从动力学到统计物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑志刚，胡岗 著

图书标签:

• 动力学
• 统计物理学
• 物理学
• 热力学
• 凝聚态物理
• 非平衡态物理
• 相变
• 复杂系统
• 计算物理
• 物理学教材

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301276600

版次：1

商品编码：12007171

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2016-11-01

用纸：胶版纸

页数：512

字数：610000

编辑推荐

　　统计物理学已经是本科物理系必修的基础课，是每一个从事物理相关学科研究的科研工作者必须掌握的知识。但是，统计物理主要处理的是粒子数非常大（一般都在十的二十几次幂量级）的系统。少体系统适不适用统计物理学，或者在什么情况下问题可以用统计物理来处理不是一个平庸的问题。《从动力学到统计物理学》正是对此进行讨论的专著。
　　本书作者为国内非线性科学研究的著名专家。本书凝聚了两位作者多年的研究成果，同时也集中介绍了该领域的前沿发展。而且本书叙述深入浅出，图文并茂，不但是专业读者的重要参考，也是读者了解这一领域的极好的读物。

内容简介

　　统计物理是理论物理中非常重要的理论体系，在各个学科分支中都有广泛的应用。在近年来，统计物理随着应用范围的扩大出现了很多激动人心的新课题。《从动力学到统计物理学》集中将讨论平衡态和非平衡态统计物理的基本问题以及近年来围绕基本问题的一些重要研究进展。主要内容包括：
　　（1）平衡态统计物理基本问题研究（动力系统理论，遍历理论，少体系统的统计力学）；
　　（2）Hamilton系统的混沌，高维Hamilton系统的动力学微分几何理论，拓扑相变与热力学相变（关于Lyapunov指数、KS熵等动力学指标与相变的关系研究）；
　　（3）少体非平衡体系的涨落理论与自由能关系（非平衡态统计物理的一些新发展）；
　　（4）低维体系的热传导，反常扩散，宏观输运行为的调控；
　　（5）分子马达与定向输运；
　　和一些其他新出现的有实际意义又有基础理论意义的内容。

目录

第１章　非线性系统的动力学与混沌…………………………………………… (１)
　　§１．１　引言………………………………………………………………… (１)
　　§１．２　从牛顿力学到拉格朗日与哈密顿力学…………………………… (９)
　　§１．３　哈密顿系统的运动积分与正则变换……………………………… (１５)
　　§１．４　可积系统的动力学………………………………………………… (２５)
　　§１．５　近可积系统———小分母问题与KAM 定理……………………… (３３)
　　§１．６　庞加莱伯克霍夫定理与混沌运动……………………………… (４２)
　　§１．７　走向混沌———从蝴蝶效应谈起…………………………………… (５９)
　　§１．８　分形几何与奇异吸引子…………………………………………… (８０)
第２章　从动力学到平衡态统计物理………………………………………… (１０２)
　　§２．１　统计物理基本问题研究概述与历史回顾……………………… (１０２)
　　§２．２　遍历理论………………………………………………………… (１１２)
　　§２．３　少体系统的统计与热力学……………………………………… (１３２)
　　§２．４　硬球系统的统计力学…………………………………………… (１３８)
　　§２．５　哈密顿系统动力学的微分几何理论…………………………… (１５２)
　　§２．６　哈密顿系统的李指数与平衡态相变…………………………… (１６２)
第３章　少体系统的非平衡涨落理论与自由能关系………………………… (１７９)
　　§３．１　近平衡态热力学简介…………………………………………… (１８２)
　　§３．２　非平衡统计物理基本问题……………………………………… (１９１)
　　§３．３　基于微观动力学的涨落定理…………………………………… (２０２)
　　§３．４　加津斯基自由能等式…………………………………………… (２０８)
　　§３．５　克鲁克斯涨落关系……………………………………………… (２２２)
　　§３．６　变温热力学过程自由能关系…………………………………… (２２７)
　　§３．７　少体硬球系统的不可逆过程与涨落…………………………… (２３９)
第４章　非线性系统的热传导与动力学……………………………………… (２５５)
　　§４．１　非线性系统热传导引论………………………………………… (２５５)
　　§４．２　热传导过程的理论研究方法…………………………………… (２６１)
　　§４．３　动力学系统的遍历性质与热传导……………………………… (２７１)
　　§４．４　晶格热传导的声子气体理论…………………………………… (２９１)
　　§４．５　声子重整化理论………………………………………………… (３０９)
　　§４．６　热传导与非线性能量载流子…………………………………… (３１９)
　　§４．７　反常热传导与反常扩散………………………………………… (３４０)
第５章　分子马达动力学与合作定向输运…………………………………… (３５１)
　　§５．１　热力学棘轮与布朗马达………………………………………… (３５３)
　　§５．２　布朗马达的定向输运…………………………………………… (３６０)
　　§５．３　生命体内的分子马达…………………………………………… (３７７)
　　§５．４　分子马达动力学机制与物理建模……………………………… (３８７)
　　§５．５　耦合作用对定向输运的影响…………………………………… (４０５)
　　§５．６　耦合引起的对称破缺与定向输运……………………………… (４１４)
附录A　张量与黎曼几何初步………………………………………………… (４３２)
　　A．１　张量分析与对称性………………………………………………… (４３２)
　　A．２　矢量平移、仿射联络与协变微商………………………………… (４３４)
　　A．３　曲率张量与测地线方程…………………………………………… (４３６)
　　A．４　黎曼空间的度规张量与克氏联络………………………………… (４３８)
　　A．５　黎曼空间中的测地线与曲率张量………………………………… (４４０)
附录B　布朗粒子在势场中的逃逸与跃迁…………………………………… (４４２)
　　B．１　克莱默斯逃逸速率………………………………………………… (４４２)
　　B．２　首通时间…………………………………………………………… (４４５)
　　B．３　福克普朗克方程非定态与逃逸率………………………………… (４４７)
附录C　分数阶微积分简介…………………………………………………… (４５０)
　　C．１　常见的分数阶微积分定义………………………………………… (４５１)
　　C．２　分数阶微积分的性质……………………………………………… (４５４)
　　C．３　分数阶导数的拉普拉斯变换与傅里叶变换……………………… (４５５)
参考文献………………………………………………………………………… (４５８)

