非平衡統計力學

非平衡統計力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:科學
作者:陳式剛
出品人:
頁數:257
译者:
出版時間:2010-2
價格:58.00元
裝幀:
isbn號碼:9787030264374
叢書系列:
圖書標籤:
  • 物理
  • 數學
  • 統計力學
  • 非平衡態
  • 相變
  • 漲落
  • 耗散結構
  • 復雜係統
  • 物理學
  • 理論物理
  • 數學物理
  • 動力學
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具體描述

《非平衡統計力學》是為理論物理專業的研究生編寫的教學參考書,並曾作為研究生課程講義使用多年,全書共分10章,包括:非平衡統計力學概述、趨嚮平衡理論、綫性響應與綫性輸運過程、經典係統的動理學方程、量子係統的動理學方程、宏觀變量與開放係統的動理學理論、流體力學描述、非平衡相變、少自由度保守係統的混沌運動以及少自由度耗散係統的混沌運動,《非平衡統計力學》重點介紹基本概念,也包含瞭必要的數學推演,並在書後列齣瞭主要的文獻供讀者查閱,《非平衡統計力學》可供從事理論物理,特彆是非平衡統計力學教學和應用的科技人員及相關專業的研究生參考。

《非平衡統計力學》 並非一本探討係統如何從初始狀態演化至統計平衡態的經典著作。相反,它將目光聚焦於那些從未達到過平衡,或者已經偏離平衡狀態的動態係統。這些係統在我們的世界中無處不在,從生命體的維持到宇宙的演化,從材料的微觀形變到復雜網絡中的信息流動,都深刻地受到非平衡過程的影響。 本書旨在為您揭示這些遠離平衡的係統所遵循的獨特規律。我們將深入探討驅動係統遠離平衡的各種機製,例如持續的能量輸入、物質交換、外部驅動力以及係統自身的非綫性響應。這些因素共同作用,使得係統無法簡單地用平衡態的統計描述來概括。 在《非平衡統計力學》中,我們不會止步於對宏觀現象的觀察,而是會追溯到微觀層麵,理解粒子(或組成單元)的隨機運動和相互作用如何在整體上産生非平衡的宏觀行為。我們將學習如何運用諸如馬爾可夫鏈、隨機過程、動力學平均場理論等工具,來分析和預測這些遠離平衡的係統的演化路徑。 此外,本書還將重點關注非平衡係統中的一些關鍵概念,例如: 漲落耗散定理的擴展: 在非平衡條件下,漲落與耗散之間的關係會變得更加復雜。我們將探討如何理解和量化這些由漲落引起的耗散,以及它們如何維持係統的非平衡狀態。 非平衡相變: 類似於平衡係統中的相變(如水結冰),非平衡係統也能錶現齣相變的現象。本書將介紹如何識彆和描述這些由動力學過程觸發的相變,例如激光相乾性、化學振蕩等。 耗散結構: 遠離平衡的係統往往能夠自發形成有序的結構,例如布裏淵區中的對流元、生物體內的細胞器等。我們將深入研究這些“耗散結構”的形成機理,以及它們在維持係統非平衡狀態中的作用。 熵産生與自由能耗散: 在平衡態下,熵總是趨於最大化,而自由能則趨於最小化。然而,在非平衡係統中,熵的産生和自由能的耗散成為理解係統演化的關鍵。本書將詳細闡述這些概念在非平衡動力學中的意義。 統計力學的最新進展: 除瞭經典的理論框架,我們還將介紹近年來在非平衡統計力學領域取得的重要進展,包括新的理論方法、數值模擬技術以及實驗觀測的突破,例如非平衡動力學濛特卡洛方法、響應理論、以及在微觀尺度下研究能量耗散的新工具。 《非平衡統計力學》麵嚮具有一定物理學或相關領域基礎的讀者,包括本科高年級學生、研究生以及對復雜係統動力學感興趣的科研人員。本書將通過清晰的闡述、嚴謹的數學推導和豐富的實例,幫助您建立對非平衡現象的直觀理解,並掌握分析和解決非平衡統計力學問題的關鍵方法。無論您是在研究材料科學、生物物理、凝聚態物理、化學動力學,還是在探索更廣泛的復雜係統,本書都將為您提供寶貴的理論工具和深刻的洞察。

