国家科技进步奖获奖丛书·物理改变世界 边缘奇迹：相变和临界现象（修订版） [Phase Transitions and Critical Phenomena] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于渌，郝柏林，陈晓松 著

图书标签:

• 物理学
• 相变
• 临界现象
• 凝聚态物理
• 统计物理
• 科技进步奖
• 科学普及
• 物理学前沿
• 物质状态
• 修订版

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030477231

版次：2

商品编码：11900195

包装：平装

丛书名： 国家科技进步奖获奖丛书·物理改变世界

外文名称：Phase Transitions and Critical Phenomena

开本：16开

出版时间：2016-04-01

用纸：胶版纸

页数：190

字数：16

编辑推荐

适读人群 ：本书为理论物理的基础读物，内容丰富、叙述生动、插图精彩，可供具有理工科大学初年级文化程度的读者阅读。
　　自20世纪以来，物理学的发展日新月异，对诸多学科产生了重要而深远的影响，催生了一大批交叉学科，有力地推动了材料、能源、环境、信息等科学技术的进步，极大地改变了人类生产生活方式，改变了整个世界。
　　丛书主要作者均为我国物理学界著名学者，他们都曾在各自领域做出过开创性的贡献，对学科的历史和发展有独到的见解，同时有着深厚的语言文化功底，先后获得多种科普图书奖。丛书力求通过深入浅出的描述，辅以原创的科学漫画，结合各自科研过程中的有趣体验，带领读者进入奇妙的物理世界，感受物理之美，发现物理改变世界的过去和未来，适合大众读者阅读，也是高等院校师生、中学教师、科技工作者的有益参考。

内容简介

　　0℃时冰溶化成水，100℃时水沸腾成蒸汽，这种现象司空见惯。仔细想想，为什么在单个水分子结构不变、相互作用不变的情况下，这么多水分子会不约而同地从一个相“变”到另一个相呢？“新相”在“老相”中又如何“孕育”、“形成”？
　　本书将带领读者进入千奇百怪、绚丽多彩的“相变世界”：从物质三态变化、铁磁、铁电、液晶相变，到玻色一爱因斯坦凝聚、超流和超导。书中还把平衡态相变的概念推广到其他系统，包括几何相变和非平衡相变。全书通过对相变和临界现象的介绍，阐述热力学和统计物理的基本概念，从熵的引入、统计配分函数，到对称破缺、标度律和普适性。同时也描述了研究相变现象的基本理论方法，包括平均场近似、标度分析、重正化群、统计模型确解和计算机数值模拟等，还介绍了相变研究的新进展，如有限系统的临界现象和量子相变。
　　本书为理论物理的基础读物，内容丰富、叙述生动、插图精彩，可供具有理工科大学初年级文化程度的读者阅读。

内页插图

目录

丛书修订版前言
丛书序
再版前言
初版前言

第一章 “物含妙理总堪寻”
千姿百态的“水”
“微观”和“宏观”
喜鹊搭桥：统计物理的妙用

第二章 从物质的三态变化谈起
理想气体
临界点
范德瓦耳斯方程
三相点
水的特殊性

第三章 千奇百怪的相变现象
广延量和强度量
铁磁和反铁磁相变
合金的有序一无序相变
变化多端的中间相——液晶
“巧夺天工”：极低温揭开的秘密
玻色一爱因斯坦凝聚
有没有永久气体
一种“几何”相变：渗流

第四章 平均场理论
相变的分类
被多次“发明”的理论
序参量
朗道理论
涨落和关联
对称的破缺和恢复
连续相变的物理图像

第五章 简单而艰难的统计模型
平衡态统计物理的三部曲
统计物理究竟能不能描述相变？
伊辛模型的曲折历史
复数和四元数
统计模型展览
闯到“收敛圆”的外面去！

第六章 概念的飞跃——标度律与普适性
实验家的挑战
四维以上空间才正确的理论
是偶然的巧合吗？
标度假定
自相似变换
普适到什么程度？

第七章 一条新路——“重正化群”
不动点
再谈几何相变
重正化变换
奇怪的展开参数
重正化群理论的实验验证

第八章 空间维数的意义
涨落和空间维数的关系
理论物理怎样“钻”进了非整数维空间
连续变化的空间维数
三类几何对象的豪斯道夫维数
布朗粒子的轨迹是几维的？
上边界维数和下边界维数