好的，以下是一份关于《从动力学到统计物理学》的图书简介，旨在深入阐述本书涵盖的物理学主题，同时避免提及书名本身，并力求自然流畅，如同专业出版物的内容概述。 --- 经典与演化：探索宏观世界的微观基础 本书旨在为物理学研究者、高年级本科生和研究生提供一套全面而深入的理论框架，用以理解宏观物理现象如何从微观粒子的集体行为中涌现。我们聚焦于连接微观描述（如牛顿力学或薛定谔方程）与宏观热力学与统计力学的核心桥梁，探讨系统在时间演化过程中如何达到平衡态，以及如何在统计意义上描述大量粒子系统的性质。 全书结构围绕两大主线展开：动力学系统的演化与统计平衡态的构建。 第一部分：动力学基础与相空间结构 本部分首先回顾了经典力学的基本框架，重点在于相空间的概念及其在描述多体系统中的重要性。我们深入探讨了哈密顿力学的数学结构，阐述了相空间中的流体动力学概念，特别是泊松括号的物理意义及其在演化方程中的核心地位。 我们将详细分析正则变换的理论，展示如何利用它来简化复杂系统的描述，并引入李维尔定理，证明在保守系统中相空间体积不随时间变化这一关键性质。这为后续统计处理奠定了不变性基础。 随后，我们将视角转向混沌动力学。我们不再局限于可积系统，而是探讨非线性效应如何导致系统行为的复杂化。从庞加莱截面到敏感依赖初始条件，再到李雅普诺夫指数的计算，本部分详细考察了确定性系统内部的随机性来源。对于有限元系统，我们考察了遍历性与混合性的物理意义，探讨了这些性质如何保证动力学系统最终能遍历其所有可能状态，从而允许我们使用时间平均替代系综平均。 第二部分：从分子运动到宏观统计描述 在建立了描述微观粒子行为的动力学工具后，本书转向如何将这些微观运动转化为可观测的宏观物理量。这一部分是理解热力学定律起源的关键。 我们从玻尔兹曼输运方程入手，这是连接微观碰撞动力学与宏观不可逆性的核心方程。我们将详细推导该方程，分析其幽灵碰撞项，并讨论弛豫时间近似等常见解法。重点在于理解H定理的推导，解释为什么熵在孤立系统中总是增加的，从而在动力学层面上为热力学第二定律提供了严格的微观基础。 本书随后过渡到统计力学的基本假设。我们详细讨论了系综理论的构建，从微正则系综、正则系综到大正则系综。针对每个系综，我们不仅推导了相应的配分函数（Partition Function），还展示了如何利用这些配分函数来计算系统的热力学量，如内能、压力和吉布斯自由能。我们强调了配分函数作为系统微观信息到宏观热力学量映射桥梁的作用。 第三部分：涨落、关联与线性响应 统计物理学的力量不仅在于预测平衡态，更在于描述系统偏离平衡态时的行为。本部分着重探讨统计涨落和关联函数。 我们讨论了涨落-耗散定理的深刻联系。涨落（系统偏离平均值的随机起伏）与系统在外部扰动下的线性响应（耗散行为）之间存在着普适的关系。我们从动力学角度出发，推导并分析了单时间关联函数和双时间关联函数，展示了它们如何揭示系统内部的弛豫时间和相关长度。 特别地，本书将深入探讨布朗运动的动力学描述，利用朗之万方程和福克-普朗克方程来描述粒子在随机力场下的扩散过程。