量子統計力學(第二版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張先蔚 著

圖書標籤:

• 量子統計力學
• 統計物理
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• 凝聚態物理
• 熱力學
• 物理學
• 高等教育
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• 第二版
• 研究生教材

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030200556

版次：31

商品編碼：12366001

包裝：平裝

叢書名： 現代物理基礎叢書

開本：32開

齣版時間：2018-06-01

頁數：400

正文語種：中文

內容簡介

書內容共分七章：首先係統論述瞭量子統計力學的概念、理論和方法，接著討論瞭統計力學中*令人感興趣的相變及臨界現象問題，以及將場論方法應用於統計力學的格林函數理論，*後介紹瞭當前正在發展的低維係統統計力學問題。

好的，這是一份關於《量子統計力學（第二版）》的圖書簡介，內容將聚焦於此書未涵蓋的領域，力求詳實、深入，避免任何模闆化語言。 --- 跨越經典的鴻溝：深入探索宏觀與微觀的交匯點——一本關於高級熱力學與非平衡態過程的導覽 導言：超越平衡態的物理圖景 在物理學的宏偉殿堂中，統計力學無疑是連接微觀粒子運動規律與宏觀熱力學現象的橋梁。經典理論的構建，尤其是在平衡態的框架下，為我們理解物質的穩定性質提供瞭堅實的基礎。然而，自然界中絕大多數過程——從材料的生長、化學反應的動力學，到復雜係統的耗散——都發生在偏離平衡態的條件下。 本書旨在填補這一空白，為那些已經掌握瞭標準量子統計力學框架（如配分函數、能級計算、平衡態下的玻色-愛因斯坦與費米-狄拉剋分布）的讀者，提供一個深入探索非平衡態、時變係統以及信息論在物理學中的應用的全麵視角。我們不糾結於基礎的量子統計概念，而是將目光投嚮更具挑戰性與實際應用價值的前沿領域。 第一部分：非平衡態的嚴謹基礎與數學工具 經典統計力學在平衡態的描述相對直接，但一旦係統開始演化，描述的難度便呈指數級增長。本部分的核心在於建立一個嚴謹的、適用於時間演化係統的數學框架。 1. 密度矩陣的動力學演化： 傳統上，我們用密度矩陣 $ ho$ 來描述係統的量子態，特彆是在混閤態或子係統的情況下。然而，在非平衡態下，密度矩陣本身是時間依賴的，其演化遵循馮·諾伊曼方程（或更廣義的林布雷希特方程，Liouville-von Neumann Equation）。我們深入探討如何使用玻恩近似和馬爾可夫近似來簡化這些方程，並引入主方程（Master Equation）的概念，這對於處理與環境的耦閤至關重要。 2. 弛豫過程與科裏亞利斯效應： 係統的弛豫——即偏離平衡態的係統如何趨於穩定——是理解動力學的基礎。我們詳細分析瞭弛豫時間的定義和計算方法，並探討瞭在鏇轉坐標係中描述動力學時引入的科裏亞利斯效應，這在諸如核磁共振（NMR）和電子自鏇共振（ESR）等實驗中扮演關鍵角色。 3. 綫性響應理論與漲落-耗散定理： 這是連接宏觀可觀測量的時變響應與微觀漲落的核心。我們將基於久保公式（Kubo Formula），詳細推導綫性響應理論，展示如何通過計算係統的自相關函數（Autocorrelation Function）來預測係統對微小外場擾動的反應。隨後，我們將嚴謹地闡述漲落-耗散定理，揭示係統內在的不可避免的隨機漲落與其能量耗散機製之間深刻的定量聯係。 第二部分：信息、熵與隨機過程 在現代物理中，信息論已成為理解復雜係統和計算過程不可或缺的工具。本部分將統計物理的視角擴展到信息熵和隨機過程的領域。 1. 擴展的熵概念： 雖然吉布斯熵是平衡態的基石，但在處理信息損失和係統演化時，我們需要更強大的工具。我們將探討香農熵在物理係統中的應用，以及馮·諾伊曼熵（用於量子態的度量）與熱力學熵之間的關係。特彆地，我們將分析相對熵（Kullback-Leibler 散度），它衡量瞭兩個概率分布之間的差異，是構建變分原理和理解信息流動的關鍵。 2. 隨機過程與布朗運動的精細化處理： 隨機過程是描述分子尺度上不可預測行為的語言。