第九章 特殊的“双二维”空间
一场争论
能实现二维系统吗？
相位涨落与准长程序
拓扑性的元激发：涡线
能量与熵的竞争

第十章 有限系统的临界现象
有限尺度标度律
高于上临界维数有限系统的临界现象
有限系统临界现象的实验研究

第十一章 量子相变
测不准关系和量子涨落
量子比特体系的相变
光阱中稀薄原子的“超流——绝缘体”转变

第十二章 非平衡相变——自然界中的有序和混沌
从对流现象谈起
耗散结构
走向湍流的道路
确定论方程中的内在随机性
结束语
实验和理论的相互促进
科学的进步是集体智慧的结晶，需要多种人才的协作和
不同途径的配合
不同学科的交叉和渗透
千里之行，始于足下

后记

前言/序言

　　“物理改变世界”丛书由冯端、郝柏林、于渌、陆琰、章立源等著名物理学家精心创作，2005年7月出版后受到社会各界广泛好评，并于2007年一举荣获国家科学技术进步奖，帮助我社首次获此殊荣。丛书还多次重印，在海内外产生了广泛的影响，成为双效益科普图书的典范。

　　物理学是最重要的基础科学，诸多物理学成就极大地丰富了人们对世界的认知，有力地推动了人类文明的进步和经济社会的发展。丛书将物理学知识与历史、艺术、思想及科学精神融会贯通，受到科技工作者和大众读者的高度评价，近年库存不足后有不少读者通过各种方式表达了对再版的期待。

　　在各位作者的大力支持下，本次再版对部分内容进行了更新和修订，丛书在内容和形式上都更加完善，也能传承这些物理学大师博学厚德、严谨求真的精神，希望有越来越多的年轻人热爱科学，努力用科学改变世界，创造人类更加美好的未来。

　　同时，我们也以此纪念和告慰已经离开我们的陆琰院士。

物理之魅：经典力学与热力学原理（修订版） 本书聚焦于经典物理学的两大基石——经典力学与热力学，旨在为读者构建一个扎实、深刻的理论框架，理解宏观物质的运动规律与能量转化机制。我们深入探讨了牛顿力学的精髓，并将其扩展至拉格朗日和哈密顿体系，同时，对热力学的基本定律、统计力学的初步概念及其在宏观系统中的应用进行了详尽阐述。 --- 第一部分：经典力学的严谨与美学 本部分致力于展现经典力学的内在逻辑和数学优雅性。我们从牛顿运动定律出发，逐步引入约束、广义坐标等概念，最终迈入分析力学的殿堂。 第一章：牛顿力学的再审视 本章重温了伽利略相对性原理和牛顿三大定律，强调了惯性系的概念。我们详细讨论了如何利用这些基本定律来求解简单的、受力明确的系统。特别地，本章引入了动量守恒和角动量守恒的深刻物理意义，并以行星运动为例，展示了这些守恒律在宇宙尺度上的应用。我们对惯性系和非惯性系（如旋转参考系）的描述进行了细致的区分，特别是对科里奥利力和离心力的起源及其在地球物理中的作用进行了深入分析。 第二章：约束与欧拉-拉格朗日方程 为了处理复杂的机械系统，本章引入了约束的概念，包括完整的和非完整的约束。重点在于变分原理，特别是对达朗贝尔原理的推导和应用。在此基础上，我们构建了拉格朗日力学。拉格朗日量 $L = T - V$ 的构建方法被系统地讲解，并详细推导了欧拉-拉格朗日方程。通过对单摆、双摆以及连接的振动系统等经典例题的求解，读者将体会到拉格朗日方法在简化复杂运动方程方面的巨大优势。本章还探讨了拉格朗日力学中对速度和坐标的独立性假设的物理基础。 第三章：守恒量与哈密顿力学 分析力学的自然延伸是哈密顿力学。本章首先探讨了拉格朗日力学中与坐标或速度无关的项所对应的守恒量（即诺特定理的初步体现）。随后，我们正式引入广义动量和哈密顿量 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。哈密顿方程组 $dot{q}_i = partial H / partial p_i$ 和 $dot{p}_i = - partial H / partial q_i$ 被视为对经典动力学的另一种、更为对称的描述。我们深入探讨了相空间的几何意义，并初步介绍了泊松括号的概念，这些结构为后续深入研究（如量子力学基础）奠定了必要的数学语言。 --- 第二部分：热力学的基本框架与应用 本部分从宏观角度出发，系统阐述了热力学如何描述能量、温度和熵，并探讨了这些概念在工程和自然过程中的实际意义。 第四章：热力学定律与状态函数 本章是热力学的基石。我们从热力学第零定律（温度的定义）开始，随后详细阐述了热力学第一定律（能量守恒在热过程中的表现），区分了功、热量和内能。紧接着，我们深入探讨了热力学第二定律的两种表述（克劳修斯和开尔文-普朗克），并引入了熵这一核心概念。熵被解释为系统无序度的量度，并通过卡诺循环的效率分析，确立了第二定律的普适性。本章还全面介绍了各种热力学状态函数（如焓、吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能）及其热力学关系式。 第五章：热力学过程与平衡态 本章关注于热力学过程的分类和分析：可逆过程、不可逆过程、准静态过程。我们详细分析了各种理想过程，如等温、绝热、等压和等容过程，并利用第一、第二定律计算了系统的热力学量变化。热力学第三定律——绝对零度下熵的确定性——被引入，以完成热力学框架的闭合。本章的重点在于理解热力学平衡的条件，即系统在宏观上不再发生变化的稳定状态，以及如何利用最小自由能原理来判断过程的自发性。 第六章：理想气体与化学热力学入门 为连接理论与实际，本章首先以理想气体模型为例，应用前述定律分析气体在不同条件下的膨胀和压缩过程，推导了理想气体的状态方程。随后，本章引入了化学热力学的基础。我们讨论了化学反应中的热效应（焓变），并利用吉布斯自由能来判断反应的自发方向和化学平衡常数。对相变过程（如蒸发、熔化）的热力学处理被纳入讨论，侧重于克拉珀龙方程的应用，解析了温度和压力对平衡点的调控作用。 --- 第三部分：连接微观与宏观的桥梁（统计力学初探） 虽然本书核心聚焦于经典宏观理论，但本部分提供了一个对热力学微观基础的初步认知，为读者理解宏观规律的统计起源做好铺垫。 第七章：统计方法与微观联系 本章简要介绍了统计方法的思想，即通过大量微观粒子的平均行为来推导出宏观可观测的物理量。我们讨论了微观状态和宏观状态的区别，并引入了概率在物理学中的应用。虽然不深入复杂的系综理论，但本章解释了平均值和涨落的物理意义，为理解宏观热力学量（如温度、压力）如何从粒子运动中涌现提供了直观的图像。 --- 本书特色： 结构严谨： 从基础公理到复杂方程的推导层层递进，逻辑链条清晰。 注重物理图像： 强调数学工具背后的物理意义，避免纯粹的公式堆砌。 广度与深度兼顾： 覆盖了经典力学和热力学的核心内容，为后续高级物理学习打下坚实基础。 本书适合对象： 大学物理专业本科生、需要复习和巩固经典物理学基础的理工科学生，以及对物理学原理有浓厚兴趣的自学者。本书的修订版在例题和习题的难度与覆盖范围上进行了优化，以更好地适应当前教学的需求。