作者簡介

目錄資訊

第一章 引論——非平衡統計力學概述 §1.1 非平衡統計力學的發展概況與基本內容 §1.2 Liouville方程及其基本性質 §1.3 BBGKY級聯與動理學方程 §1.4 由可逆性到不可逆性與非平衡統計力學的任務第二章 趨嚮平衡理論 §2.1 非簡諧振子係統 §2.2 動力係統理論 §2.3 粗粒密度與廣義H定理 §2.4 Van Hove-Prigogine-Zwanzig趨嚮平衡理論 §2.5 子動力學 §2.6 小結第三章 綫性響應與綫性輸運過程 §3.1 係統對外界力學擾動的響應 §3.2 響應函數與廣義極化率的性質(對稱性質、色散關係、求和定則、漲落耗散定理、Onsager關係) §3.3 熱力學擾動 §3.4 流和力、熵産生、綫性不可逆熱力學基礎 §3.5 綫性輸運係數理論第四章 經典係統的動理學方程 §4.1 Boltzmann方程的守恒性質及其漸近解 §4.1.1 Boltzmann方程的守恒性質 §4.1.2 綫性化碰撞算符和輸運係數 §4.1.3 綫性化Boltzmann方程的本徵模 §4.2 Maxwell模型的精確解 §4.3 弱作用係統的動理學方程——Vlasov方程和Landau方程 §4.4 屏蔽效應——Balescu—Lenard碰撞項 §4.4.1 庫侖係統的性質 §4.4.2 對小參數g=(nr3D)-1的展開 §4.4.3 Balescu-Lenard碰撞項 §4.5 等離子體波與Landan阻尼第五章 量子係統的動理學方程 §5.1 分布函數與粗粒統計算符 §5.2 子動力學關係p(t)(→t≥τ0)σ(γ(t;ρ))的證明 §5.2.1 漸近算符的性質及有關的關係式 §5.2.2 關係式σ0{ρ}=σ0(γ(ρ))的證明 §5.2.3 子動力學關係的證明 §5.3 弱作用與小梯度下的統計算符的積分方程 §5.4 弱作用情況下的動理學方程 §5.4.1 單粒子密度矩陣 §5.4.2 漸近算符所滿足的方程 §5.4.3 單粒子密度矩陣的動理學方程 §5.4.4 單粒子分布函數方程 §5.5 聲子係統的動力學方程與熱導率 §5.6 閉路Green函數與輸運方程第六章 宏觀變量與開放係統的統計理論 §6.1 開放係統的廣義Langevin方程與廣義主方程 §6.2 宏觀變量的平均值方程和廣義Langevin方程 §6.3 統計熱力學 §6.4 Fokker-Planck方程第七章 流體力學描述 §7.1 流體力學方程組的導齣 §7.2 非平衡流體中的漲落 §7.3 長時間尾巴及高梯度情況流體力學描述對梯度展開的非解析性 §7.4 Zubarev統計算符與Prigogine-Glansdorff發展判據第八章 非平衡相變 §8.1 非平衡相變的一般研究 §8.2 物理係統——激光 §8.3 流體力學不穩定性——Benard對流 §8.4 化學係統——Schlogl模型第九章 少自由度保守係統的混沌運動 §9.1 可積係統與近可積係統 §9.2 無理轉數與KAM定理 §9.3 有理轉數與非綫性映象的完全描述 §9.4 到整體混沌性的轉變 §9.5 作用空間的擴散 §9.6 Arnold擴散第十章 少自由度耗散係統的混沌運動 §10.1 奇怪吸引子 §10.2 通嚮混沌的倍周期分叉道路 §10.3 陣發混沌 §10.4 混沌運動參考文獻後記
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

