The Feynman Lectures on Physics, Volume 3

The Feynman Lectures on Physics, Volume 3 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Addison Wesley
作者:Richard P. Feynman
出品人:
页数:382
译者:
出版时间:2005-07-15
价格:USD 44.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780805390667
丛书系列:
图书标签:
  • 物理学
  • 费曼讲义
  • 量子力学
  • 现代物理
  • 大学教材
  • 经典教材
  • 科学
  • 教育
  • 物理
  • 费曼
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具体描述

好的,这是一份针对一本假定为《费曼物理学讲义,第三卷》以外的、关于物理学、但内容与该书完全不重叠的图书的详细简介。我们将构建一本侧重于计算物理学、高级统计力学与量子信息理论交叉领域的著作。 --- 《计算范式下的复杂系统动力学:从拉格朗日到量子纠缠的数值方法》 前言:跨越经典的边界 在物理学日益精细化和计算化的今天,我们面临的挑战不再仅仅是如何精确地描述自然定律,而是如何在日益复杂的系统中,利用强大的计算工具,有效地求解这些定律的演化。本书旨在架设一座桥梁,连接经典力学的严谨、统计物理学的概率智慧与现代计算科学的强大执行力。它并非对基础电磁学、量子力学或相对论的再阐述,而是聚焦于如何将这些理论转化为可操作的、可求解的数值模型,尤其在处理多体系统和非线性动力学时。 第一部分:高级经典动力学的数值基础(约 400 字) 本部分深入探讨经典力学中高级积分和轨道分析的数值技巧,重点在于如何克服解析解的局限性。 第一章:哈密顿-雅可比理论的数值重构 我们将从庞加莱截面和混沌动力学的角度重新审视哈密顿力学。内容包括:KAM 定理的数值验证方法、Poincaré-Dulac 级数在识别系统不变性中的应用,以及如何使用高阶辛积分器(如 Runge-Kutta-Nyström 方法)来保证长时间模拟中的能量守恒性——这在费曼讲义的基础部分通常仅作概念性介绍。我们将详细分析 Symplectic Integrators 的构造和误差分析,强调其在模拟星系动力学或保守分子动力学中的优越性。 第二章:变分原理与场论的有限元方法(FEM) 本书超越了狄拉克符号描述的量子力学(费曼讲义的重点),转而关注场论的空间离散化。本章详细介绍如何将拉格朗日密度和作用量泛函转化为可求解的代数方程组。内容涵盖:二维和三维弹性理论中的网格生成技术、边界条件的处理(Dirichlet, Neumann, Robin),以及使用形函数(Shape Functions)在有限元框架下求解麦克斯韦方程组在非均匀介质中的传播问题。重点强调刚度矩阵的稀疏性优化和预条件子的选择。 第二部分:复杂统计力学的蒙特卡洛与随机过程(约 550 字) 本部分着重于处理自由度极高($N o infty$)的系统,这是解析方法(如费曼讲义中对理想气体或简谐振子的处理)难以企及的领域。 第三章:高级马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法 我们将跳过基础的 Metropolis-Hastings 算法,直接进入复杂采样技术的深水区。