量子力学,统计学和聚合物物理学中的路径积分 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京世图

作者:H.Kleinert

出品人:

页数:891

译者:

出版时间:2003-6

价格:84.00元

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isbn号码:9787506259439

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《量子力学、统计物理学和聚合物物理学中的路径积分（第二版）》 内容简介 本书为《量子力学、统计物理学和聚合物物理学中的路径积分》第二版。路径积分方法作为一种强大的理论工具，在现代物理学的多个分支中扮演着核心角色，尤其在量子力学、统计物理学以及聚合物物理学领域，它提供了一种理解和计算复杂系统行为的统一且直观的视角。本书旨在深入浅出地介绍路径积分的核心概念、技术及其在不同物理场景下的具体应用，尤其侧重于如何将这一抽象的数学框架转化为解决实际物理问题的有力工具。 第一部分：路径积分基础与量子力学 本书的第一部分为读者打下坚实的路径积分理论基础，重点在于其在量子力学中的应用。我们将从费曼的路径积分思想出发，介绍其核心概念：即一个粒子从初始位置到最终位置的概率幅，可以通过对所有可能的“路径”进行叠加来计算，每条路径的贡献由其经典作用量决定。 经典作用量与量子传播幅： 详细阐述经典作用量在路径积分中的作用，以及如何将其与量子传播幅联系起来。我们将推导量子力学中传播子的路径积分表述，并探讨其与薛定谔方程和海森堡绘景的关系。 离散化与高斯积分： 介绍将连续时间路径离散化为一系列时间步长的技术，从而将路径积分转化为一系列易于处理的乘积。重点讲解如何利用高斯积分的技巧来计算这些离散化的路径积分，并演示其在简谐振子等基本量子系统中的应用。 量子纠缠与量子信息： 探讨路径积分在理解量子纠缠和量子信息理论中的作用。通过路径积分的视角，我们可以更清晰地理解多体量子系统的行为，以及如何利用路径积分工具来分析量子计算和量子通信中的关键问题。 路径积分的量子场论拓展： 简要介绍路径积分如何自然地推广到量子场论，为理解基本粒子和相互作用提供了一个框架。虽然本书重点不在于量子场论，但引入这一概念有助于读者认识路径积分的普适性。 第二部分：统计物理学中的路径积分 路径积分方法在统计物理学中同样展现出其非凡的威力，尤其是在处理高温或低温下的热力学性质，以及相变等问题时。本书的第二部分将详细阐述路径积分在统计物理学中的应用。 虚时间路径积分与配分函数： 关键在于将时间变量“虚数化”，将统计物理学中的配分函数与虚时间路径积分联系起来。我们将推导出虚时间路径积分的表述，并展示如何利用它来计算系统的配分函数，进而获得所有的热力学性质，如自由能、内能、熵等。 相变与临界现象： 路径积分方法为理解相变和临界现象提供了强大的分析工具。本书将深入探讨如何利用路径积分来计算临界指数，以及分析序参量的涨落，从而揭示相变背后的微观机制。 伊辛模型与格林函数： 以著名的伊辛模型为例，详细演示路径积分在求解格点模型中的应用。我们将介绍如何构建伊辛模型的路径积分表述，并利用格林函数技术来计算其磁化强度、关联长度等关键物理量。 非平衡态统计物理： 探讨路径积分方法在非平衡态统计物理中的前沿应用。虽然传统路径积分多用于平衡态系统，但近年来，虚时路径积分的推广和一些新的技术发展，使得路径积分在描述耗散系统、动力学过程等方面也展现出潜力。 第三部分：聚合物物理学中的路径积分 聚合物的微观结构和宏观性质之间存在着复杂的联系，而路径积分方法为理解这种联系提供了一个优美的框架。本书的第三部分将聚焦于路径积分在聚合物物理学中的应用。 高分子链的扩散与统计： 将高分子链视为一个在空间中运动的“粒子”，其运动轨迹构成了“路径”。我们将利用路径积分来描述高分子链的统计行为，例如其均方末端距、回转半径等。 自回避行走与聚合物模型： 介绍自回避行走模型（Self-Avoiding Walk）作为描述真实聚合物的一个重要模型，并探讨如何利用路径积分方法来近似计算其统计性质。 聚合物溶液的相变与自组装： 探讨路径积分在理解聚合物溶液中的相行为，例如临界溶解温度、两相分离等问题。同时，也将介绍路径积分在研究聚合物自组装过程中的应用。 动态过程与涨落耗散定理： 扩展路径积分的应用范围，涵盖聚合物的动力学过程，例如扩散动力学、链的弛豫等。我们将探讨如何利用路径积分来分析聚合物的动态涨落，并与涨落耗散定理联系起来。 第四部分：高级主题与计算技术 为了使读者能够更深入地掌握路径积分方法，本书的最后部分将介绍一些高级主题和实用的计算技术。 平均场理论与近似方法： 介绍如何利用平均场理论和各种近似方法来简化复杂的路径积分计算，例如鞍点近似、WKB近似等。 蒙特卡洛模拟与路径积分： 探讨将蒙特卡洛模拟方法与路径积分相结合的强大计算策略。例如， Metropolis算法、Gibbs抽样等如何在路径积分的框架下被应用，以数值计算复杂的物理量。 格林函数方法与关联函数： 详细介绍格林函数在路径积分中的作用，以及如何利用它来计算各种关联函数，这些关联函数提供了系统微观行为的重要信息。 现代物理学前沿应用： 简要介绍路径积分在凝聚态物理、量子光学、生物物理学等领域的一些前沿应用，展示路径积分方法不断拓展的边界。 本书特色 理论深度与实践应用并重： 本书不仅深入探讨了路径积分的数学理论基础，更着重于其在实际物理问题中的应用，为读者提供了丰富的案例研究。 清晰的逻辑结构与循序渐进的讲解： 从基础概念到高级应用，本书的章节安排逻辑清晰，层层递进，使得不同背景的读者都能逐步掌握路径积分的精髓。 详实的数学推导与丰富的插图： 重要的数学推导过程清晰明了，并配以丰富的插图和图表，帮助读者直观理解抽象的概念。 为研究者和学生量身定制： 本书适合作为高等院校物理学、化学、材料科学等相关专业高年级本科生和研究生学习路径积分的教材，同时也为相关领域的研究人员提供了重要的参考。 通过对《量子力学、统计物理学和聚合物物理学中的路径积分（第二版）》的学习，读者将能够深刻理解路径积分作为一种通用且强大的理论工具，掌握其在解决复杂物理问题中的核心思想和技术，并能够将其应用于自己的研究和学习之中。

