边缘奇迹

于渌

出版时间

2016-03-31

ISBN

9787030477231

评分

★★★★★
书籍介绍

将带领读者进入千奇百怪、绚丽多彩的“相变世界”:从物质三态变化、铁磁、铁电、液晶相变,到玻色一爱因斯坦凝聚、超流和超导。书中还把平衡态相变的概念推广到其他系统,包括几何相变和非平衡相变。全书通过对相变和临界现象的介绍,阐述热力学和统计物理的基本概念,从熵的引入、统计配分函数,到对称破缺、标度律和普适性。同时也描述了研究相变现象的基本理论方法,包括平均场近似、标度分析、重正化群、统计模型精确解和计算机数值模拟等,还介绍了相变研究的最新进展,如有限系统的临界现象和量子相变。

于渌,中国科学院院士,第三世界科学院院士。1937年8月生,1961年苏联国立哈尔科夫大学毕业,中国科学院物理研究所研究员,主要从事统计物理和凝聚态理论研究,曾获国家自然科学二等奖、中国科学院一等奖(2次)、美国物理联合会(AIP)Tate国际物理领导才能奖。

郝柏林,中国科学院院士,第三世界科学院院士。1934年6月生,毕业于苏联国立哈尔科夫大学物理数学系。曾任中国科学院理论物理研究所研究员和美国圣菲研究所外聘教授,现任复旦大学理论生命科学研究中心教授。从事理论物理、统计物理、计算物理、非线性科学和理论生命科学研究,发表科学论文170余篇,出版中英文书18种。获国家自然科学二等奖(2次)、国家科技进步奖二等奖1次、全国优秀科技图书奖二等奖、全国优秀科普作品一等奖、中国科学院自然科学奖一等奖(2次)、美国ISI的1981~1998年度经典引文奖、何梁...

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AI导读
核心看点
  • 本书深入探讨相变与临界现象,从物质三态变化、铁磁、超导等物理现象入手,系统阐述热力学与统计物理核心概念。书中详细解析对称破缺、标度律、普适性等理论,揭示不同相变现象背后共通的物理规律,展现复杂系统从无序到有序的突变机制。
  • 作者以严谨的学术态度,介绍平均场近似、重正化群、统计模型精确解等研究相变的基本理论方法。书中不仅梳理了理论发展历史,还探讨了有限系统临界现象、量子相变等前沿进展,为读者提供理解复杂系统相变行为的完整理论框架与数学工具。
  • 本书强调相互作用导致有序、热运动引起无序的矛盾斗争是相变本质。通过伊辛模型等案例,展示简单规则如何产生复杂行为。书中对空间维数、非整数维空间、混沌与湍流等概念的讨论,拓展了传统物理学的边界,体现了理论物理学家对无穷大与奇异性的深刻思考。
适合谁读
  • 适合具备统计力学或热力学基础的物理学专业学生及研究人员。本书内容涉及重正化群、标度分析等高阶理论,旨在帮助专业人士梳理相变理论脉络,深化对临界现象、对称破缺等概念的理解,不适合作为零基础的科普读物,需读者具备扎实的物理数学功底。
  • 适合对复杂性科学、非线性动力学及系统演化感兴趣的跨学科研究者。书中关于有序与无序竞争、自组织临界性、混沌与湍流等讨论,具有广泛的哲学与科学意义,可为社会学、生物学等领域提供理解系统突变与相变行为的理论视角,但需读者自行跨越专业术语障碍。
  • 适合希望深入理解物理学前沿理论发展历史与思想方法的资深科学爱好者。本书虽被部分读者认为“太硬”,但其对物理图像清晰、严谨的阐述,以及对科学方法论的反思,能为具备一定科学素养的读者提供独特的思维训练,帮助其建立对复杂系统普适性规律的宏观认知。
读前提醒
  • 本书并非传统意义上的通俗科普,而是面向专业人士的“高级科普”或理论综述。读者需做好面对大量专业术语、公式推导及抽象概念的心理准备。建议不要逐字纠结于数学细节,而应重点关注作者对物理图像、理论逻辑及科学思想的阐述,避免陷入技术细节而忽略整体脉络。
  • 书中内容密度极高,信息量大且跳跃性强,不适合休闲阅读。建议读者结合相关教材或文献辅助阅读,特别是在涉及重正化群、标度律等复杂理论时。若遇到难以理解的部分,可跳过技术推导,直接阅读章节总结或作者对物理本质的评论,以把握核心思想。
  • 本书部分内容与《超越自由》等书有重合,且成书较早,部分案例可能过时。读者应关注其理论框架与方法论的普适性,而非具体过时数据。同时,书中对科学伦理、科研态度的隐含表达值得深思,读者应在阅读中体会老一辈科学家严谨求实、探索未知的精神风范。
读者共识
  • 读者普遍认为本书是相变理论领域极具价值的专业综述,内容严谨、逻辑清晰,对统计物理核心概念如对称破缺、重正化群的阐述极为精到。尽管部分读者因缺乏基础而感到“看不懂”或“太硬”,但具备专业背景的读者高度评价其理论深度与学术价值,认为其是梳理相变理论脉络的必备参考书。
  • 多数读者指出本书不适合普通大众阅读,其定位明确为物理专业学生及研究人员。评论中常见“非专业人士看不懂”、“需有统计力学基础”等警示。然而,也有读者赞赏其“大师风范”与“思想综述”性质,认为其虽难懂但极具启发性,能提升对复杂系统、临界现象及科学方法论的整体认知水平。
  • 读者对书中涉及的物理哲学思考及科学史内容给予正面评价,认为其展现了理论物理学家对无穷大、奇异性等问题的深刻洞察。尽管部分读者批评其内容过于简略或与新知识脱节,但整体共识是:这是一本严肃、专业且富有思想深度的学术著作,值得在具备相应知识储备后深入研读,以获取对物理世界本质的深刻理解。