作為一名對混沌理論和復雜係統頗感興趣的讀者,我一直試圖尋找一本能夠將這些概念與物理學基本原理相結閤的書籍。《非平衡統計力學》的齣現,無疑滿足瞭我長久以來的期盼。這本書並沒有簡單地羅列各種非平衡現象,而是試圖構建一個統一的理論框架,來解釋為什麼在遠離平衡態時,係統會錶現齣如此豐富多樣的行為。我特彆關注書中關於“耗散結構”的論述,這是我一直覺得非常迷人的概念。它解釋瞭為什麼在持續的能量輸入下,係統可以自發地形成並維持一些高度有序的結構,而這些結構在沒有外部驅動力的情況下是無法存在的。這與我一直以來對“秩序”和“混沌”的理解,有著深刻的關聯。我希望書中能夠深入探討這些耗散結構是如何形成的,以及它們在不同尺度上的普適性。例如,在生命科學領域,細胞的形成和維持,或者說生態係統的演化,是否都可以用非平衡統計力學的原理來解釋?這本書的敘述風格非常吸引人,作者善於用生動的語言將深奧的理論轉化為易於理解的錶述,讓我能夠沉浸其中,體驗探索科學真理的樂趣。我尤其欣賞書中關於“漲落”的討論,它揭示瞭在非平衡係統中,微小的擾動如何可能被放大,從而導緻係統的宏觀性質發生劇烈的變化。這與我在金融市場和天氣預報中觀察到的現象有著驚人的相似之處。這本書的價值在於,它不僅提供瞭理論知識,更重要的是,它提供瞭一種思考世界的方式,讓我能夠用更加動態和係統的視角去審視那些復雜的問題。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為,科學的魅力在於它能夠解釋我們身邊那些看似尋常,實則奧妙無窮的現象。《非平衡統計力學》這本書,正是將這種魅力展現得淋灕盡緻。它把目光投嚮瞭那些動態變化、不斷與外界交換能量和物質的係統,而這恰恰是我們所處世界的常態。我之前對統計力學的一些基礎概念有所瞭解,比如熵增原理,但總是覺得它描述的世界過於靜態。這本書則完全顛覆瞭我的這種看法,它告訴我,在非平衡狀態下,熵的行為會變得更加復雜和有趣。我非常好奇書中是如何將復雜的數學工具,例如Fokker-Planck方程或Langevin方程,與實際的物理係統聯係起來的。我希望作者能夠提供一些具體的例子,讓我能夠直觀地感受到這些方程的威力,比如它們如何描述粒子在隨機力作用下的運動,或者液體的湍流行為。這本書的敘述方式讓我印象深刻,它不是枯燥的公式推導,而是將理論融入到對具體問題的分析中,使得讀者在學習理論的同時,也能夠感受到科學研究的嚴謹和創造性。我期待這本書能夠幫助我理解,為什麼很多自然係統,例如天氣係統、河流的形成,甚至生物體的進化,都錶現齣一種“自我組織”的趨勢。這種趨勢似乎與傳統的平衡態理論相悖,但卻在非平衡統計力學中得到瞭有力的解釋。這本書的價值在於,它打開瞭我的思維,讓我能夠以一種全新的視角去觀察和理解我們周圍的世界,發現瞭那些隱藏在動態變化背後的深刻規律。

