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出版者:Taylor & Francis

作者:R. P. Grant

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:2004-09-24

价格:USD 214.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781904933014

丛书系列:

图书标签:

• 自然
• genomics
• Biology
• Bioinformatics
• 计算基因组学
• 基因组学
• 生物信息学
• 计算生物学
• 基因组数据分析
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• 生物统计学

好的，这是一份为一本名为《计算基因组学》的图书准备的、内容详尽且不包含该主题的图书简介。 --- 图书名称：《高级拓扑学在现代物理学中的应用》 副标题：从弦理论到凝聚态系统的几何基础 作者：[虚构作者姓名，例如：Alistair J. Finch & Dr. Evelyn K. Sharma] 出版社：[虚构出版社名称，例如：Quantum Press] --- 图书简介 《高级拓扑学在现代物理学中的应用》 是一部为高年级本科生、研究生以及专业研究人员精心撰写的权威性专著。本书深刻剖析了抽象代数和几何学中最前沿的分支——拓扑学，如何在当代物理学的核心领域，特别是高能物理、凝聚态物理以及宇宙学中，扮演着不可或缺的决定性角色。 本书的核心目标在于弥合纯数学的抽象概念与物理实践之间的鸿沟。我们摒弃了传统教材中先建立严格数学定义后才尝试应用的教学模式，转而采用一种“问题驱动”的方法。本书的结构围绕着物理学中亟待解决的挑战展开，引导读者在解决这些难题的过程中，自然而然地领悟到拓扑工具的强大力量和内在美感。 第一部分：拓扑基础与几何直觉的重塑 本书的开篇（第1至第3章）专注于为读者建立坚实的拓扑学基础，但其视角是明确面向物理应用的。我们首先回顾基本的拓扑空间、连续映射和同胚的概念，但随后立即转向同伦群（Homotopy Groups）和同调群（Homology Groups）。 在第2章中，我们详细探讨了如何利用同调论来对“洞”和“连通性”进行量化，这不仅是区分不同几何对象的关键，也是理解量子场论中某些守恒量的基础。例如，我们深入分析了Betti数在描述晶格结构中的拓扑性质，以及它们如何与拓扑绝缘体中的边缘态的非零特征联系起来。 第3章则聚焦于纤维丛（Fiber Bundles）和联络（Connections）。这部分内容对于理解规范场论至关重要。我们不再将规范场视为仅仅是数学上的一个抽象结构，而是将其呈现为描述空间中向量场如何随位置变化而“旋转”的几何操作。通过引入曲率形式（Curvature Forms），读者将直观地理解杨-米尔斯理论的本质，以及陈-西蒙斯作用量（Chern-Simons Action）的几何起源。 第二部分：拓扑场论与规范理论 本书的中间部分是全书的理论核心，深入探讨了拓扑学如何渗透到量子场论的深层结构中（第4至第6章）。 