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初次捧读，我立刻被其扑面而来的学术气息所震撼，这本书的结构布局堪称教科书范本中的典范。从最基础的经典力学表述到量子场论的边缘探索，它构建了一个无缝衔接的知识阶梯。作者在处理复杂现象时，总能找到最优雅、最简洁的数学切入点，将看似毫不相关的物理图像巧妙地融为一体。我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的大师进行私塾教育，他不仅传授了知识，更重要的是，他展示了物理学家是如何构建和检验模型的。对于那些试图跨越纯粹量子力学和应用统计物理鸿沟的研究者来说，这本书提供了一条清晰的康庄大道。它对统计物理中相变和临界现象的论述，特别是结合了路径积分视角后的解读，提供了全新的洞察力，远超一般入门教材的深度。每一次翻阅，都能挖掘出新的层次和细节，这绝对是一本值得反复研读的案头宝典。

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与其他同类题材的书籍相比，我感受到这本书在内容深度上的巨大优势，它似乎将许多散落在各处的高级课题熔于一炉。作者在处理连续介质的动力学问题时，展现出一种炉火纯青的掌控力，将量子场论的工具成功地移植到了凝聚态物理的范畴，这种跨领域的融合是极具启发性的。细节的处理上，这本书丝毫不含糊，即便是看似枝节的数学技巧，也给出了充分的物理背景解释，避免了纯粹的数学堆砌。对于那些已经掌握了基础量子力学，但苦于缺乏系统性理论工具来解决复杂统计问题的研究人员而言，这本书的作用是无可替代的。它就像一个高精度的显微镜，让你能够以前所未有的清晰度观察到系统在不同尺度和温度下的真实行为，其提供的理论框架的普适性令人印象深刻。

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这本书的叙事风格非常独特，它似乎更侧重于建立一个连贯的理论框架，而不是零散地罗列知识点。我注意到作者在不同章节之间保持了一种惊人的主题一致性，所有的工具和方法都围绕着“路径积分”这一核心思想展开，这使得整本书的逻辑性极强，形成了一个密不透风的理论体系。对于那些对如何将量子力学的基本原理推广到描述大量粒子集合行为感兴趣的读者来说，这本书无疑是提供了最权威的参考。它对热力学极限下的系统行为分析，特别是对各种统计模型（如伊辛模型）的路径积分重构，提供了教科书级别的严谨证明。这本书的语言虽然专业，但其内在的结构美感却能超越语言的障碍，让你深深地感受到理论物理学那无与伦比的逻辑之美和内在的和谐性。

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这本被誉为理论物理学领域里程碑式的著作，它的深度和广度令人叹为观止，仿佛置身于一个由数学和物理概念构筑的宏大迷宫之中。作者的叙述方式极其严谨，每一个公式的推导都像是精心编排的舞蹈，每一步逻辑的衔接都无可指摘。阅读的过程更像是一场智力上的马拉松，需要读者具备扎实的预备知识和极大的耐心去消化那些抽象的符号和概念。尤其是在探讨高阶的微扰论和费曼图的应用时，那种体系的完备性和内在的美感让人不禁拍案叫绝。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的训练，它强迫你跳出宏观尺度的直觉，去感受微观世界中概率幅的奇妙波动。我特别欣赏其中对数学工具的深入剖析，那些看似晦涩的积分变换和泛函导数，在作者的笔下焕发出清晰的生命力，为理解复杂系统的动态演化提供了坚实的数学支撑。这本书的价值在于，它不仅仅教授了“是什么”，更教会了我们“如何去想”。

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说实话，这本书的阅读体验是充满挑战性的，但挑战之后是巨大的心智回报。作者对物理直觉的建立采取了一种近乎“反直觉”的方式，通过精妙的数学构造来展现自然界的内在规律。它不满足于停留在现象的描述，而是力求深入到最底层的动力学描述之中。我尤其关注其中对高斯积分和半经典近似的详细讨论，那些关于鞍点法的处理细腻入微，体现了作者深厚的功底。这本书对读者的要求极高，如果你期望能轻松地在咖啡馆里消磨时间，那可能要失望了，它需要你沉浸在一个安静、专注的环境中，与纸面上的符号进行“搏斗”。然而，正是这种高强度的智力投入，使得当你最终理解了某个关键性的概念时，那种豁然开朗的感觉是无与伦比的，仿佛打开了一扇通往宇宙深层运作机制的门。

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