评分☆☆☆☆☆

讀完《非平衡統計力學》後,我感覺自己好像經曆瞭一場思維的洗禮。這本書的視角非常獨特,它不再將目光局限於那些靜止或緩慢變化的平衡態,而是深入探討瞭在動態過程中,物質和能量是如何相互作用、演化齣新的結構的。我一直對那些“活”的係統,比如細胞的生長、神經網絡的激活,或者說城市的發展,充滿瞭好奇。這些過程顯然不是簡單的平衡狀態,而是充滿瞭持續的能量輸入和物質交換。這本書恰恰抓住瞭這一點,用嚴謹的物理學框架去解釋這些看似無序卻又充滿規律的現象。我尤其欣賞作者在介紹復雜概念時所使用的類比和圖示,它們極大地幫助我理解瞭那些抽象的數學模型。比如,關於熵在非平衡係統中的行為,我之前總覺得它隻能單調增加,但在書中我看到瞭另一種可能性,在某些特定的驅動力下,局部熵是可以減少的,從而催生齣新的有序結構。這對我來說是一個顛覆性的認識。我希望這本書能幫助我理解,為什麼在我們生活的世界裏,很多現象似乎是“自發”地走嚮瞭復雜和有序,而不僅僅是趨嚮混亂。這本書不僅僅是理論的堆砌,它更像是一種思維方式的引導,讓我能夠從一個動態、演化的角度去審視自然界和人類社會中的各種現象。它拓寬瞭我的視野,讓我意識到,我們所熟知的物理學定律,在非平衡的語境下,會展現齣更加豐富和齣人意料的一麵。我感覺自己對世界的理解又深瞭一個層次,不再僅僅是被動地接受,而是開始主動地去探索和思考其中的內在邏輯。

评分☆☆☆☆☆

拿到《非平衡統計力學》這本書,我最大的感受就是一種“煥然一新”的體驗。我之前對統計力學的認識,更多地停留在對平衡態的理解上,比如熵的增加和係統的最終趨於穩定。然而,這本書卻將我的目光引嚮瞭那些從未停止過運動和變化的係統,揭示瞭在遠離平衡態的情況下,物理世界會呈現齣怎樣令人著迷的景象。我一直對那些“自組織”的現象,比如晶體的形成、或者說生命體的齣現,感到非常好奇。這些現象似乎都違背瞭簡單的熵增原理,而這本書則為我提供瞭理論上的解釋。我非常關注書中關於“耗散”和“負熵”的概念,它們解釋瞭為什麼在不斷地與外界交換能量和物質的過程中,係統能夠形成和維持有序的結構,甚至在一定程度上“抵抗”熵的增加。作者的敘述方式非常吸引人,他善於將那些抽象的數學模型,通過具體的例子和深入淺齣的講解,變得生動形象。我尤其想知道,書中是如何將一些前沿的研究成果,例如關於統計物理學在機器學習中的應用,或者在復雜網絡中的體現,整閤到非平衡統計力學的框架中的。這本書的價值在於,它不僅僅是知識的傳播,更重要的是,它提供瞭一種全新的視角,讓我能夠用一種動態、演化的眼光去審視我們所處的世界,從而發現那些隱藏在看似雜亂無章現象背後的深刻規律。

评分☆☆☆☆☆

在我看來,《非平衡統計力學》這本書就像是一把鑰匙,為我打開瞭通往一個全新世界的大門。我一直對那些活躍的、不斷演化的係統,比如宇宙的演化、生命的起源,甚至是城市的發展,充滿瞭好奇。這些過程顯然不是靜態的平衡態,而是充滿瞭持續的能量流動和物質交換。這本書恰恰抓住瞭這個核心,用嚴謹的物理學理論去解釋這些現象。我尤其被書中關於“動力學相變”的討論所吸引。它解釋瞭係統是如何在特定的條件下,從一種無序的狀態突然躍遷到另一種高度有序的狀態,就像水結冰一樣,而這種轉變是發生在非平衡條件下的。我希望作者能夠提供一些具體的例子,讓我能夠更直觀地理解這些相變是如何發生的,以及它們在不同尺度上的普遍性。這本書的敘述風格非常獨特,它不是枯燥的公式堆砌,而是將理論與實際問題緊密結閤,讓我在學習理論的同時,也能夠感受到科學研究的魅力。我期待這本書能夠幫助我理解,為什麼在自然界中,很多現象似乎是“自發”地走嚮瞭復雜和有序,而不僅僅是趨嚮混亂。它拓寬瞭我的視野,讓我意識到,我們所熟知的物理學定律,在非平衡的語境下,會展現齣更加豐富和齣人意料的一麵。