这部分内容直接将微观的随机碰撞转化为宏观上可测量的扩散系数，是理解介观现象和非平衡态动力学的基石。 第四部分：量子统计的引言与进阶主题 为了完整性，本书的最后一部分将概述如何将统计概念扩展到量子系统。虽然重点仍是经典框架，但理解量子统计的必要性至关重要。 我们简要回顾了费米-狄拉克分布和玻色-爱因斯坦分布的推导，讨论了在低温极限下量子统计效应（如费米子简并压力和玻色爱因斯坦凝聚）如何显著区别于经典麦克斯韦-玻尔兹曼统计。 此外，我们还探讨了几个重要的进阶主题，例如：蒙特卡洛方法在统计物理中的应用，用于模拟复杂相互作用系统；以及平均场理论如何用于处理长程相互作用系统，例如范德华方程的推导过程，展示了简化复杂多体问题的一种强大策略。 本书的目的是培养读者一种深刻的洞察力：即宏观物理定律并非凭空出现，而是系统动力学在时间平均和概率平均下的必然结果。通过严谨的数学推导和清晰的物理图像，本书力求成为连接微观世界与热力学定律的坚实桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的独特之处在于它巧妙地连接了两个看似独立的物理学领域：动力学和统计物理学。我一直认为，要真正理解统计物理学的强大之处，就必须先扎实地掌握动力学的基础。而《从动力学到统计物理学》正是做到了这一点。它首先详细讲解了经典力学中的各种动力学模型，从单粒子运动到多粒子系统的相互作用，为后续引入统计概念打下了坚实的基础。然后，作者自然而然地将我们引入了统计学的世界，通过解释概率、统计涨落等概念，让我们理解宏观世界中的许多现象并非是确定性的，而是由大量微观随机事件的累积效应所决定的。特别是关于熵增原理的讨论，它不再仅仅是一个冰冷的公式，而是与信息论、宇宙的演化等宏大议题产生了深刻的联系，让我对物理学的认识上升到了一个新的高度。整本书的叙事流畅，过渡自然，仿佛一气呵成，读起来酣畅淋漓，没有丝毫的生硬感，极大地激发了我对更深层次物理学问题的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开《从动力学到统计物理学》时，我并没有预设它会给我带来多少惊喜，毕竟“动力学”和“统计物理学”这两个词汇本身就带有一些学术上的距离感。然而，这本书却用它非凡的洞察力，将我带入了一个全新的物理学视野。我惊喜地发现，它并非简单地罗列公式和定理，而是更注重解释“为什么”。它深入浅出地剖析了为什么牛顿定律在大量粒子系统中会演化出统计规律，以及统计分布如何反映微观粒子的内在混沌。书中对于“系综”概念的引入，让我对统计物理学的建模方式有了更直观的理解，仿佛看到了一个巨大的“快照库”，记录着系统中所有粒子在不同时刻的可能状态。这种从时间和状态空间对系统进行描述的方法，确实是我之前从未接触过的。而且，作者在解释一些经典实验，如玻尔兹曼的熵与概率的关系时，并没有止步于理论陈述，而是对其背后的逻辑进行了细致的梳理，让我能深刻体会到物理学家们是如何一步步建立起这些颠覆性的理论。