我們將從朗之萬方程（Langevin Equation）齣發，引入隨機力項，並將其與福剋-普朗剋方程（Fokker-Planck Equation）聯係起來。本節將側重於分析係統的定態解、第一通過時間（First Passage Time）問題，以及如何用這些工具來建模諸如分子馬達等復雜生物物理係統中的擴散和漂移。 3. 馬爾可夫鏈與濛特卡洛模擬的理論基礎： 許多復雜的積分和概率采樣的計算依賴於馬爾可夫鏈。我們將深入探討平穩分布的性質，以及詳細平衡條件（Detailed Balance）在構建有效抽樣算法中的作用。這為後續理解馬爾可夫鏈濛特卡洛（MCMC）方法的收斂性和效率提供瞭堅實的理論支撐。 第三部分：復雜係統與臨界現象的動力學 臨界現象是統計物理中最引人入勝的領域之一，它描述瞭係統在特定溫度或壓力下，宏觀性質發生的劇烈、非平凡的變化。 1. 臨界點的動力學重整化群： 傳統的重整化群（Renormalization Group, RG）方法側重於平衡態下的固定點和普適性。本部分將引入動態重整化群（Dynamic RG）的概念，探討如何將時間尺度納入RG變換中，從而確定臨界指數不僅依賴於空間維度，還依賴於時間維度（例如，動態標度指數 $zeta$）。我們將分析著名的哈金斯（Haken）模型及其在非平衡相變中的應用。 2. 相變與延遲效應： 在遠離平衡態的驅動下，係統的相變行為會發生顯著改變。我們將研究非等溫（Non-Isothermal）或非絕熱（Non-Adiabatic）過程中的相變，例如快速冷卻下的形核與生長。重點將放在Cahn-Hilliard或Ginzburg-Landau方程的時間演化形式，分析形貌的演化、界麵能的動力學效應以及驅動力對相分離過程的影響。 3. 耗散係統的自組織與突變： 許多開放係統在能量耗散中錶現齣驚人的有序性，即耗散結構。我們將分析圖靈不穩定性的數學機製，探討活性物質、化學振蕩器（如Belousov-Zhabotinsky反應）中如何通過反應-擴散機製産生空間和時間上的周期性結構。這部分強調瞭非綫性動力學在構建宏觀有序性中的核心作用。 結語：麵嚮前沿的展望 本書的最終目標是為讀者構建一個動態的、信息豐富的統計物理視角。我們相信，理解非平衡態物理是應對現代科學挑戰（從湍流、量子信息到生命體的組織）的必要前提。本書的深度和廣度，旨在引導研究者從經典的靜態快照中解放齣來，真正把握宇宙中萬物不斷演化的本質規律。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，給我留下瞭極其深刻的印象。它摒棄瞭那種冰冷、生硬的科學陳述腔調，轉而采用瞭一種近乎優雅的、極富邏輯美感的敘述方式。作者的文字精準、簡潔，但絕不枯燥。在解釋高度抽象的數學概念時，他們總能找到一個既貼閤物理直覺又符閤數學嚴謹性的錶達方式，如同在懸崖邊上跳舞，既要保持平衡，又要展現齣極高的技巧性。有時，我會感覺像是在聽一位造詣極高的學者在進行一場私人講座，那種充滿智慧的洞察力，透過文字的縫隙不時地流露齣來。這種高質量的文字錶達，極大地提升瞭閱讀體驗，使得原本可能枯燥的推導過程，變成瞭一種智力上的享受。它不是簡單地告知你“是什麼”，而是細緻地闡釋瞭“為什麼必須是這樣”，這種對底層邏輯的尊重和揭示，是真正優秀學術著作的標誌。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是一場視覺盛宴。封麵采用的深藍色調，搭配燙金的標題字體，立刻營造齣一種既嚴肅又神秘的學術氛圍。紙張的選擇也十分考究，那種微微有些粗糙卻又手感極佳的質地，拿在手裏沉甸甸的，讓人倍感安心。側邊切口處理得異常平整光滑，即便是翻動書頁時，指尖的觸感也令人愉悅。內頁的排版布局堪稱藝術品，清晰的字體、閤理的行距以及恰到好處的留白，使得即便是麵對那些密密麻麻的數學公式，閱讀起來也不會感到壓迫或混亂。圖錶的繪製更是精良，綫條的粗細、顔色的深淺都把握得恰到好處，那些復雜的物理模型在圖形的輔助下，瞬間變得具象化瞭不少。這本書的物理實體本身，就是一種對知識尊重的體現，讓人忍不住想要細心嗬護，生怕有任何摺損。這種對書籍載體的極緻追求，無疑為內容的吸收打下瞭一個極佳的心理基礎，仿佛在告訴讀者，你即將接觸的知識，值得如此精心的包裝。

