Classical and Relativistic Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Gluck, Paul

出品人:

页数:564

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价格:$ 107.35

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isbn号码:9789812836694

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• 力学
• 经典力学
• 相对论力学
• 物理学
• 高等教育
• 本科生
• 研究生
• 理论物理
• 牛顿力学
• 拉格朗日力学
• 哈密顿力学

理论物理前沿探索：非经典与现代力学分支精要 本书旨在为物理学、应用数学及工程学领域的研究人员、高年级本科生和研究生提供一个全面而深入的视角，聚焦于经典力学框架之外的、现代物理学中至关重要的力学分支。我们将避开传统的牛顿力学与狭义相对论力学范畴，转而深入探讨那些对描述微观世界、极端速度、或复杂多体系统具有决定性意义的理论体系。 第一部分：量子力学基础与新范式 本部分着重于对建立在概率和波函数之上的量子力学核心概念进行严谨的阐述，这些概念是理解物质在原子和亚原子尺度行为的基石。 1. 薛定谔方程及其现代解析技术： 详细考察定态薛定谔方程和含时薛定谔方程在不同势场下的精确解和近似解。我们将深入探讨微扰理论（时间无关与时间依赖），特别是处理弱耦合系统时，如原子能级微小分裂、斯塔克效应等。此外，还将涵盖简谐振子在量子框架下的处理，重点分析其本征能量谱的性质及其与经典极限的对应关系。 2. 角动量理论与自旋： 区别于经典力学中对轨道角动量连续量处理，本书将详尽分析量子力学中角动量算符的对易关系、本征值谱的量子化。重点讨论轨道角动量 ($L$) 与自旋角动量 ($S$) 的耦合，即通过总角动量 ($J$) 算符来处理原子和分子光谱的精细结构。对泡利不相容原理及其在费米子和玻色子系统中的体现给予充分的关注。 3. 散射理论的深化： 探讨高级散射理论，包括费希曼路径积分在散射截面计算中的应用，以及处理强相互作用散射的黎曼-西尔斯（Rieman-Sears）近似。详细解析波恩近似的局限性，并介绍变分法在低能散射中的应用，特别是针对势阱系统的散射长度和有效范围理论。 第二部分：统计物理与热力学之延伸 本部分超越了理想气体和简单平衡态的范畴，进入到处理宏观系统复杂涨落、非平衡态演化以及信息论在物理学中的交叉应用。 1. 非平衡态统计力学： 核心内容在于朗之万（Langevin）方程和福克-普朗克（Fokker-Planck）方程在描述布朗运动、粒子扩散和复杂噪声驱动系统中的应用。分析涨落-耗散定理（Fluctuation-Dissipation Theorem）的普适性，并探讨其在评估材料响应函数中的作用。 2. 蒙特卡洛方法与高级模拟技术： 深入阐述马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法，特别关注Metropolis-Hastings算法和吉布斯采样（Gibbs Sampling）在高温超导、玻璃态物质等难题上的实施细节。讨论采样效率、收敛性判据以及如何利用高级抽样技术（如Replica Exchange MCMC）克服能垒陷阱。 3. 信息论与热力学： 探讨香农熵与物理熵之间的内在联系。分析基于信息论的统计力学（如最大熵原理）如何重新构建系综理论，以及在理解信息处理过程中能量耗散的极限（如Landauer原理）。 第三部分：广义相对论的几何化动力学 本书的这一部分将物理学的讨论环境提升至时空弯曲的背景下，探讨物质在非平直时空中的运动规律，这是对狭义相对论的根本性拓展。 1. 黎曼几何基础： 详细回顾张量分析、协变导数、黎曼曲率张量、里奇张量和爱因斯坦张量的数学构建。重点分析度规张量（Metric Tensor）如何编码时空结构，并讲解测地线（Geodesics）方程作为弯曲时空中自由落体运动的推广。 2. 爱因斯坦场方程的求解与物理图像： 系统分析爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations, EFE）的物理意义及其与物质能量分布（应力-能量张量）的关系。着重考察几个关键的精确解： 史瓦西解（Schwarzschild Solution）： 对非旋转、不带电黑洞的外部度规进行详尽分析，包括事件视界、奇点结构、以及光线偏折的精确计算。 克尔解（Kerr Solution）： 讨论旋转黑洞的特征，如能层（Ergosphere）、静力学边界（Static Limit）和奇点的环状结构。 3. 进阶主题：引力辐射与宇宙学动力学： 探讨弱场近似下线性化爱因斯坦方程的应用，重点分析引力波的产生机制（四极公式）及其在双星系统（如双黑洞并合）中的能量损失。在宇宙学部分，分析弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规，并讨论暗能量和暗物质对宇宙膨胀历史的影响。 第四部分：混沌动力学与复杂系统 本部分研究经典力学框架下，但因初始条件极度敏感性而表现出内在不可预测性的系统。 1. 动力系统理论： 引入相空间（Phase Space）的概念，分析保守系统和耗散系统的相图。详细讲解李雅普诺夫（Lyapunov）指数的计算及其作为系统混沌程度的量度。区分拓扑等价性和动力学等价性。 2. 泊松括号与哈密顿系统推广： 回顾泊松括号在哈密顿力学中的核心地位，并将其推广至规范场论的基础——李代数结构。分析泊松流的稳定性与不可积性（KAM定理的定性描述）。 3. 分形几何在物理系统中的体现： 探讨混沌吸引子（如洛伦兹吸引子）的几何特性，引入豪斯多夫维数（Hausdorff Dimension）的概念来量化系统的复杂性，揭示混沌轨迹在相空间中的分形结构。 本书力求通过严格的数学推导和丰富的物理实例，构建一个清晰的逻辑链条，展示这些前沿力学分支如何从根本上修正我们对自然界基本作用力的理解。内容涵盖从最微小的量子涨落到最大尺度的时空演化，为读者提供一个坚实的、超越基础教材的深度视野。

