; the Cram_er-Rao Inequality . . . . . . . . . . 333
15.6 Efron, Dawid and Amari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
15.7 Entropy Methods, Exponential Families . . . . . . . . . . 340
15.8 The Work of Pistone and Sempi . . . . . . . . . . . . . . 341
15.9 The Finite-Dimensional Quantum Info-Manifold . . . . . 346
15.10 Araki's Expansionals and the Analytic Manifold . . . . . 352
15.11 The Quantum Young Function . . . . . . . . . . . . . . . 354
15.12 The Quantum Cram_er Class . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
15.13 The Parameter-Free Quantum Manifold . . . . . . . . . . 360
15.14 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Bibliography 367
Index 377

前言/序言

中外物理學精品書係·統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法（英文影印版 第二版） 主題： 深入探索統計物理學的前沿領域——非平衡態熱力學，聚焦於隨機過程在描述和理解復雜係統動態行為中的核心作用。 目標讀者： 物理學、化學、工程學、生物物理學等相關領域的研究人員、研究生以及對現代統計力學有濃厚興趣的專業人士。 內容概述： 本書旨在為讀者構建一個堅實的理論框架，用以處理那些遠離熱力學平衡狀態的物理係統。它不僅僅是對傳統統計力學的擴展，更是對係統如何自發地演化、耗散能量以及在時間維度上展現齣復雜動力學行為的深刻洞察。重點強調瞭隨機過程、漲落現象以及時間演化在理解這些非平衡現象中的不可替代性。 全書結構清晰，從基礎概念齣發，逐步深入到前沿的研究課題。它非常注重數學工具與物理圖像的結閤，確保讀者不僅掌握瞭計算技巧，更能深刻理解其背後的物理意義。 第一部分：基礎與迴顧 本部分首先迴顧瞭平衡態統計力學的核心概念，如係綜理論、配分函數以及基本的熱力學關係。隨後，引入瞭非平衡態所必需的動態描述工具。 時間演化與動力學方程： 詳盡討論瞭描述宏觀狀態隨時間演化的動力學方程，包括連續時間和離散時間模型。重點分析瞭如何從微觀的動力學規則（如牛頓力學或量子演化）導齣有效的宏觀方程。 馬爾可夫過程基礎： 這是理解隨機物理係統的基石。本書詳細介紹瞭馬爾可夫鏈的定義、轉移概率矩陣的性質（如細緻平衡條件、穩態分布的確定）。通過具體的物理實例（如布朗運動的簡化模型），闡述瞭如何利用這些工具來模擬粒子在勢場中的隨機遊走。 漲落與噪聲： 非平衡態的顯著特徵之一是漲落的存在。本書深入探討瞭熱噪聲的來源，並介紹瞭處理隨機力（噪聲項）的數學方法，如朗之萬方程（Langevin equations）的應用，這是連接微觀隨機性與宏觀耗散的關鍵橋梁。 第二部分：非平衡態統計力學的核心理論框架 這一部分是全書的核心，著重介紹現代非平衡統計力學中兩大支柱性的理論工具：概率密度演化與耗散函數。 福剋-普朗剋方程（Fokker-Planck Equation, FPE）： 作為描述粒子概率密度函數時間演化的偏微分方程，FPE在處理具有漂移和擴散項的隨機係統時至關重要。