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "相互作用导致有序和组织,热运动引起无序和混乱。这两种矛盾的倾向,在统计物理描述中表现为波尔兹曼因子里Ei和kT的对比,在热力学理论中表现为U和TS的消长。相变是在一种倾向盖过另一种倾向时发生的突变。"
  • "这种在相变点才表现出来的汽化热,是一种相变潜热。潜热转化为分子动能,使得气相比液相更无序"
  • "相互作用是有序的起因,热运动是无序的来源 每当一种相互作用的特征能量足以和热运动能量kT相比时,物质的宏观状态就可能发生突变。换句话说,每当温度低到一种程度,以致热运动不能再破坏某种特定相互作用造成的秩序时,就可能出现一个新相 大多数广延量和强度量是成对出现的...每一对变量的乘积,都具有能量的量纲。它们又称为共轭变量。"
  • "我们在上一章里看到,相变的现象和原因极为错综复杂。然而,在不同的相变点附近,各种物理量的奇异性彼此十分相似。只要恰当选择比例尺,单轴磁性材料的比热尖峰可以重叠在气液相变临界点的比热曲线上。采用临界点的压力、体积和温度作单位之后,各种气体都相当好地遵从同一个状态方程(这句话的普遍性超过范德瓦尔斯方程本身,因为即使范德瓦尔斯方程不适用,相变点附近的普适性仍然存在)。 现象的共性要求建立普遍的理论。长期以来,人们用“平均场理论”来描述连续相变。我们在第三章里多次看到,这个理论的基本出发点是用一个“平均了的场”,即“内场”来代替其他粒子对某个特定粒子的作用,从而把复杂的多提问题近似地化为单体问题。直到"
  • "任何正确的理论都有一定的适用范围。超出这个范围,它可能与实验不符,但在适用范围内应该很好地描写客观世界。例如,描述质点运动的牛顿力学对于高速运动的物体不适用,而由爱因斯坦的相对论取代。同样,它也不适用于微观粒子的运动,那里要借助于量子力学。但是,对于不作高速运动的宏观物体,牛顿力学确是很好的近似。那么,平均场理论是不是正确的理论,他的适用范围究竟如何呢?"
  • "在第四章中已经讲过,平均场的基本精神是将其他粒子对某个粒子的作用以一种“平均了的场”来代替。“平均”就是不考虑涨落。可是,在临界点附近涨落很大,正是这种涨落造成比热和磁化率的发散,导致临界乳光等现象。为了考虑这些效应,可以把涨落作为小量来“修正”平均场理论,我们在第四章中已做过介绍。能不能用平均场理论自身来估计一下它的适用范围呢。关键是抓住“只能处理小涨落”这一条限制。"
  • "对称性质的突然降低,称为对称的破缺。物理系统只能具有或不具有某种对称性质。“有”与“无”之间只有突变,没有渐变,但突变可由某个参数的渐变引起。物理参数的无穷小变化引起对称的破缺,这是连续相变的本质。前面已经提到,通常低温相是具有低对称的更有序的相,高温相是具有高对称的较无序的相。"
作者简介
于渌,中国科学院院士,第三世界科学院院士。1937年8月生,1961年苏联国立哈尔科夫大学毕业,中国科学院物理研究所研究员,主要从事统计物理和凝聚态理论研究,曾获国家自然科学二等奖、中国科学院一等奖(2次)、美国物理联合会(AIP)Tate国际物理领导才能奖。 郝柏林,中国科学院院士,第三世界科学院院士。1934年6月生,毕业于苏联国立哈尔科夫大学物理数学系。曾任中国科学院理论物理研究所研究员和美国圣菲研究所外聘教授,现任复旦大学理论生命科学研究中心教授。从事理论物理、统计物理、计算物理、非线性科学和理论生命科学研究,发表科学论文170余篇,出版中英文书18种。获国家自然科学二等奖(2次)、国家科技进步奖二等奖1次、全国优秀科技图书奖二等奖、全国优秀科普作品一等奖、中国科学院自然科学奖一等奖(2次)、美国ISI的1981~1998年度经典引文奖、何梁何利基金科学与技术进步奖2001年度物理学奖。 陈晓松,中国科学院理论物理研究所研究员。1962年11月生,1992年6月获德国柏林自由大学自然科学博士学位,主要从事统计物理与复杂系统的理论研究。
目录
丛书修订版前言
丛书序
再版前言
初版前言
第一章“物含妙理总堪寻”

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用户评论
有大局观
这套书定位在想深入了解但是缺少宏观概念的初学者
好书,可以当成相变的综述或引言来看,看完再看其它的。书写得早,所以新例子少,但是内容并不过时。
两个晚上睡不着硬看完了。在科普读物里算是公式多的类型了,还是很迷人的。题外话,边缘奇迹这个词是个很好很好的意象啊,各种层面上。
相变是系统在外部参数变化下,内部两种倾向(有序和无序)矛盾斗争的表现。书中满满的公式和术语,对外行来说很难理解,但耐心读下来,尤其注意章节头尾的总结,这种复杂系统的临界现象可以启发很多关于变化的普适性思维模型。
有一些启发,不过书写的不好
大师风范,我辈楷模!
统计物理学是一门非常有意思的科学,幸运曾研究过。
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