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当我看到《Classical and Relativistic Mechanics》这个书名时，我脑海里首先跳出来的，是一个关于“界限”与“超越”的故事。经典力学，我理解它代表着我们日常经验中的物理规律，严谨、直观，仿佛是构成我们所熟悉世界的基石。然而，我内心深处对“Relativistic”这个词充满了好奇与敬畏。这是否意味着这本书会深入探讨经典力学在何种条件下会失效？它又如何被相对论所修正和统一？我渴望了解光速不变、时间膨胀、空间收缩这些“反直觉”的概念，是如何在数学上被严谨地构建起来，并最终被实验所验证的。我希望这本书能帮助我理解，那些在宏观宇宙尺度上、或是在接近光速运动的场景下，经典力学的局限性何在，以及相对论如何以一种更普适、更深刻的方式，重新定义了我们对空间、时间、质量和能量的理解。这种从“熟悉”到“陌生”又最终“理解”的认知跃迁，是我对这本书最大的期待。

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《Classical and Relativistic Mechanics》这个书名，唤醒了我对物理学两大支柱的敬意。我脑海里立刻浮现出牛顿那如同宏伟建筑般的经典力学体系，它以简洁优美的数学语言，描绘了宏观世界的运动规律，解释了从苹果落地到日月运行的万千现象。我期待在这本书中，不仅能再次领略牛顿定律的精妙，还能深入理解动量守恒、能量守恒等基本原理的深刻含义以及它们在各种工程和天文学问题中的应用。但更令我兴奋的是“Relativistic”这个词。它预示着这本书将带领我进入一个全新的维度，探索爱因斯坦相对论所揭示的宇宙奇观。我希望它能清晰地阐释狭义相对论如何处理高速运动物体的行为，以及广义相对论如何将引力描述为时空的弯曲。这本书名让我预感到，我将有机会一窥那些挑战我们日常直觉的物理现象，比如黑洞、引力波，甚至是宇宙的演化，这一切都将以严谨的物理学框架呈现。

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当我看到《Classical and Relativistic Mechanics》这个标题时，我的思绪一下子就飘到了那些让我既着迷又困惑的物理学概念上。我想象着它会是一本能够解答我心中许多疑问的宝典。经典力学部分，我期待它能深入浅出地讲解牛顿的运动定律以及如何运用它们来分析各种复杂的力学系统，比如复杂的机械装置、振动系统，甚至是流体动力学的一些基础。我希望书中不仅有理论的陈述，更有丰富的例子和思考题，帮助我真正掌握这些经典工具。而“Relativistic”的部分，则是我更感兴趣的焦点。我希望它能系统地介绍狭义相对论和广义相对论的基本原理，比如洛伦兹变换、质能方程 E=mc² 的意义，以及广义相对论中时空几何的概念。我渴望理解，当物体的速度接近光速时，我们熟悉的经典概念是如何被颠覆的，以及相对论是如何在解释宇宙现象，如引力透镜、光线弯曲等方面展现出无与伦比的力量。

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《Classical and Relativistic Mechanics》——这个书名本身就如同一条引人入胜的叙事线索。它暗示着一场从熟悉到超越的旅程。我期待这本书能够勾勒出经典力学作为物理学基石的宏伟蓝图，清晰地阐述其核心概念，例如牛顿的三大运动定律、能量守恒、动量守恒等，并展示它们如何成功地解释和预测了从微观粒子到宏观天体的运动。我希望看到作者如何将这些基础理论编织成一个严谨而富有逻辑的体系，让我能够深刻理解其背后的思想精髓。然而，“Relativistic”的加入，则为这本书增添了一层神秘而令人兴奋的面纱。我渴望在这本书中，能够一窥爱因斯坦相对论所带来的革命性视角，理解狭义相对论如何挑战我们对时间、空间、质量和能量的直观认知，以及广义相对论如何以一种全新的方式诠释引力。我期待书中能有详实的推导过程，但更希望能有直观的解释和生动的例子，帮助我跨越经典与相对论之间的鸿沟，真正领悟物理学在不同尺度下的统一与演进。

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这本书名《Classical and Relativistic Mechanics》瞬间勾起了我对物理学宏大叙事的无限遐想。我脑海中浮现的，绝不仅仅是枯燥的公式推导和概念的堆砌。我更期待的是一场跨越时空的思想之旅，从牛顿力学奠基的经典世界，一步步走向爱因斯坦相对论所描绘的颠覆性宇宙。我希望这本书能够带领我深入理解，为什么在宏观低速领域，牛顿的万有引力定律和运动定律能够如此精准地描述行星的轨道、物体的运动，甚至潮汐的涨落。它不仅仅是数学的集合，更是人类对自然界最早期、最深刻的观察与抽象。我想要看到作者如何精妙地编织这些经典概念，让它们如同精美的钟表般运转，展现出一种内在的逻辑美和预测力。我也会期待书中对历史背景的适当回顾，了解这些伟大的思想是如何在怎样的时代背景下孕育而生的，以及它们对人类科学文明产生了怎样不可磨灭的影响。那种拨开迷雾，直抵物理学核心的智力体验，正是我从这本书名中预感到的。

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