评分☆☆☆☆☆

对于那些和我一样，对物理学充满好奇，但又被传统教材的枯燥劝退的读者来说，《从动力学到统计物理学》无疑是一股清流。它没有卖弄高深的术语，而是用一种近乎讲故事的方式，将物理学的核心概念娓娓道来。读这本书，你不会感到知识的压力，反而会有一种茅塞顿开的惊喜。我特别喜欢书中对“相空间”这个概念的阐释，它将一个多粒子系统的所有可能状态可视化，使得原本抽象的动力学演化变得直观可感。而当作者将这个概念与统计力学相结合时，我才真正理解了为什么我们能够通过对大量粒子行为的平均统计，来预测宏观系统的性质。这种从微观的“个体”行为到宏观的“群体”规律的跨越，在我看来是物理学最迷人的地方之一，而这本书则精准地捕捉到了这种迷人的精髓。阅读过程中，我不断回想起自己曾经在其他地方看到的关于热力学定律的描述，但在这里，我第一次理解了这些定律的深层物理根源，以及它们如何在统计意义上成立。

评分☆☆☆☆☆

这本《从动力学到统计物理学》真是让人眼前一亮！我一直觉得物理学的世界里，那些宏观现象背后隐藏着微观粒子的复杂互动，但总觉得难以窥探其中奥妙。这本书恰好填补了我的认知空白。它并没有上来就抛出晦涩难懂的公式，而是循序渐进地从经典的动力学理论讲起，就像剥洋葱一样，一层层地揭示出能量、动量守恒等基本原理在不同尺度下的应用。尤其让我印象深刻的是，作者用非常生动的例子，比如布朗运动，来解释微观粒子如何通过随机碰撞驱动宏观系统的变化。这种从“看得见”的运动规律推导到“看不见”的粒子行为，逻辑清晰，令人信服。我之前总觉得统计物理学离生活太远，但这本书让我意识到，无论是热气球的升空，还是冰箱的制冷，亦或是天气预报的复杂模型，背后都离不开统计学的力量。书中的图示也非常恰到好处，辅助理解抽象概念，让我在阅读过程中充满了探索的乐趣，仿佛真的在跟着作者一起，一步步构建起理解物质世界运行机制的完整图景。

评分☆☆☆☆☆

《从动力学到统计物理学》给我的阅读体验，可以用“醍醐灌顶”来形容。我一直觉得，科学的魅力在于它能够解释我们身边发生的一切，而这本书恰恰做到了这一点。它没有回避那些看似复杂的数学推导，但却用一种非常巧妙的方式，让这些数学工具服务于物理直觉。我尤其喜欢书中关于“涨落”的讨论，它解释了为什么即便是宏观系统，也可能出现短暂的、偏离平均值的现象，这让我对事物的普遍性和偶然性有了更深的理解。作者并没有停留在对平衡态的描述，而是探讨了非平衡态统计物理学的基本思想，这让我意识到，物理学不仅仅是对静态世界的描述，更是对动态演化的深刻洞察。整本书的叙事逻辑严谨，结构清晰，仿佛一部精心编排的交响乐，从最基础的旋律开始，逐渐发展出复杂而和谐的乐章，最终达到震撼人心的收尾。读完后，我感觉自己对物质世界的认识，不再是碎片化的知识点，而是一个相互关联、逻辑自洽的整体。

评分☆☆☆☆☆

胡岗老师的书 支持一下 要不然直接要一本 对复杂系统讲的很透彻

评分☆☆☆☆☆

质量很好，包装很精美，内容很好

评分☆☆☆☆☆

京东的老客户，质量一如既往的好！

评分☆☆☆☆☆

很好！

评分☆☆☆☆☆

不错的一本书，主要想看看分子马达

评分☆☆☆☆☆

该书还不错，但是想从经典力学解释统计力学，还是有点那啥

评分☆☆☆☆☆

书的质量很好，印刷清晰纸质也不错，内容也很丰富

评分☆☆☆☆☆

讲到前沿的知识，很不错！

评分☆☆☆☆☆

内容不错，书品相好