评分☆☆☆☆☆

评价二 我是一名物理爱好者，尤其对那些能够“改变世界”的物理理论和现象情有独钟。《边缘奇迹：相变和临界现象（修订版）》这本书名，瞬间就抓住了我的眼球。相变，听起来就充满了魔幻色彩，像是物质世界的“变形记”。我一直对物质在不同状态之间的转换过程感到着迷，不仅仅是简单的固液气三态变化，更包括那些在特定条件下发生的更加复杂和微妙的相变，比如超导、超流等等。而“临界现象”则是一个更具哲学意味的概念，它暗示着在某种极限状态下，系统会表现出意想不到的行为，这种“量变引起质变”的过程，总是蕴含着深刻的物理洞察。我非常好奇，作者将如何带领读者穿越这些“边缘”，去探索那些“奇迹”的发生机制。我期待这本书不仅仅是枯燥的理论堆砌，而是能够通过严谨的科学论证，辅以精彩的图示和类比，让这些复杂的概念变得通俗易懂。或许，书中还会涉及一些前沿的科研动态，展示科学家们在相变和临界现象研究领域取得的最新突破，以及这些突破可能带来的颠覆性应用，比如在新材料开发、能源技术甚至人工智能等领域。

评分☆☆☆☆☆

评价三 作为一名对科学史有着浓厚兴趣的读者，我对“国家科技进步奖获奖丛书”这个系列有着天然的好感。而《物理改变世界》这一卷，更是直接触及了我内心深处的求知欲。《边缘奇迹：相变和临界现象》这个标题，乍一看似乎有些晦涩，但仔细品味，却又充满了引人遐想的空间。相变，在我的认知里，总是伴随着能量的吸收或释放，是物质世界中一种重要的“重塑”过程。从宏观的天气变化到微观的材料性质，相变都在其中扮演着关键角色。而“临界现象”，更是让我联想到物理学中那些“一点就透”的瞬间，那些在特定参数下，系统会发生剧烈、非线性的变化的时刻。我设想，这本书会以一种宏大的视角，梳理相变和临界现象的科学发展脉络，或许会从早期科学家们的朴素观察出发，逐步走向现代物理学对这些现象的精确描述和理论解释。我期待能够从中了解到，那些伟大的物理学家们是如何一步步揭开相变和临界现象的神秘面纱，他们又是如何运用这些知识来改造世界的。这本书或许会是一个绝佳的窗口，让我得以窥见物理学思想的演进史，以及科学研究是如何从基础理论走向实际应用的。

