液晶物理学（第二版） [The Physics of Liquid Crystals, Second Edition] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[法] 德热纳（P.，G.，de，Gennes），[法] 普罗斯特（J. Prost） 著，孙政民 译

图书标签:

• 液晶物理
• 液晶显示
• 材料物理
• 凝聚态物理
• 相变
• 光学性质
• 电光效应
• 分子物理
• 软物质物理
• 液晶应用

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040476224

版次：1

商品编码：12122333

包装：精装

外文名称：The Physics of Liquid Crystals, Second Edition

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：582

字数：700000

正文语种：中文

内容简介

　　皮埃尔-吉耶·德热纳（Pierre-Gilles de Gennes，1932-2007），知名法国物理学家。他把在研究简单系统中有序现象而创造的方法，成功地应用到更为复杂的物质形态，特别是液晶和聚合物的研究中，创立了软物质物珲学这门交叉学科，并为推动这一学科的发展作出了重大贡献，从而荣获1991年诺贝尔物理学奖。
　　《液晶物理学（第二版）》译自德热纳和J.Prost（普罗斯特）合著的The Physics of Liquid Crystals，Second Edition。书中系统地总结和概括了液晶物理学的理论基础和重要课题，详细讨论了液晶的四种主要类型——向列相、胆甾相、近晶相和柱状相的结构、有序性、相变、缺陷和织构以及弹性性质、光学性质、电学性质、磁学性质、表面性质和流体力学性质等。《液晶物理学（第二版）》高屋建瓴，内容广泛，理论推导严格、简洁，物理思想深刻、清楚，并且整理了许多实验结果。第一版一经出版，立即受到国际液晶界的高度推崇和欢迎，被誉为液晶界的“圣经”，成为液晶研究领域的一部经典著作。第二版增加了大量的数学推演，这也使得《液晶物理学（第二版）》在理论上更加严谨。
　　《液晶物理学（第二版）》既可作为高等院校有关专业的教师、研究生和大学生的教学参考书，也可作为相关研究人员和工程技术人员的参考读物。

内页插图

目录

J．Prost致第二版（中文版）序言
序言——从《三个火枪手》到《二十年后》
译者前言
第二版（英文版）前言
第一版（英文版）前言
第一版（英文版）修订本注
de Gennes致第一版（中文版）序言
第一章 液晶：主要的类型和性质
1．1 引言：什么是液晶？
1．2 构造单元
1．2．1 棒状有机小分子
1．2．2 盘状有机小分子
1．2．3 长螺旋棒
1．2．4 聚合物
1．2．5 复合结构
1．2．6 小结
1．3 向列相和胆甾相
1．3．1 单轴向列相
1．3．2 不同对称性的向列相
1．3．3 胆甾相
1．3．4 小结
1．4 近晶相
1．4．1 近晶A相
1．4．2 近晶C相
1．4．3 “六方”近晶相
1．4．4 “晶状”近晶相
1．4．5 D相
1．5 柱状相
1．5．1 六方相
1．5．2 长方相和斜方相
1．5．3 “反相”
1．6 再论长程序、准长程序和短程序
1．6．1 液晶弹性的简单介绍
1．6．2 涨落
1．6．3 长程序、准长程序和短程序
1．7 液晶的异常特征
参考文献

第二章 向列相中的长程序和短程序
2．1 序参数的定义
2．1．1 微观方法
2．1．2 宏观方法
2．1．3 微观方法和宏观方法之间的关系
2．2 向列相序的统计理论
2．2．1 硬棒和硬盘的平均场计算
2．2．2 具有S2相互作用的平均场理论
2．2．3 计算机模拟
2．3 向列相一各向同性相相变的唯象描述
2．3．1 Tc之上的Landau自由能
2．3．2 静态预相变效应
2．3．3 双轴相
2．3．4 平均场方法的失效
……

第三章 向列相单晶的静态畸变
第四章 向列相的缺陷和织构
第五章 向列相的动力学性质
第六章 胆甾相
第七章 近晶相和柱状相的宏观行为
第八章 近晶相和柱状相的动力学性质
第九章 近晶相和柱状相中的缺陷
人名索引
中英对照索引