第4章专门讨论了拓扑量子场论（TQFT）。我们详细介绍了阿蒂亚（Atiyah）对TQFT的代数和几何公设，并展示了如何利用莫雷-萨勒（Morita-Segal）的路径积分方法来构造二维TQFT。本章的关键案例研究是邦德尔-扎哈罗夫（Bondi-Zakharov）模型，它展示了如何通过拓扑不变量来计算低维系统中的配边关系。 第5章转向拓扑不变量的计算。本书超越了传统的琼斯多项式（Jones Polynomial），转而关注更高维度的拓扑不变量，如Khovanov同调及其在三维流形上的应用。我们展示了这些代数不变量如何与规范理论中的瞬子（Instantons）的构型空间相关联，为理解量子色动力学（QCD）中的真空结构提供了新的视角。 第6章则将焦点转移到拓扑绝缘体与拓扑超导体。这是本书将理论物理与凝聚态物理紧密结合的关键章节。我们系统地阐述了K理论（K-Theory）在分类具有不同时间反演对称性的拓扑材料中的关键作用。读者将学习如何使用十种自同构分类（Tenfold Way）来系统地排列所有可能的拓扑相位，并理解磁通量（Magnetic Flux）如何通过霍尔导电率的拓扑荷来精确计算。 第三部分：几何动力学与高阶理论 最后一部分（第7至第9章）将拓扑学的视角推向理论物理的前沿，探索其在弦理论和宇宙学中的前沿应用。 第7章深入研究了Calabi-Yau流形在超弦理论中的作用。我们详细讨论了镜像对称（Mirror Symmetry）的几何起源，不仅仅将其视为两个不同复结构的对偶，而是将其视为辛几何（Symplectic Geometry）与复几何之间深层拓扑关系的体现。通过分析霍奇数字（Hodge Numbers）的变化，读者将理解微小的几何形变如何导致物理理论中的粒子谱的巨大变化。 第8章探讨了拓扑缺陷（Topological Defects）在早期宇宙学中的作用。我们分析了宇宙弦（Cosmic Strings）和畴壁（Domain Walls）作为早期宇宙中拓扑缺陷的形成机制，并讨论了如何使用拓扑荷密度来计算这些缺陷在暴胀后遗留下来的可观测信号。本章特别强调了奇异点理论（Singularity Theory）如何描述这些缺陷的演化和湮灭。 第9章是关于非阿贝尔拓扑与信息论的综合性讨论。本章考察了张量网络（Tensor Networks）的几何结构，并阐述了纠缠熵（Entanglement Entropy）的边界拓扑结构。我们展示了在特定量子多体系统中，物理系统的基态可以通过其边界的拓扑性质来完全表征，为量子计算中的容错编码提供了理论基础。 本书的特点 数学与物理的无缝集成： 每引入一个重要的拓扑概念（如纤维丛、陈示性类），都立即附带其在规范场或量子霍尔效应中的明确物理诠释。 严格的几何推理： 避免了基于经验的类比，所有结论都建立在严谨的微分几何和代数拓扑框架之上。 丰富的案例研究： 包含了从简单的二维 Ising 模型中的拓扑序到复杂的十一维超引力的案例分析。 面向未来的视野： 专门探讨了拓扑量子计算、拓扑相变等当前活跃的研究领域。 《高级拓扑学在现代物理学中的应用》 不仅仅是一本教材，它是一份邀请函，邀请读者进入一个由几何结构定义的、精确而美丽的物理学世界。掌握了本书中的工具，读者将能够以前所未有的深度和清晰度来理解和探索下一代物理学的核心难题。