评分☆☆☆☆☆

這本《非平衡統計力學》我真是期待已久,雖然我不是物理學專業科班齣身,但從小就對那些深邃的科學理論充滿好奇。平時工作之餘,我就喜歡翻閱一些科普讀物,瞭解宇宙的奧秘、生命的起源,以及那些看似抽象卻又深刻影響我們世界的物理規律。當我得知有這樣一本專門探討“非平衡”狀態下統計力學奧秘的書籍時,我的興趣瞬間就被點燃瞭。我腦海中浮現的是那些活躍的、不斷變化的係統,比如湍流的液體、生物體的代謝過程、甚至是金融市場的波動,這些似乎都與“平衡”狀態下的物理學有著本質的區彆。我渴望在這本書中找到解答,理解為什麼在遠離熱力學平衡的條件下,係統會展現齣如此復雜而迷人的動力學行為。我特彆想知道,書中是如何將那些復雜的數學工具和物理概念,以一種相對易於理解的方式呈現齣來的。畢竟,統計力學本身就充滿瞭概率和統計的元素,再加上“非平衡”這個動態的維度,其難度可想而知。我希望作者能夠循序漸進,從基礎的概念講起,慢慢過渡到更深入的探討,而不是直接拋齣一些讓人望而生畏的公式和推導。比如,我好奇書中會不會介紹一些經典的非平衡現象,像是布朗運動的持續演化、或是一些自組織臨界現象的起源。對我而言,一本好的科學著作,不僅要傳達知識,更要激發讀者的思考,讓我能夠用新的視角去觀察和理解周圍的世界。我期待這本書能夠像一扇窗戶,打開我對非平衡世界的新認知,讓我能夠體會到物理學在描述動態、復雜係統時所展現齣的強大力量。即使有些地方我可能無法完全理解,但隻要能激起我進一步探索的欲望,那麼這本書就已經非常成功瞭。我非常期待能從這本書中獲得一些啓發,也許還能找到一些與我的工作或生活相關的隱喻,這無疑會增添閱讀的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

對於長期關注科學前沿的讀者來說,《非平衡統計力學》這本書無疑是一份厚禮。它將我從傳統的、靜態的物理學視野中拉瞭齣來,帶我進入瞭一個充滿活力和演化的世界。我一直對那些“活”的係統,比如生物體內的信號傳導,或者說整個宇宙的演化,充滿瞭好奇。這些過程顯然不是靜態的平衡態,而是需要持續的能量輸入和復雜的相互作用。這本書恰恰填補瞭我在這方麵的知識空白。我特彆喜歡書中關於“突變”和“分岔”現象的討論,它揭示瞭在非平衡係統中,微小的擾動是如何可能導緻係統從一種狀態突然躍遷到另一種完全不同的狀態的。這讓我聯想到瞭很多社會現象,比如經濟危機或者技術革命,它們的發生似乎也遵循著類似的邏輯。作者在解釋這些復雜概念時,運用瞭大量形象的比喻和生動的例子,這使得我這個非物理學背景的讀者也能夠領略到理論的精妙之處。我希望書中能夠提供一些關於如何通過實驗來驗證這些非平衡理論的方法,或者至少給齣一些可以參考的實驗數據,這樣可以增強理論的說服力,也更能激發我的研究興趣。這本書不僅僅是知識的傳遞,更重要的是,它提供瞭一種看待和理解世界的新方式。它讓我意識到,很多我們習以為常的現象,背後都隱藏著深刻的物理學原理,而這些原理在動態的、非平衡的語境下,會展現齣更加令人驚嘆的復雜性和美妙。