前言/序言

　　大约二十年前本书出版了第一版。从那以后，我们的液晶知识有了相当大的拓展：胆甾相的“蓝相”已经基本上搞清楚了；柱状系统建立起来了；各种类型的向列型聚合物已经出现；对大量共聚物所得到的微观相已经进行了分类。
　　第一版是对一个快速发展的领域做了一个仓促的介绍。一些朋友使我们确信将第一版转变成对一个成熟领域做更详细的评述是值得的。将草图变成一幅完整图画的过程是漫长和艰苦的：这项任务是由我们中的一位——JacquesProst——精力充沛地承担了，而原来的设计者只给予了很少的帮助。
　　最后的图画在内容上要丰富多了，不过仍然关注几个中心章节——特别强调近晶相和柱状相。一方面，原来论述近晶相的单独一章分成了四章——保留了类似于我们以前在向列相中的一种风格；另一方面，在这幅图画中还有很多小角落我们没有发出更多新的光芒：表面现象、不稳定性、向列相中的电场效应、化学发明、应用……还有一个美丽的图画没有真正显现出来：这就是缺陷的现代分类，它对像双轴向列相这样的系统有很多预测。
　　省略这些部分的基本理由是：（a）需要将本书保持在一个“人性化”的分量，（b）最近出版的许多书籍都适时强调了这些特征。
　　正如大多数大型经典著作一样，本书实际上是一个集体的工作，其中可以清晰地感受到著名“学院派”的影响，一些部分可能证明是要由一些未来的Veroneset来完成。我们特别亲切地感谢Bordeaux液晶组（CentredeRecherchesPaulPascal）和Ecolede。PhysiqueetChimie（Paris）理论组的参加；感谢T.Lubensky，他的教诲和建议对于我们俩来说都是必不可少的；感谢J.Toner，他说服我们俩中的一个（J.P.）开始这项工程（中心的争论是：“当完成这项工程时，你将感到无比快乐。”）；感谢许多访问学者和朋友——V.Amarias，J.P.Carton，E.DuboisViolette，C.Garland，S.Lagerwall，L.Limat，S.Ramaswamv——他们既参加了令人鼓舞的讨论又进行了痛苦的校对。
　　最后，但不是至少，我们感谢后来的G.Berner，M.Bertrand和G.Friedelance，他们准备了原稿。感谢我们那些令人怀旧的伙伴、孩子和朋友，他们忍受了这个冗长的孕育过程。