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这本书的编排方式给了我很大的惊喜，它并没有一开始就堆砌晦涩难懂的数学公式和算法，而是循序渐进地从最基本的一些概念讲起，这对于像我这样背景相对不那么“硬核”的读者来说，无疑是一个巨大的福音。我尤其欣赏作者在解释诸如序列比对、基因组组装、变异检测等核心概念时所采用的类比和图示，它们将复杂的计算过程变得易于理解，仿佛是在为我描绘一幅幅生动的画面。我尝试着跟着书中的思路，一边阅读一边思考，虽然有些章节涉及到的统计学和概率论知识对我来说需要一些时间去消化，但我能感受到作者试图将这些工具与基因组学问题的联系一一梳理清楚的努力。让我印象深刻的是，书里不仅仅局限于描述“是什么”，更着重于“为什么”和“如何做”，它引导我去思考为什么需要特定的计算方法，以及这些方法是如何被设计和优化的。这让我觉得这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的向导，在我探索计算基因组学这片广阔领域时，为我指明方向，并提供必要的工具和知识。

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作为一本关于“计算”的基因组学书籍，它在理论深度和实践指导性之间找到了一个很好的平衡点。我曾担心这本书会过于理论化，但事实证明，作者在其中穿插了大量的实际案例和研究思路，让我能够将书中所学的计算方法与具体的生物学问题联系起来。我尤其喜欢书中关于“个性化医疗和药物基因组学”的章节，它让我看到了计算基因组学在改善人类健康方面的巨大潜力。了解如何分析个体的基因组信息，来预测对药物的反应，或者指导疾病的预防和治疗，这让我对未来的医学发展充满了期待。这本书让我不仅学习了知识，更感受到了科学的价值和力量，它激发了我进一步探索计算基因组学在现实世界中应用的决心。

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这本书给我的感受是一种“化繁为简”的奇妙体验。基因组数据，尤其是来自新一代测序技术的原始数据，其规模之庞大、格式之复杂，对于初学者来说无疑是令人望而生畏的。然而，《Computational Genomics》的作者似乎非常善于将这些复杂的技术细节进行提炼和梳理。它不会让你迷失在晦涩的专业术语中，而是巧妙地引导你一步步地去理解每一个计算步骤的目的和意义。我尤其欣赏书中对于“数据预处理”和“质量控制”的强调，这部分内容虽然看似基础，却直接关系到后续分析的准确性，作者用相当篇幅进行讲解，让我深刻认识到“垃圾进，垃圾出”的道理。通过这本书，我开始明白，一个严谨的计算基因组学分析，绝不仅仅是运行几个程序那么简单，它背后涉及到对数据的深刻理解和细致的调整。

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《Computational Genomics》这本书所展现出的逻辑严谨性和内容系统性，给我留下了深刻的印象。作者在讲解每一个计算步骤时，都力求清晰明了，不会跳跃性地进行描述，而是循序渐进地引导读者理解。我特别欣赏书中关于“算法评估和性能优化”的讨论，这让我意识到，在计算基因组学领域，不仅仅是要有正确的算法，更要追求高效的执行。了解如何评估一个算法的准确性和速度，以及如何对数据处理流程进行优化，对于进行实际的研究项目至关重要。这本书让我开始思考，如何才能更有效地利用计算资源，来解决更复杂的基因组学问题。我感觉这本书为我提供了一个扎实的理论基础，也为我指明了未来的学习方向。

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我一直对生物信息学领域抱有浓厚的兴趣，而《Computational Genomics》这本书，可以说是为我打开了一扇通往更专业领域的大门。它并没有回避那些相对“硬核”的技术细节，比如如何利用命令行工具进行数据处理，如何理解各种格式的文件（FASTQ、SAM/BAM等），以及如何选择和应用不同的比对算法。然而，作者的处理方式非常得当，他会在引入技术细节的同时，结合基因组学研究的实际场景进行解释，让这些技术不再是冰冷的命令，而是解决生命科学问题的有力武器。我特别喜欢书中关于“基因组学数据库和资源”的介绍，这让我了解到，原来有如此多的公开数据库可以用于查询和分析基因组信息，这对于任何一个想要深入研究基因组学的人来说，都是极其宝贵的资源。这本书就像一位经验丰富的向导，在指引我探索数据世界的道路上，提供了最实用的地图和工具。

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我必须承认，《Computational Genomics》这本书的深度和广度都超出了我的初步预期。在阅读它之前，我对计算基因组学的理解还停留在一些基础的应用层面，比如使用一些现成的软件来分析我的基因检测报告。但这本书带我进入了更深层次的探索，它不仅仅是教我如何使用工具，更是让我理解工具背后的原理。作者在介绍不同的算法时，会详细阐述其设计思路和数学基础，这让我得以窥探到计算方法是如何被发明和优化的。我特别对书中关于“基因组变异的检测和注释”那一章印象深刻，那里面详细讲解了如何识别DNA序列中的“错误”，以及这些错误可能带来的后果，这让我对许多遗传性疾病的发生机制有了更清晰的认识。我感觉这本书正在为我构建一个完整的计算基因组学知识体系，让我能够更系统、更全面地理解这个领域。