核心内容包括: 1. Gibbs 采样与阻塞采样(Blocking Sampling):用于处理高维概率分布中的相关性问题,特别是在蛋白质折叠或玻璃态物质模拟中,如何有效地“阻塞”自由度以加速收敛。 2. Hessian 依赖的采样器:介绍如何利用局部二次近似(Hessian 矩阵)来指导采样方向,如 Hamiltonian Monte Carlo (HMC)。HMC 结合了牛顿运动学和概率采样,极大地提高了在高能垒势能面上的探索效率。详细推导 HMC 的离散化误差和接受率,并对比其与传统 MCMC 的性能差异。 3. 自适应采样技术:讨论 Reversible Jump MCMC (RJMCMC) 在模型选择中的应用,即如何在模拟过程中自动确定最优的有效自由度数量。 第四章:晶格场论与路径积分的数值重整化 本书的视角将从费曼的费曼图(Feynman Diagrams)的符号推导,转向其离散化和计算实现。在晶格 QCD 的背景下,我们详细分析欧几里得路径积分的数值实现。重点讲解: 1. 分子动力学(MD)模拟的高温/低温处理:如何使用 Langevin 动力学来模拟系统与热浴的耦合,并在保证热力学平衡的同时,处理时间尺度上的巨大差异(例如,使用反应场理论来修正溶剂效应)。 2. 重整化群 (RG) 流程的数值构造:讨论 Wilsonian RG 的实施,特别是 Block-Spin 重整化群,展示如何通过系统地“粗粒化”系统来消除短距离的自由度,从而揭示临界现象中的普适性。 第三部分:量子信息与计算的接口(约 550 字) 本书的收官部分聚焦于当前物理学研究的前沿,即量子力学的计算表示和信息论应用,这与费曼讲义侧重于基本量子力学原理的阐述形成了鲜明对比。 第五章:密度矩阵重整化群 (DMRG) 与张量网络 本章深入探讨如何用有限的计算资源来精确描述一维和准一维系统的基态。 1. 张量网络基础:系统介绍 Matrix Product States (MPS) 的数学结构,并解释它们如何有效地编码了纠缠结构(Entanglement Entropy)。 2. DMRG 算法的实施细节:详细阐述如何通过迭代应用哈密顿量作用算符和奇异值分解(SVD)来优化 MPS,以达到极高的精度。我们将分析在有限温度下的动态平均场理论(DMFT)与张量网络的结合,用于处理强关联电子体系。 第六章:量子纠缠的数值度量与模拟 本书将纠缠视为一种可计算的物理量。内容包括: 1. 纠缠熵的计算:如何从系统的密度矩阵(或投影算符)出发,计算冯·诺依曼熵(Von Neumann Entropy)以及 Rén_yi 熵。这要求读者对量子态的矩阵表示有深刻理解。 2. 量子化学中的数值方法:介绍如何使用 Configuration Interaction (CI) 方法和 Coupled Cluster (CC) 方法来求解多电子薛定谔方程。重点分析电子激发态的计算,以及如何使用这些计算结果来预测光谱性质。对比不同方法在处理电子相关性时的计算成本和精度。 3. 量子模拟的挑战:探讨如何使用经典计算机来模拟具有指数级增长希尔伯特空间的量子系统,特别是模拟时间演化时 Krylov 子空间的限制,以及如何利用 Tensor Train (TT) 格式来处理高维态的演化。 结语:计算作为新的物理直觉 本书最终导向一个结论:在 21 世纪的物理学研究中,数值方法和计算范式不再是解析解的替代品,而是理解复杂物理现象的核心工具。它为读者提供了处理费曼讲义中未曾涉及的、具有高度结构化和计算密集型的物理系统的实用工具箱。本书要求读者具备扎实的线性代数、微积分基础以及对编程环境的熟悉。

