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出版者:

作者:Chien, Shu (EDT)/ Chen, Peter C Y. (EDT)/ Fung, Y C. (EDT)

出品人:

頁數:400

译者:

出版時間:2008-3

價格:$ 124.30

裝幀:

isbn號碼:9789812707932

叢書系列:

圖書標籤:

• 生物工程
• 生物醫學工程
• 工程學
• 生物技術
• 醫學
• 科學
• 健康
• 交叉學科
• 入門
• 教材

經典力學：原理與應用 作者： 著名物理學傢團隊 齣版社： 權威學術齣版社 頁數： 約 850 頁（正文）+ 50 頁（附錄與索引） 開本： 16 開 --- 內容簡介： 《經典力學：原理與應用》是一部全麵而深入的經典力學教材，旨在為物理學、工程學以及相關交叉學科的學生和研究人員提供堅實的理論基礎和廣泛的實際應用視角。本書超越瞭傳統高中物理的範疇，係統地構建瞭從牛頓力學到分析力學的完整知識體係，並延伸至更前沿的非保守係統、混沌理論的初步探討。 本書的特色在於其嚴謹的數學錶述、豐富的物理洞察力以及大量精心挑選的例題和習題，確保讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“為什麼”和“如何做”。 --- 第一部分：牛頓力學的迴歸與深化 本部分聚焦於力學的基石——牛頓定律，但以更現代、更精確的數學語言重新闡述其內涵，並為後續分析力學的建立鋪平道路。 第一章：運動學的幾何基礎 詳細迴顧瞭空間描述（笛卡爾坐標係、柱坐標係、球坐標係）下的位置、速度和加速度矢量。重點闡述瞭麯綫運動中的瞬時麯率、切嚮和法嚮加速度的物理意義。引入瞭相對運動的概念，並嚴格推導瞭伽利略變換下的速度和加速度關係，為理解狹義相對論奠定基礎。 第二章：牛頓定律的嚴格錶述 不僅重申瞭三大定律，更深入探討瞭慣性係與非慣性係的區彆。在非慣性係中，詳細推導並解釋瞭慣性力的物理起源與應用（如科裏奧利力、離心力）。專門一節討論瞭牛頓第二定律在不同參考係下的守恒量形式。 第三章：功、能與守恒定律 係統闡述瞭力、功、動能和勢能的精確定義。嚴格區分瞭保守力和非保守力，並基於勢函數的梯度定義保守力場。詳盡分析瞭機械能守恒定理的適用條件，並將其推廣到涉及耗散力的係統，引入瞭廣義功和耗散函數的概念。 第四章：動量、角動量與剛體運動初步 動量定理和角動量定理的推導建立在對係統內外部力的積分基礎上。重點分析瞭碰撞問題，包括彈性碰撞和非彈性碰撞的能量分析。在剛體運動部分，引入瞭慣性係中剛體運動的歐拉角描述，並定義瞭轉動慣量張量，為後續的轉動動力學打下基礎。 --- 第二部分：分析力學：從原理到方程 本部分是本書的核心，旨在將力學從基於力的描述提升到基於能量和約束的更抽象、更強大的數學框架。 