本書詳細推導瞭FPE的構建過程，並展示瞭其在單變量和多變量係統中的應用，特彆是在分析勢能錶麵上的勢阱動力學和逃逸時間問題。 主方程（Master Equation）： 對於具有不連續躍遷的係統（如化學反應網絡、跳躍過程），主方程是更普適的描述工具。本書闡述瞭主方程與FPE之間的關係（即當躍遷步長趨於零時的極限），並討論瞭如何使用主方程計算平均時間和首次通過時間。 詳細平衡與時間可逆性： 深入剖析瞭平衡態的特殊性質——詳細平衡。隨後，討論瞭當係統偏離平衡時，時間反演對稱性如何被打破。這為後續引入耗散函數和不對稱性關係奠定瞭基礎。 第三部分：耗散、輸運與漲落的量化 本部分將理論框架應用於實際的輸運現象和能量耗散問題，強調瞭不可逆性的定量描述。 輸運係數的計算： 詳細介紹瞭如何利用動力學理論（如格林-久保公式或其他時間相關函數方法）計算電導率、擴散係數和粘滯係數等輸運參數。重點討論瞭這些係數如何依賴於係統的微觀結構和溫度。 起伏-耗散定理（Fluctuation-Dissipation Theorem, FDT）： FDT是非平衡態理論的基石之一，它建立瞭係統對外部微擾（耗散）的響應與其內部熱漲落（起伏）之間的深刻聯係。本書不僅介紹瞭FDT的經典形式，還探討瞭其在非平衡態下的推廣形式，如起伏定理（Fluctuation Theorems）。 起伏定理的深入探討： 這是非平衡統計力學近年來最活躍的研究領域之一。本書詳細介紹瞭Jarzynski等溫等壓下的等時等溫起伏定理，以及Crooks的量熱法關係。這些定理錶明，即使在遠離平衡的過程中，功的分布也攜帶瞭關於平衡態自由能差異的信息，極大地拓展瞭實驗測量和計算模擬的邊界。 第四部分：復雜係統的應用與現代方法 最後一部分將前述理論應用於更具挑戰性的復雜係統，並介紹瞭強大的數值和計算工具。 濛特卡洛方法與動力學模擬： 闡述瞭如何將統計物理中的濛特卡洛采樣技術擴展到時間演化問題中，例如使用Metropolis算法模擬分子動力學中的隨機跳躍，或使用Path Integral方法處理量子係統的輸運。 界麵現象與相變中的動力學： 討論瞭界麵生長、相分離過程中的驅動力與阻力，以及臨界點附近漲落的標度律和動態重整化群方法的應用。 隨機場論與非平衡場論： 簡要介紹瞭如何利用場論的語言描述大量的相互作用粒子係統在非平衡態下的集體行為，這對於理解自組織臨界性等現象至關重要。 本書特色： 1. 理論深度與廣度兼備： 平衡瞭嚴謹的數學推導與豐富的物理直覺培養。 2. 強調隨機性： 將隨機過程視為描述非平衡現象的自然語言，而非僅僅是工程上的近似。 3. 前沿性： 覆蓋瞭起伏定理等現代統計物理學的核心成果。 本書是希望在統計力學領域進行深入研究的學者不可或缺的參考書。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠深入剖析非平衡態物理係統的書籍，而《統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法》（英文影印版 第二版）恰好引起瞭我的注意。我對於平衡態統計力學已經有瞭一定的瞭解，但非平衡態下的復雜性和動態性，一直是我非常想要深入探索的領域。這本書的標題明確指齣瞭“隨機方法”，這讓我對它能夠提供的方法論産生瞭濃厚的興趣。我猜想，書中會詳細介紹如何運用概率論和隨機過程的工具，來理解和描述那些持續演化的係統，比如如何利用馬爾可夫過程來分析粒子在介質中的擴散，或者如何通過隨機行走來模擬一些復雜的動力學過程。非平衡態係統的研究，對於理解諸如天氣變化、生命體的代謝活動、甚至信息傳播等現象至關重要，而隨機方法似乎是理解這些現象的有力武器。英文影印版，雖然閱讀起來需要更多的專注和努力，但這正是我追求的，能夠直接接觸到原汁原味的學術思想，深入領悟其精妙之處。我希望這本書能為我提供一個係統性的框架，讓我能夠更好地理解這個充滿動態和不確定性的世界。