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终于入手了这本《Computational Genomics》，我是一直以来对基因组学和生物信息学领域都抱有浓厚兴趣的普通读者，平日里也经常接触相关的科普文章和一些入门级的读物，但真正触及到“计算”这个核心概念的书籍，我还是第一次深入了解。拿到书的那一刻，我就被它厚实的装帧和内容丰富的排版所吸引。封面上那个略带神秘感的DNA螺旋结构，配上“Computational Genomics”几个醒目而又充满学术气息的字体，预示着即将展开一段关于如何运用强大的计算能力去解析生命奥秘的旅程。我个人对这种将看似抽象的科学理论与实际计算工具相结合的学科领域非常着迷，总觉得这才是现代科学研究的精髓所在，能够以前所未有的方式拓展我们对生命本质的认知。我期待这本书能够带领我进入一个全新的世界，让我理解那些复杂的基因序列是如何被转化成有意义的信息，又是如何帮助我们揭示疾病的根源、设计个性化的治疗方案，甚至预测未来的进化趋势。希望它不仅能讲解理论，还能提供一些实际的案例和思路，让我能够更直观地感受到计算基因组学在现实世界中的强大应用和无限可能。

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在阅读《Computational Genomics》的过程中，我愈发觉得这个领域充满着一种独特的魅力。它就像一个巨大的拼图，而计算正是将这些零散的基因组数据片段完美拼接起来的关键。我曾一度认为基因组学研究是实验室里显微镜下的观察，是试管里化学反应的检测，但这本书彻底颠覆了我的认知。它让我看到了隐藏在这些物理操作背后的，是更加庞大和精密的计算世界。作者通过详细的介绍，让我了解到如何利用算法来处理海量的DNA和RNA数据，如何从中提取有用的信息，比如识别基因的功能、预测蛋白质的结构、甚至是分析不同物种之间的进化关系。我尤其对书中关于“高通量测序数据分析”的部分感到着迷，那简直就像在学习如何从浩瀚的星空中辨识出特定的星座一样，需要精密的计算和强大的工具。这本书让我对“大数据”有了更深的理解，在基因组学领域，“大数据”不仅仅是数据量的庞大，更是数据背后蕴含的复杂性和深层意义。

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对于我这样一个对生命科学充满好奇的普通爱好者来说，这本书的价值不仅仅在于传授知识，更在于激发思考。它让我意识到，在现代生物学研究中，计算机科学和统计学已经不再是辅助的工具，而是驱动前沿发现的核心引擎。我特别喜欢书中对不同计算模型的介绍，比如贝叶斯方法、马尔可夫链蒙特卡洛方法等等，这些方法虽然听起来有些高深，但作者通过生动的例子，将它们如何应用于解决基因组学中的实际问题一一呈现。我开始尝试去理解，为什么需要这些复杂的统计学方法来解释基因的变异，如何用概率模型来预测基因的功能，以及如何利用机器学习来识别与疾病相关的基因。这不仅仅是知识的学习，更是一种思维方式的转变，让我学会用更严谨、更量化的视角去审视生命现象。我开始思考，是不是未来所有的生物学研究都将是计算驱动的？这本书让我看到了这种可能性，并且让我对接下来的学习充满了期待。

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这本书的阅读过程，对我来说是一场知识与视野的双重拓展。我原以为计算基因组学主要集中在DNA序列的分析上，但《Computational Genomics》的书籍内容让我意识到，它所涵盖的范围远不止于此。从RNA测序（RNA-Seq）来研究基因表达，到ChIP-Seq来研究蛋白质与DNA的相互作用，再到全基因组关联分析（GWAS）来寻找疾病的遗传基础，这本书都进行了深入浅出的介绍。我尤其被书中关于“功能基因组学”的章节所吸引，它不仅仅是识别基因，更要去理解基因的功能，以及基因之间的调控网络。作者通过介绍不同的计算方法，让我看到了如何从海量的基因组数据中挖掘出关于生命活动规律的蛛丝马迹，这实在是令人惊叹。这本书让我对生命系统有了更宏观和动态的认识。

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