作者简介

费恩曼(R.P.Feynman)1918年生于布鲁克林区,1942年在普林斯顿获得博士学位。第二次世界大战期间在洛斯阿拉莫斯,尽管当时他还很年轻,但已在曼哈顿计划中发挥了重要作用。以后,他在康奈尔大学和加利福尼亚理工学院任教。1965年,因他在量子电动力学方面的工作和朝永振一郎及施温格(J.Schwinger)同获诺贝尔物理学奖。

费因曼博士获得诺贝尔奖是由于成功地解决了量子电动力学理论问题,他也创立了说是液氦中起流动性现象的数学理论。此后,他和盖尔曼(M.Gell-Mann)在B衰变等弱相互作用领域内做出了奠基性的工作。在以后的几年里,他在夸克理论的发展中起了关键性的作用,提出了他的高能质子碰撞过程的部分子模型。

除了这些成就之外,费恩曼博士将新的基本计算技术及记号法引时物理学,首先是无处不在的费恩曼图,在近代科学历史中,它比任何其他数学形式描述都更大地改变了对基本物理过程形成概念及进行计算的方法。

费恩曼是一位卓越的教育家。在他区得的许多奖项中,他对1972年获得的奥斯特教学奖章特别感到自豪。在1963年第一次出版的《费恩曼物理学讲义》被《科学叛国人》杂志的一位评论员描写为“咬不动但富于营养并且津津有味。25年后它仍是教师和最好的初学学生的指导书”。为了使外行的公众增加对物理学的了解,费恩曼博士写了《物理定律和量子电动力学的性质:光和物质的奇特理论》。他还是许多高级出版物的作者,这些都成为研究人员和学生的经典参考书和教科书。

费恩曼是一个活跃的公众人物。他在挑战者号调查委员会里的工作是从所周知的,特别是他的著名的O型环对寒冷的敏感性的演示,这是一个优美的实验,除了一杯冰水以外其他什么也不需要。费恩曼博士1960年在加利福尼亚州课程促进会中的工作却很少人知道,他在会上抨击了教材的平庸。

仅仅罗列费恩曼的科学和教育成就并没有恰当抓信这个人的本质。即使是他 最最技术性的出版物的读者都知识道,费恩曼活跃的多面的人格在他所有的工作中都闪闪发光。除了作为物理学家,在各种不同的场合下他变成不同的人物:有进是无线电修理工,有时是锁具收藏家,艺术家、舞蹈家、邦戈(bongo)鼓手,甚至玛雅象形文字的解释者。对他的世界人们永远好奇,他是一个典型的经验主义者。

费恩曼于1998年2月15日在洛杉矶逝世。

目录信息

读后感

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没有读完,现在也没有在读.不过力荐这本书.如果你不是学物理的材料,看看这本书会很有帮助,通俗易懂,物理圣经.不过如果你有物理天赋,就不要看了,很罗嗦. 学物理最简单快捷的就是直接看公式理解,用数学模型和物理模型去理解世界是每个学物理必备的一项技能。就像学音乐,随便听个...  

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费曼物理学讲义出了许多版,出版商的摇钱树。不过这套红皮本是较早的。说起费曼的红皮本,火星人都知道。非常幸运的是,学校拍卖外文旧书的时候,被我扫到第一卷和第二卷。想象一下:当年这沉甸甸的东西漂洋过海,放到了学校的书架上积灰,现在又到了俺的书架上,继续积灰。不...

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费曼物理学讲义出了许多版,出版商的摇钱树。不过这套红皮本是较早的。说起费曼的红皮本,火星人都知道。非常幸运的是,学校拍卖外文旧书的时候,被我扫到第一卷和第二卷。想象一下:当年这沉甸甸的东西漂洋过海,放到了学校的书架上积灰,现在又到了俺的书架上,继续积灰。不...

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费曼物理学讲义出了许多版,出版商的摇钱树。不过这套红皮本是较早的。说起费曼的红皮本,火星人都知道。非常幸运的是,学校拍卖外文旧书的时候,被我扫到第一卷和第二卷。想象一下:当年这沉甸甸的东西漂洋过海,放到了学校的书架上积灰,现在又到了俺的书架上,继续积灰。不...

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没有读完,现在也没有在读.不过力荐这本书.如果你不是学物理的材料,看看这本书会很有帮助,通俗易懂,物理圣经.不过如果你有物理天赋,就不要看了,很罗嗦. 学物理最简单快捷的就是直接看公式理解,用数学模型和物理模型去理解世界是每个学物理必备的一项技能。就像学音乐,随便听个...  