好的，这是一份针对一本名为《液晶物理学（第二版）》的书籍的图书简介，内容详实，不涉及该书的实际内容，旨在介绍一个不存在的、关于其他领域的图书的概要。 书名：《量子纠缠的宇宙结构：超维时空中的信息传递与物质形成》 作者： 艾德里安·冯·霍尔姆斯特罗姆 (Adrian von Holmström) 出版社： 环球科学出版社 出版日期： 2024年11月 页数： 约 650 页 定价： 188.00 元 --- 图书简介 本书《量子纠缠的宇宙结构：超维时空中的信息传递与物质形成》是对当代理论物理学前沿领域——量子纠缠现象及其在宏观宇宙结构形成中所扮演角色的深刻探索与系统梳理。作者艾德里安·冯·霍尔姆斯特罗姆，一位在信息论和高能物理交叉领域享有盛誉的学者，汇集了过去十年的研究成果，构建了一个全新的理论框架，用以理解宇宙的底层逻辑。 本书的基石在于挑战了传统上将引力与量子力学视为独立描述体系的观点。霍尔姆斯特罗姆教授认为，时空本身的几何结构并非仅仅由质量和能量决定，而是内在地编码了远距离量子纠缠的拓扑性质。这种观点将纠缠从一个纯粹的微观现象提升到了宇宙学和结构形成的核心机制。 第一部分：纠缠的几何基础与拓扑编码 本书的开篇部分，着重于建立“纠缠-时空度规”的数学联系。作者首先回顾了贝尔不等式的实验验证及其在信息论中的意义，随后深入探讨了AdS/CFT对应原理在描述量子信息流方面的潜力。不同于多数研究集中在黑洞信息悖论，本书的核心创新在于引入了“纠缠曲率张量”（Entanglement Curvature Tensor, ECT），该张量描述了在特定拓扑空间中，信息单元如何通过纠缠路径对背景时空进行塑形。 在这一部分，读者将接触到复杂的微分几何和张量分析，但作者巧妙地使用类比和可视化模型，将高维几何的抽象概念具象化。例如，霍尔姆斯特罗姆提出了“超维弦结”（Hyper-dimensional String Knots）的概念，用来模型化不同时间点上发生的纠缠事件如何在更高维度上形成稳定的结构。这部分内容对于希望在数学上严谨理解量子场论与引力统一的读者具有极高的价值。 第二部分：暗物质与暗能量的纠缠起源论 本书最具争议性且最引人注目的章节，聚焦于利用量子纠缠理论来解释宇宙学中的两大未解之谜：暗物质和暗能量。作者大胆提出，我们所观测到的暗物质并非是某种尚未发现的粒子，而是“时空背景中未被直接观测到的、长程稳定的纠缠态”的表现。 霍尔姆斯特罗姆指出，如果宇宙在极早期经历了某种形式的“全局纠缠相变”，那么这些纠缠的痕迹将以一种非局部、无质量效应的方式影响星系的旋转曲线，这完美地解释了暗物质的引力效应。通过对引力场方程的修正，引入了基于局部纠缠密度（Local Entanglement Density）的修正项，作者展示了如何仅依靠已知的标准模型粒子和纠缠背景，就能重现哈勃常数的观测值，并预测了星系团边缘的物质分布。 在暗能量方面，本书提出，暗能量的负压源于宇宙整体纠缠网络的持续“松弛”过程。随着宇宙的膨胀，空间中潜伏的纠缠键被拉伸，释放出一种与时空膨胀同步的、均匀分布的负压能。这提供了一种完全脱离真空能密度的视角，将宇宙加速膨胀归因于信息学上的“熵增压力”。 第三部分：纠缠驱动的物质形成与结构演化 第三部分将理论应用到宇宙的可见结构形成上。作者探讨了纠缠如何作为“宇宙的脚手架”，指导了早期宇宙中基本粒子和复杂原子的组装。 核心讨论集中在“拓扑种子模型”上。该模型认为，早期宇宙的量子涨落并非完全随机，而是受早期高能纠缠事件的拓扑残留物所引导。这些残留物形成了“信息密度梯度”，吸引普通物质（夸克和轻子）聚集，从而加速了恒星和星系的形成。这种机制解释了为什么宇宙中的物质分布具有显著的尺度不变性。 此外，作者还深入分析了生命起源的物理学基础。在本书的结尾，霍尔姆斯特罗姆推测，复杂的生物分子结构，尤其是DNA双螺旋的稳定性，可能依赖于某种特定的、环境诱导的量子纠缠锁定机制，暗示了生命可能是宇宙信息结构自我组织的一种必然体现。 目标读者与价值 《量子纠缠的宇宙结构》是一部面向高级物理学研究生、专业研究人员以及对宇宙学和基础物理学有深入了解的读者的专著。它对数学工具的使用极为严谨，要求读者对广义相对论、量子场论和信息论有扎实的背景知识。 本书的出版标志着理论物理学迈向一个新阶段：将信息学视为与能量、物质同等重要的宇宙基本要素。它不仅是对现有理论的综合与批判，更是一项具有前瞻性的、试图统一所有自然力的宏大理论构想的蓝图。对于希望站在理论前沿，参与塑造下一代宇宙模型的科研工作者而言，本书无疑是不可或缺的里程碑著作。 --- （全书共包含丰富的图表、详细的数学推导附录，以及对未来实验验证的路线图建议。）

评分☆☆☆☆☆

我尝试从实验物理学的角度来审视这本书，期待它能提供一些关于如何设计和执行液晶相关实验的实用指导，毕竟，物理学的精髓在于实验验证。遗憾的是，本书在这方面的着墨极少，显得有些“纸上谈兵”。例如，介绍散射实验（如动态光散射DLS）来测量液晶的扩散系数时，书中只是提到了测量原理，却完全没有讨论如何处理实际数据中常见的背景噪声、仪器函数校正，以及如何区分平移扩散和旋转扩散对相关函数的影响。同样，对于使用偏振光显微镜观察液晶相变的研究者而言，他们需要的不仅仅是“哪些相在显微镜下呈现何种纹理”的定性描述，而是定量分析这些纹理背后的光弹性方程（Fresnel equation）的解法。这本书似乎更偏爱理论构建，对“如何把理论与真实世界的测量工具挂钩”的实践环节避而不谈。这使得它更像是一本纯粹的理论物理专著，而非一本面向综合性材料物理研究者的工具书。一个优秀的教材，理应在理论的殿堂和实验室的现实之间架起坚实的桥梁，但这本第二版在这座桥梁的“实践侧”似乎还没有铺设完成。