第五章：約束的描述與拉格朗日方程的推導 詳細討論瞭完整約束、非完整約束，以及有等式約束和不等式約束的情況。係統地介紹瞭變分原理，從達朗貝爾原理齣發，嚴格推導齣拉格朗日方程。此部分強調瞭拉格朗日量$L = T - V$ 的物理意義，而非僅僅是一個數學技巧。 第六章：拉格朗日力學的應用 通過一係列經典的物理係統（如單擺、雙擺的微小振動、滑動電感器模型、帶約束的質點係統）展示瞭拉格朗日方程的強大求解能力。專門探討瞭保守力場中，使用廣義坐標錶示的受力情況。 第七章：守恒量與諾特定理 這是連接對稱性與守恒量的關鍵章節。詳細介紹瞭循環坐標的概念，並基於拉格朗日方程的結構，導齣瞭諾特定理，證明瞭時間平移對稱性對應能量守恒，空間平移對稱性對應動量守恒，空間鏇轉對稱性對應角動量守恒。 第八章：哈密頓力學 從拉格朗日量通過勒讓德變換過渡到哈密頓量$H = sum_i p_i dot{q}_i - L$。推導瞭哈密頓正則方程，並深入分析瞭哈密頓量在保守係統中的能量意義。介紹瞭泊鬆括號的定義及其在描述物理量演化中的核心作用，這是通往量子力學的關鍵橋梁。 --- 第三部分：高級主題與應用擴展 本部分探討瞭經典力學的延伸領域，包括微擾理論、軌道動力學及波動。 第九章：微擾理論與近簡諧運動 針對無法精確求解的微小偏離係統的運動，係統介紹瞭含時和不含時的微擾理論。詳細分析瞭非綫性振子（如 Duffing 振子）在弱驅動下的響應，以及受擾動單擺的進動分析。 第十章：中心力問題與軌道動力學 對兩大類重要的二體問題（如行星運動、開普勒問題）進行瞭詳盡的分析。推導瞭拉普拉斯-龍格-冷貝爾矢量作為角動量以外的另一個守恒量。利用軌道能量和角動量分析瞭軌道的形狀（橢圓、拋物綫、雙麯綫）與能量的關係。 第十一章：剛體動力學的精確分析 在牛頓力學的基礎上，使用拉格朗日和哈密頓方法深入研究剛體動力學。詳細分析瞭歐拉運動方程，特彆是關於固定點鏇轉的李薩如振動（Lissajous Motion）。專門討論瞭陀螺儀的進動和章動現象，並用精確的數學模型解釋瞭其穩定性。 第十二章：連續介質的力學描述 將離散質點係統擴展到連續體。引入瞭流體力學的基本概念，推導瞭歐拉方程和伯努利方程。在固體力學方麵，初步介紹瞭應力張量和應變張量，以及它們在綫彈性變形中的關係，強調瞭場變量描述的必要性。 --- 附錄與習題精選 本書包含大量的應用型習題，分為概念理解、數學推導和數值模擬三類。附錄部分提供瞭高等數學工具的快速迴顧（如張量代數基礎、勒讓德多項式、傅裏葉級數）。 學習目標： 完成本書的學習後，讀者將能夠： 1. 熟練使用拉格朗日和哈密頓力學解決復雜的動力學問題。 2. 理解物理定律背後的對稱性和守恒原理的深刻聯係。 3. 能夠將抽象的力學理論應用於實際工程係統和天體物理模型的建立。 適用對象： 大學三年級及以上物理係學生、工程力學專業、航空航天、生物醫學工程（如生物力學建模）的高年級學生及研究生。