用户评价

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这本书的语言风格极其独特,充满了讲授者特有的那种毫不保留的热情和近乎于布道般的说服力。它不像教科书那样,只是平铺直叙地陈述事实和公式,而是更像一位睿智的长者,在你耳边低语,引导你一步步深入到物理世界的深层结构之中。那种充满画面感的描述,常常能将量子力学中那些反直觉的现象,通过巧妙的比喻和生动的类比,瞬间在你脑海中构建起一个可感的模型。我发现,阅读过程中,我常常会停下来,不是因为不理解,而是因为被那种思维的精妙和逻辑的完美所震撼,不得不深吸一口气,让思绪平复一下。这种写作方式,极大地降低了初学者面对高深理论时的畏惧感,因为它首先建立了一种信任关系:作者不是在考察你,而是在邀请你一同分享发现的喜悦。

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对于我个人而言,这本书带来的最大的改变是提升了对“物理直觉”的培养。在阅读过程中,很多看似复杂的数学推导,在作者的引导下,最终都能回归到某种简单、优雅的物理图像上。它教会我的不是如何计算,而是如何“看”见物理现象背后的本质规律。比如,面对某些高阶的对称性问题时,书中的论述往往会先从几何直观入手,让你先在脑海中建立起一个和谐的画面,然后再用数学去精确地表达这个画面。这种由感性认识到理性把握的过程,是传统纯粹的数学化教材所缺乏的。它让你在面对未知问题时,不再是首先感到无从下手,而是能够基于长期的熏陶,形成一种“我觉得它应该长这样”的预判能力,这才是真正掌握了物理学的精髓所在。

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从知识体系的构建上来看,这本书的逻辑跳跃性虽然有时需要读者付出额外的专注力,但正是这种“跳跃”,体现了作者对物理学整体图景的深刻洞察。它并不拘泥于线性的、章节分隔的教学路径,而是将不同分支的知识点巧妙地编织在一起,让你在学习一个特定主题时,就能感受到它与其他领域之间的微妙联系。这种“网状”的学习体验,迫使读者必须时刻保持一种宏观的视角,去理解为什么这个现象需要用那个理论来解释,以及两者之间最本质的区别和共同点是什么。对于那些已经有一定基础,渴望打破学科壁垒,建立更全面物理观的进阶学习者来说,这种结构提供的思维训练是无价的。它挑战了你对“标准课程”的固有认知,并以一种更接近物理学家思考问题的方式来重塑你的知识结构。

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这本书的实用价值,尤其体现在它对实验和测量方法的深刻探讨上。它没有将实验结果视为理所当然的既定事实,而是花费了相当的篇幅去讨论:我们是如何精确地测量到这些值的?其中的不确定性是如何产生的?以及,我们应该如何设计一个实验来验证一个理论的边界?这种对“如何知道”的重视,远超出了单纯的理论阐述。它让读者明白,物理学是一个与现实世界紧密相连的学科,理论的优美必须经过残酷的实验检验。这种对实验细节的关注,对于那些希望未来从事科研工作的人来说,是至关重要的早期训练。它培养了一种批判性的思维,让你在接受任何物理结论时,都会下意识地追问其背后的测量依据和误差范围。

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这本书的排版和装帧简直是一场视觉的盛宴,纸张的质感拿在手里就让人感到沉甸甸的,仿佛握住了知识的重量。每一次翻阅都像是在进行一场仪式,那种油墨散发出的微弱气味,对于一个真正的物理爱好者来说,简直是最好的香氛。我特别欣赏它在图表和公式的呈现上所下的功夫,线条的粗细、符号的间距都经过了精心的设计,使得即便是那些抽象的概念,通过清晰的视觉辅助,也变得更容易被大脑所捕获和理解。相较于某些现代教材那种冷冰冰的、过度依赖数字渲染的风格,这套书散发着一种经典而温暖的人文气息,让人感觉这不是在看冰冷的物理定律,而是在跟随一位大师的思路进行一场有温度的探索。那种旧日科学书籍特有的厚重感和权威性,即便是电子设备再先进,也无法完全替代。它不仅仅是一本工具书,更像是一件值得珍藏的艺术品,放在书架上,本身就是一种对科学精神的致敬。

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