评分☆☆☆☆☆

阅读完这部厚重的作品后，我深感其在历史脉络梳理方面的努力是值得肯定的。作者确实花费了笔墨来追溯液晶理论的经典发展路径，从兰道-德热内斯（de Gennes）模型到早期的哈格-格林（Helfrich-Girard）自由能理论，这些都是奠定该领域基石的重要成果。然而，这种对“经典”的偏重，却带来了一个负面效应：内容更新的停滞感。在谈到介电各向异性或磁化率的分子贡献时，书中主要依赖于早期的介电弛豫模型，对于现代高频测量和超快动力学研究中发现的新现象，例如由界面极化导致的附加响应，鲜有提及。这使得本书更像是一部回顾性的历史文献，而非指导未来研究的路线图。如果作为一部面向研究生的核心教材，它应该更清晰地指出当前理论的局限性，并引导读者去探索那些尚未完全解决的“开放性问题”。目前的呈现方式，更像是向我们展示了一座已经建成的宏伟大厦，而非一处仍在施工、充满未知挑战的试验田。对于希望站在知识前沿的后来者来说，这本书提供的“历史视角”固然宝贵，但“未来导向”的指引则显得不足。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量，坦白说，给我的阅读体验带来了不小的困扰。作为一本旨在阐述复杂物理现象的教材，清晰的图示是至关重要的。然而，书中许多用于说明液晶分子排列结构和拓扑缺陷的示意图，线条过于粗糙，灰度过渡生硬，使得原本就抽象的几何概念变得更加难以捉摸。特别是在讨论手性向列相（Chiral Nematic，即胆甾相）中的螺旋结构时，我不得不频繁地参考外部资料来重建脑海中的三维图像。更令人费解的是，部分公式的推导过程被严重压缩，仿佛作者默认读者已经完全掌握了高等数学和张量分析的全部工具箱，可以直接从第一步跳到最后一步。例如，在引入弹性常数（$K_1, K_2, K_3$）的拉格朗日量密度时，缺乏对自由能项中各项符号和量纲的明确解释。我花费了大量时间去辨认哪些是动能项，哪些是势能项，哪些又是因为边界条件引入的修正项。如果作者能像对待一个严谨的物理学博士论文一样对待每一页的呈现，增加更多的注释和辅助图形，本书的价值将不只是线性提升。现在的状态更像是一份经过多次内部传阅、但未经过严格美编校对的讲义草稿，对读者而言，这无疑是一种负担，极大地消耗了本应用于理解物理规律的精力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格和专业术语的使用，给我的感觉是，它似乎针对的是一个特定的研究群体，而非更广泛的物理学界。在论及拓扑缺陷（如Disclinations）时，书中大量引用了某些特定学派的术语和符号约定，这对于习惯了其他符号体系的读者来说，构成了显著的学习障碍。例如，关于液晶的配向场（Order Parameter）的定义，不同教科书之间就存在微妙的差异（例如是否包含一个常数偏移项），本书在这方面没有给出清晰的定位声明，导致我在与其他文献交叉阅读时，需要不断地进行符号转换，极大地降低了阅读效率。此外，本书对“液晶”这一术语的界定也略显僵化。现代液晶研究早已扩展到液晶聚合物、活性液晶（Active Matter）等前沿领域，但本书的内容似乎在时间上定格在了上世纪末，对近二十年来因软物质物理和生物物理学兴起而带来的新范式、新材料（如液晶离子或智能响应性液晶）的讨论严重不足，使得这本书在面对当前的研究热点时，显得力不从心，缺乏前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

初捧此书，我的内心充满了期待，毕竟“第二版”往往意味着对前版知识的深化和补充，尤其是在液晶这样一个充满活力的研究领域。然而，实际阅读下来，我发现书中对基础概念的阐述显得有些过于笼统，仿佛作者急于跳入更前沿的部分，却忽略了对初学者，或者说，对那些希望巩固基础的读者友好的引导。比如，在介绍向列相（Nematic phase）的形成机理时，我希望能看到更细致的分子间相互作用力的微观解释，比如范德华力在各向异性介质中的具体表现，或者热力学涨落如何促使分子排列的。书中只是简单地提及了分子形状的各向异性是关键，但缺乏深入的数学模型推导和实例分析来支撑这一论断。这使得我在试图将理论与实验现象联系起来时，总感觉缺少了一块关键的拼图。我本以为第二版会在这方面有所加强，提供更具洞察力的见解，而不是仅仅罗列已有的结论。对于那些想深入研究液晶显示技术（如TFT-LCD或OLED中的液晶层）的工程师来说，他们需要的是更精细的电光效应分析，而不是停留在宏观的序参量描述上。总体而言，这本书在广度上尚可，但在深度的挖掘和对基本原理的系统性重构方面，留下了不少值得商榷的空间。我希望作者能在后续的修订中，能增加一个专门的章节，用来详细剖析液晶分子在不同外部场（电场、磁场、应力场）耦合作用下的动力学行为，这将极大地提升本书的实用价值和学术深度。