具体描述
Preface to the S
好的，这是一份关于一本假设的、与“特价书：变分法 第2版”无关的图书的详细简介。 --- 书名： 经典物理学基础：从牛顿到相对论的统一视角 作者： 艾伦·R·范德比尔特 出版社： 高等教育出版社 出版年份： 2023年 --- 图书简介 《经典物理学基础：从牛顿到相对论的统一视角》是一部深入探讨经典物理学核心概念、演化历程与核心理论框架的权威性著作。本书旨在为物理学专业学生、研究人员以及对物理学原理有浓厚兴趣的读者提供一个全面、严谨且富有洞察力的学习资源。它不仅复习了基础力学、电磁学和热力学的经典构建，更着重展现了这些理论在通向现代物理的门槛上如何相互关联、相互补充，并最终导向爱因斯坦的狭义相对论。 核心内容与结构 本书分为四个主要部分，系统地梳理了经典物理学的演进脉络： 第一部分：牛顿力学体系的精深解析 本部分从开篇就确立了以牛顿力学为基础的分析框架。我们没有停留在对运动定律的机械性复述上，而是深入探讨了拉格朗日力学和哈密顿力学的概念基础。 变分原理的初步接触（非高等变分法）： 在这一部分，我们将介绍“最小作用量原理”在经典力学中的哲学意义和初步应用。通过分析粒子运动的轨迹，读者将理解为什么自然界倾向于选择效率最高的路径。这部分将着重于变分原理在导出欧拉-拉格朗日方程中的形式，但会将其置于力学框架下讨论，避免进入复杂的泛函分析领域。 刚体动力学与经典场论的萌芽： 详细讨论了刚体运动的欧拉方程、陀螺仪的进动与章动，并过渡到连续介质中的力学描述，为后续的电磁场理论奠定连续场论的思维基础。 第二部分：电磁学的统一与规范性 本部分聚焦于麦克斯韦对电磁现象的伟大综合。重点在于电磁场方程组的数学结构和物理内涵。 麦克斯韦方程组的几何解释： 我们将深入剖析四个方程的物理意义，强调电场、磁场与电荷、电流之间的动态关系。本书着重探讨了位移电流的概念如何成功调和了安培定律与电荷守恒定律，并预言了电磁波的存在。 电磁波的传播与光的本质： 详尽论述了在真空和介质中电磁波的传播特性，包括坡印廷矢量和能流密度。通过对平面波的分析，将物理光学与电磁学紧密结合。 规范场论的雏形： 介绍标量和矢量势（$V$ 和 $mathbf{A}$）在电磁理论中的重要性。我们将探讨在不同电磁势选择下，麦克斯韦方程组形式的内在不变性，这是理解规范对称性的关键一步。 第三部分：热力学与统计力学的桥梁 本部分旨在清晰区分热力学（宏观描述）与统计力学（微观解释）的各自领域和联系。 热力学基本定律的严格推导： 从热力学第一、第二、第三定律出发，详细阐述了熵的统计意义（玻尔兹曼关系）和热力学势（如吉布斯自由能）在化学平衡与相变分析中的应用。 经典统计力学的构建： 介绍相空间、微正则系综、正则系综和大正则系综。重点分析了理想气体、黑体辐射的经典解释及其局限性，为向量子统计过渡提供背景。 第四部分：经典物理学的终结与现代物理的序曲 这是本书最具前瞻性的部分，探讨了经典理论在面对实验结果时的失效点，以及如何通过思想的飞跃克服这些障碍。 光速不变性的引入： 通过对以太漂移实验的考察，本书详细分析了洛伦兹变换的数学推导，并阐明了其核心——光速不变原理——如何从经验主义上升为基本公设。 狭义相对论的结构性统一： 狭义相对论不再被视为一个孤立的理论，而是经典电磁学和牛顿力学在高速情况下进行修正后的必然结果。我们将深入讨论四维时空的几何结构、能量-动量四矢量，以及著名的质能关系 $E=mc^2$ 如何自然地从相对论动量定义中涌现。 几何化的展望： 简要概述了广义相对论的初步构想，指出引力如何从一种“力”的概念转变为时空弯曲的几何现象，从而完成经典物理学向现代物理学的范式转变。 本书特色 1. 强调数学的物理内涵： 本书的数学工具服务于物理概念的阐释。例如，使用矢量微积分来描绘场的分布，使用群论的思想来理解对称性，而不是孤立地教授数学方法。 2. 历史与逻辑并重： 每一理论的提出都置于其历史背景下，并展示其逻辑上的必然性。读者将看到经典物理学是如何一步步搭建起坚实的知识高塔的。 3. 侧重于“统一性”： 全书贯穿着一条主线——如何将看似分离的力学、电磁学和热力学统一在一个更宏大的、基于场的、并在高速下可被相对论修正的框架内进行描述。 《经典物理学基础：从牛顿到相对论的统一视角》并非对现有教材的简单重复，而是提供了一种高屋建瓴的审视视角，使读者能够清晰地辨识出经典物理学的边界，并为进入量子力学和广义相对论的学习打下最坚实、最富有洞察力的基础。
作者简介
目录信息
Chapter I. The D
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