評分☆☆☆☆☆

收到這本《中外物理學精品書係·統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法》（英文影印版 第二版）後，我的第一感覺是它的“厚重感”，不單指實體書的重量，更是其蘊含知識的豐富程度。我之前接觸過一些關於統計力學的入門書籍，對平衡態下的薛定諤方程、玻爾茲曼分布等有所瞭解，但對於非平衡態的隨機方法，我的認知還比較模糊。非平衡態，顧名思義，就是係統處於動態變化中，與我們日常生活中接觸到的很多現象更為貼近，比如擴散、傳熱、以及諸如生物體內的分子運動等等。這本書的標題明確指齣瞭“隨機方法”，這讓我感到非常好奇。我想象著書中會深入探討如何利用隨機過程來描述這些非平衡係統的演化，比如如何通過濛特卡洛模擬來解決一些解析方法難以處理的問題，或者如何理解布朗運動背後的漲落耗散定理。第二版通常意味著內容上的更新和完善，或許加入瞭近年來的研究進展，這對於一個希望跟上科學前沿的讀者來說至關重要。雖然我需要剋服語言障礙，但我相信這本書能夠提供一個係統、深入的視角，幫助我理解那些在平衡態下無法解釋的物理現象。

評分☆☆☆☆☆

這本《統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法》的英文影印版，盡管我還沒有深入閱讀，但單從它的書名和齣版背景，就能感受到它潛在的深度與廣度。我一直對統計力學在描述宏觀現象背後的微觀機製方麵感到著迷，尤其是當涉及到非平衡態係統時，那裏的復雜性更是令人興奮。非平衡態熱力學，聽起來就像是打開瞭一個充滿活力的宇宙，物質在不斷地流動、交換能量，而統計力學的方法，特彆是隨機過程的引入，似乎為我們提供瞭一把能夠窺探這些動態過程的鑰匙。我期待這本書能夠解釋如何用概率和統計的語言來理解諸如流體動力學、化學反應速率、甚至生物體的代謝過程等看似雜亂無章的現象。非平衡態係統與平衡態係統的根本區彆在於其演化方嚮性和不可逆性，而隨機過程恰恰能很好地捕捉這種“無規矩”中的“規律”。我腦海中已經勾勒齣一幅畫麵：書中會詳細闡述馬爾可夫鏈、布朗運動、泊鬆過程等概念，並展示它們如何被用來模擬和分析現實世界中的各種復雜係統。雖然英文影印版可能在閱讀上需要一些額外的精力，但這正是我所追求的，能夠直接接觸到原汁原味的學術思想，深入理解其精髓。我希望這本書能成為我理解復雜世界的一個強大工具。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對物理學有濃厚興趣的愛好者，這本書《統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法》（英文影印版 第二版）是我近期關注的焦點。我常常在思考，那些看似混亂無序的自然現象，背後是否隱藏著某種普適性的規律。非平衡態熱力學，聽起來就充滿瞭挑戰與魅力，它觸及瞭我們認識世界最基本的層麵——能量的流動與物質的演變。而“隨機方法”的加入，更是讓我覺得這本書提供瞭一種全新的視角。我猜想，書中會詳細介紹如何運用概率論和隨機過程的工具，來定量地描述和預測那些動態變化著的係統。想象一下，通過理解隨機行走、馬爾可夫鏈等概念，我們可以模擬齣粒子在介質中的擴散路徑，分析齣蛋白質摺疊的動力學過程，甚至理解宇宙大尺度結構的形成。英文影印版，也意味著我能夠直接接觸到作者最原始的思想和嚴謹的論證，即便閱讀過程會比中文翻譯版更具挑戰性，但這種直接的學術交流，正是我所渴望的。我希望這本書能夠為我打開一扇通往微觀世界動態之美的大門。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對於統計力學如何從微觀粒子行為推導齣宏觀熱力學性質非常著迷。然而，傳統的統計力學往往聚焦於平衡態係統，這在一定程度上限製瞭它對現實世界中許多動態現象的描述能力。因此，當看到《中外物理學精品書係·統計力學：非平衡態熱力學的隨機方法》（英文影印版 第二版）這本書時，我的興趣瞬間被點燃。非平衡態，這個概念本身就充滿瞭動態感和不可逆性，而“隨機方法”的引入，似乎提供瞭一種能夠有效刻畫這種復雜性的理論框架。我非常期待書中能夠詳細闡述如何利用各種隨機過程，比如福剋-普朗剋方程、Langevin方程等，來分析和理解諸如相變動力學、催化反應、甚至是復雜生物係統的功能實現等問題。英文影印版，盡管需要剋服語言上的障礙，但它意味著我能直接汲取第一手的學術養分，深入理解理論的精髓和研究的最新動態。我希望這本書能夠幫助我構建起一個更全麵的統計力學知識體係，尤其是在理解那些充滿隨機性和演化性的物理過程方麵。

評分☆☆☆☆☆

大批量買書，網購送貨快，還不用費體力，不用去書店瞭。

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

這些書在書店裏常常買不到，還很難找，今後我買書就上京東瞭。

評分☆☆☆☆☆

常用教材，寫的不錯，是正版

評分☆☆☆☆☆

還行吧。。。。。。。。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

包裝太差瞭，書都完全摺瞭，換起來太麻煩，無語

評分☆☆☆☆☆

這本書講得偏數學，邏輯嚴密。

評分☆☆☆☆☆

這些書在書店裏常常買不到，還很難找，今後我買書就上京東瞭。

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，經典必備！