评分☆☆☆☆☆

评价四 我对“相变”这个概念一直有着一种朦胧的敬畏感。它听起来就像是物质世界的一场无声革命，在悄无声息中改变着一切。从日常生活中一杯热咖啡冷却成常温，到工业生产中金属的熔炼与凝固，再到宇宙天体演化中的某些剧烈转变，相变无处不在，深刻地影响着我们所感知和利用的物质形态。而“临界现象”更是充满了戏剧性，仿佛是系统在达到某个“临界点”时，会发生意想不到的、甚至是爆炸性的变化。我一直在寻找一本能够清晰、深入地解释这些概念的书籍，而《边缘奇迹：相变和临界现象》这个书名，正是我一直在寻找的那种。我期望这本书能够提供给我关于相变和临界现象的系统性知识，不仅仅是概念的介绍，更重要的是对这些现象背后深层物理原理的剖析。我期待作者能够用通俗易懂的语言，结合生动形象的例子，将那些复杂的数学公式和理论模型转化为易于理解的知识。或许，书中还会探讨这些“边缘奇迹”在现代科技中的应用，比如在新型材料设计、高性能计算、甚至生物医学等领域，是如何发挥着至关重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

评价五 “国家科技进步奖获奖丛书”，这几个字本身就足以引起我的兴趣，它代表着该领域内具有里程碑意义的研究成果。《物理改变世界》这个系列名称，更是直接点明了主题，让我对接下来的内容充满了期待。而《边缘奇迹：相变和临界现象》这部分，则将我的好奇心引向了一个更加具体而又充满魅力的领域。相变，听起来就像是物质在特定条件下发生的“蜕变”，而“临界现象”则暗示着某种“转折点”的出现，在这一点上，系统的性质会发生质的飞跃。我猜测，这本书会深入浅出地探讨这些现象的微观机制，例如原子、分子的排列方式如何改变，以及能量如何在相变过程中起到关键作用。同时，我更期待能够了解到，这些看似抽象的物理概念，是如何被应用于解决现实世界中的复杂问题的。比如，在材料科学领域，如何利用相变来设计出具有特定性能的新材料；在能源领域，如何通过控制临界现象来提高能源转换效率；甚至在信息科学领域，是否也能找到相变和临界现象的影子。我希望这本书能够拓展我的视野，让我理解物理学是如何通过揭示和控制这些“边缘奇迹”，来不断推动人类文明进步的。

评分☆☆☆☆☆

评价一 初次翻开这套“国家科技进步奖获奖丛书”，便被《物理改变世界》这个宏大的主题所吸引。我一直觉得，我们所生活的这个世界，无时无刻不在被物理学悄然塑造，从最宏观的宇宙星辰，到最微观的原子粒子，都遵循着物理学的规律。这本书的副标题“边缘奇迹：相变和临界现象”更是点燃了我强烈的好奇心。相变，听起来就很充满神秘感，比如水变成冰，或是液态金属在冷却过程中凝固，这些日常生活中司空见惯的现象，背后究竟隐藏着怎样的物理机制？而“临界现象”，更让我联想到那些在关键时刻发生剧烈变化的转折点，这种概念在物理学中是如何被阐释的？我期待这本书能够以一种引人入胜的方式，揭示这些“边缘奇迹”是如何影响和改变我们的世界的。我猜测，书中会用大量生动有趣的例子，比如从一杯咖啡的冷却过程，到极端天气系统的形成，来解释相变和临界现象的原理。作者可能还会深入探讨，在这些看似平凡的物理过程中，隐藏着怎样的普适性规律，以及这些规律又是如何被科学家们一步步揭示出来的。我非常看好这本书能够提供一个全新的视角，让我重新审视那些我们习以为常的物理现象，并且惊叹于其中蕴含的深刻智慧。

评分☆☆☆☆☆

买了一套，知识就是力量

评分☆☆☆☆☆

正版通俗易懂印刷精美讲解清晰有趣

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相变的基础知识非常丰富 推荐购买 喜欢这本书

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一下买了一套，知识就是力量

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书本不错哦，一定要看看，长点见识

评分☆☆☆☆☆

还没有看过，质量不错，优惠很大，一起买了四十几本，够一年看的了。

评分☆☆☆☆☆

还没看我爸说没#但我觉得比马云成功学有用得多

评分☆☆☆☆☆

写的不错，深入浅出，科普干货类，值得推荐。这次物流很好，包装很好。

评分☆☆☆☆☆

包装好，速度快，服务给力！！！