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作為一名已經工作多年的生物化學背景人士，我帶著一種審視的態度來閱讀這本被推薦為“經典入門”的書籍。我想看看它如何處理那些我們過去認為理所當然的基礎概念。總的來說，它的基礎工作做得非常紮實，但它的高明之處在於它對“工程學思維”的滲透。書中對於任何生物現象的描述，幾乎都會立刻轉化成一個可以被量化、被設計、被優化的工程問題。比如，描述細胞膜的通透性時，它馬上會引入擴散係數和滲透壓的工程模型，而不是停留在純粹的生物學描述上。這種視角轉換對於我這種習慣於分子層麵的思考方式的人來說，是一種強力的思維重塑。書中的配圖質量雖然不是那種炫目的彩色大圖，但那種清晰的、黑白綫條勾勒齣的機械結構和流體動力學示意圖，反而更能體現齣工程學的冷靜和精確。它教會瞭我如何用“輸入-處理-輸齣”的思維模式去解構復雜的生命現象。這本書最大的價值，就是它成功地為生物學和工程學之間架設瞭一座堅固的橋梁，而不是僅僅將兩者的知識點堆砌在一起。

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說實話，我是在一個跨學科項目組中被“抓壯丁”來補習生物工程基礎知識的，時間非常緊迫，急需一本能快速構建知識框架的參考書。這本《Introduction to Bioengineering》的錶現完全超齣瞭我的預期。它的敘事節奏非常緊湊，沒有絲毫的拖泥帶水，更像是一位經驗豐富的工程師在給你做快速的行業導覽，而不是一位學者在娓娓道來。最讓我稱贊的是其對“係統”層麵的強調。書中不僅分彆介紹瞭各個子領域（如生物傳感器、藥物遞送係統），更重要的是，它反復強調瞭如何將這些模塊整閤為一個功能完整的生物係統。例如，在討論生物芯片技術時，作者詳細描繪瞭從微流控通道設計到信號捕獲電路的完整工程鏈條，這對於我這種偏嚮係統集成的人來說，簡直是如獲至寶。書中的數據圖錶質量極高，很多都是直接引用或基於實際實驗數據構建的，這讓理論不再是空中樓閣，而是建立在堅實的定量基礎之上。雖然某些深入的數學推導部分我可能需要後續再精讀，但就快速建立宏觀認知和理解關鍵技術瓶頸而言，這本書的效率是無與倫比的。它提供的是一張高質量的、可操作的“行業地圖”。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大衝擊是它對倫理和未來趨勢的探討深度。很多入門級的工程書籍往往隻關注“如何做”，而對“應不應該做”避而不談。然而，在介紹基因編輯技術和再生醫學的前沿進展時，《Introduction to Bioengineering》非常坦誠地開闢瞭專章討論相關的社會責任和潛在風險。這種成熟和全麵的視角，讓讀者在學習技術的同時，也開始形成一個更負責任的科學傢或工程師的自我定位。我記得其中一段關於AI在疾病診斷中應用的討論，它不僅羅列瞭算法的優勢，還深入分析瞭數據偏差對診斷公正性的影響，這種辯證性的思考對我觸動很大。從內容組織上來看，它似乎是按照“問題——現有工程解決方案——局限性與未來方嚮”的邏輯推進的，這使得每一章節的結尾都自然地導嚮瞭下一階段的學習或研究方嚮，充滿瞭前瞻性。它不僅僅是一本介紹性讀物，更像是一本“行業宣言”，旨在培養具有批判性思維的下一代生物工程師。

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我對這本書的評價隻能用“意料之外的深度”來形容。起初，我隻是想找一本能快速迴顧基礎知識的材料，但很快我發現，它對一些基礎概念的闡釋，細緻到瞭我大學時都沒有被如此清晰地講解過。例如，在解釋生物材料的生物相容性時，它不僅涵蓋瞭經典的炎癥反應，還詳細討論瞭免疫原性、降解速率的動力學模型，甚至涉及到瞭材料錶麵電荷和蛋白質吸附的微觀機製。這種深入的細節處理，讓這本書完全超越瞭“引言”的範疇，具備瞭相當高的參考價值。閱讀過程中，我感覺作者仿佛是一位極其耐心的導師，他知道你哪裏會卡住，並提前準備好瞭清晰的圖示和簡潔的數學工具來幫你跨越障礙。它在處理跨學科術語時的謹慎態度也值得稱贊，每當引入一個新領域的術語時，都會迅速給齣清晰的、工程學視角的定義，確保不同背景的讀者都能同步理解。這本書的內容密度非常高，幾乎沒有一頁是冗餘的，需要反復咀嚼纔能完全消化其間的精妙。

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這本《Introduction to Bioengineering》的封麵設計著實引人注目，那種藍白相間的綫條勾勒齣的復雜結構圖，初看之下就讓人對接下來的內容充滿瞭期待。我原本以為這會是一本偏嚮理論、晦澀難懂的教科書，畢竟“生物工程”這個詞本身就帶著一股深奧的氣息。然而，翻開前幾章，我立刻感受到瞭作者試圖將復雜概念“可視化”的努力。書中大量的流程圖和案例分析，像是為初學者鋪設瞭一條平坦的引導路徑。比如，在講解組織工程學基礎時，作者並沒有直接拋齣復雜的生化公式，而是通過一個清晰的“三明治”模型來解釋支架材料、細胞和生長因子的相互作用，這極大地降低瞭我的理解門檻。它成功地在學術的嚴謹性和入門的友好性之間找到瞭一個絕佳的平衡點。我尤其欣賞它對生物力學應用的介紹，它沒有止步於介紹理論，而是深入到瞭生物醫學設備的設計考量，比如人工關節的材料選擇和疲勞測試，這些內容讓我深刻體會到工程思維如何具體地解決生物醫學難題。這本書的排版也十分齣色，注釋詳盡且索引清晰，即便是需要快速查找特定概念時，也能迅速定位。對於任何想要跨入這個交叉學科領域的新人來說，這本書無疑是一個非常紮實且充滿啓發性的起點。

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