评分☆☆☆☆☆

從《非平衡統計力學》這本書中,我獲得瞭一種前所未有的思維衝擊。它將我從對靜態平衡態的傳統認知中解放齣來,帶我進入瞭一個充滿活力和不斷演化的物理世界。我一直對那些“自發”産生有序結構的現象,例如河流的蜿蜒麯摺,或者生物體的復雜形態,充滿瞭好奇。這些過程顯然需要持續的能量輸入和物質交換,而這本書正是從這個角度切入,為我提供瞭理論上的解釋。我特彆欣賞書中關於“漲落”的探討。它揭示瞭在非平衡係統中,微小的隨機擾動是如何可能被放大,從而導緻宏觀性質發生劇烈的變化,甚至催生齣全新的結構。這讓我聯想到瞭很多現實生活中的例子,比如金融市場的崩潰或者流行病的爆發,它們似乎都與這種“漲落”效應有著密切的聯係。作者的敘述方式非常引人入勝,他能夠用生動的語言將復雜的物理概念,例如“耗散結構”或“非平衡相變”,變得易於理解。我希望書中能夠提供一些關於如何通過實驗來驗證這些理論的方法,或者至少給齣一些具體的實驗案例,這樣可以增強理論的說服力,也更能激發我的研究興趣。這本書的價值不僅僅在於知識的傳授,更在於它提供瞭一種全新的視角,讓我能夠以一種動態、演化的眼光去審視那些看似混亂的現象,從而發現它們背後隱藏的深刻規律。

评分☆☆☆☆☆

閱讀《非平衡統計力學》的過程,對我來說是一次深刻的認知拓展。我之前對統計力學的一些理解,更多地停留在平衡態下係統如何達到最大熵以及其穩態行為。然而,這本書卻將我帶入瞭一個充滿活力和不斷演化的世界,揭示瞭遠離平衡態時,物理係統會展現齣怎樣復雜而迷人的動力學特徵。我一直對那些“自發”形成有序結構的現象,例如水蒸氣凝結成水滴,或者生物體內部復雜的分子組裝,充滿瞭好奇。這些過程顯然不是靜態的,而是需要持續的能量輸入和物質交換。這本書正是從這個角度切入,用嚴謹的物理學理論去解釋這些現象。我尤其欣賞書中關於“非平衡自由能”的概念。它解釋瞭係統在非平衡狀態下,如何能夠通過能量的耗散來驅動某些過程的發生,甚至創造齣局部的有序結構。作者的敘述風格非常吸引人,他能夠用生動的語言和貼切的例子,將那些深奧的數學公式和物理概念,例如“非平衡定態”或“漲落耗散定理”,變得易於理解。我希望書中能夠提供一些關於如何通過控製非平衡條件,來實現特定功能,比如在材料科學或生物工程中的應用。這本書的價值在於,它不僅僅是知識的傳授,更重要的是,它提供瞭一種看待和理解世界的新方式,讓我能夠以一種動態、演化的眼光去審視那些看似雜亂無章的現象,從而發現它們背後隱藏的深刻規律。

评分☆☆☆☆☆

《非平衡統計力學》這本書,讓我對世界的理解進入瞭一個全新的維度。我一直對那些活躍的、不斷變化的係統,比如天氣係統、或者說生物體的代謝過程,充滿瞭好奇。這些係統顯然不是孤立的、處於平衡狀態的,而是時刻與外界進行著能量和物質的交換。這本書恰恰抓住瞭這一點,用嚴謹的物理學理論去解釋這些動態過程。我尤其對書中關於“信息”在非平衡係統中的作用的論述感到著迷。它解釋瞭係統是如何通過處理和傳遞信息,來維持自身的有序性,甚至實現某種程度的“自主性”。這讓我聯想到很多關於人工智能和生命起源的討論,它們似乎都與信息在動態係統中的作用息息相關。作者的敘述風格非常獨特,他善於用生動的比喻和形象的圖示,將那些抽象的數學模型,例如布朗運動或馬爾可夫鏈,變得易於理解。我希望書中能夠提供一些關於如何將這些理論應用於實際問題,比如如何優化能源利用效率,或者如何預測復雜係統的演化趨勢。這本書的價值在於,它不僅僅是理論的堆砌,更重要的是,它提供瞭一種思考世界的方式,讓我能夠用更加動態和係統的視角去審視那些復雜的問題,發現瞭那些隱藏在動態變化背後的深刻規律。

评分☆☆☆☆☆

經典。書尾部顯然就是最好的總結:何時加入統計假設,這個是關鍵

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經典。書尾部顯然就是最好的總結:何時加入統計假設,這個是關鍵

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經典。書尾部顯然就是最好的總結:何時加入統計假設,這個是關鍵

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