評分☆☆☆☆☆

對於一個資深研究人員來說，衡量一本教材的價值，往往在於它對前沿領域滲透的深度和廣度。這本書在這方麵錶現得尤為齣色，它成功地在紮實的經典內容和瞬息萬變的研究熱點之間架起瞭一座堅固的橋梁。書中對某些特定模型（比如與凝聚態物理緊密相關的某些低維係統或強關聯電子係統）的討論，雖然篇幅不算多，但其切入點和處理方式，明顯帶有最新的研究視角。它沒有停留在教科書式的“完結”，而是巧妙地設置瞭若乾個“開放性討論”的章節或段落，這些地方仿佛是作者在耳邊低語，暗示著“這裏還有很多尚未解決的問題等著你”。這種前瞻性的視野，極大地激發瞭我對相關交叉領域進行探索的興趣，它不僅僅是知識的傳遞者，更像是一位經驗豐富的引路人，在你即將邁入更深層次研究時，為你指明瞭幾個可能充滿機遇的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個周末的時間，試圖梳理一下這本書在理論體係構建上的獨到之處。它不像某些教材那樣，上來就拋齣一堆抽象的公設，然後讓你在迷霧中摸索前進。這本書的敘事邏輯非常“人性化”，它似乎懂得初學者的思維跳躍點在哪裏，所以每一個新的概念引入，都有著堅實的、來自經典物理的鋪墊。作者在處理從經典統計力學過渡到量子統計力學這一“鴻溝”時，展現瞭大師級的駕馭能力。他們沒有選擇捷徑，而是耐心地梳理瞭熱力學和係綜理論的內在矛盾，然後像解開一個精妙的結一樣，讓量子力學的基本原理自然而然地“湧現”齣來，成為解決這些矛盾的必然工具。這種循序漸進、層層遞進的結構，使得復雜的理論體係仿佛被拆解成瞭可以獨立把玩的積木塊，最終拼湊齣一個宏大而自洽的知識殿堂。即便是那些需要反復推導的關鍵步驟，作者也處理得乾淨利落，沒有絲毫拖泥帶水，但又保證瞭邏輯鏈的完整性。

評分☆☆☆☆☆

關於習題部分的評價，我必須說，這纔是這本書的“靈魂武器”。市麵上很多教材的習題，要麼是照搬課本例題的換皮，要麼就是難度陡增卻缺乏指導意義的怪題。但這裏的習題設計，簡直是教科書級彆的“階梯訓練”。初級的練習題，旨在鞏固剛剛學到的基本概念和數學工具的運用熟練度，讓人快速建立信心。緊接著，中等難度的題目開始要求你進行概念的靈活遷移和公式的組閤應用，開始強迫你跳齣書本上的固定框架。最精彩的是那些挑戰性的難題，它們往往不是純粹的計算，而是要求你對某個特定物理情景進行深入的物理洞察和建模。完成這些題目後，你會驚喜地發現，自己對教材中那些看似高深的原理，忽然有瞭醍醐灌頂般的理解。這些習題不是為瞭難倒你，而是為瞭將你“打磨”成一個真正的理論工作者，培養那種麵對未知問題時，敢於著手分析的勇氣和方法。