数学物理(第1卷)

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出版者:北京世图
作者:哈萨尼
出品人:
页数:549
译者:
出版时间:2007-5
价格:79.00元
装帧:
isbn号码:9787506283052
丛书系列:
图书标签:
  • 数学物理
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  • 偏微分方程
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  • 量子力学
  • 电动力学
  • 经典力学
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具体描述

《数学物理(第1卷)(英文版)》是为学习物理学的读者编写的数学基础教材,不仅如此,《数学物理(第1卷)(英文版)》还对那些学习数学的人们非常有益,即可以将抽象思维化为活龙活现的应用。现有的数学物理方法著作,通常是像词典那样将诸如矩阵对角化、张量分析、Legendre多项式和各种各样的积分公式等汇集起来,很少强调主题的系统发展,因而缺乏生气;《数学物理(第1卷)(英文版)》则不同,作者试图在形式和应用上、抽象化和具体问题上达到一种平衡,为了使内容编排最优化和自成一体,《数学物理(第1卷)(英文版)》尽可能多地引入必要的数学形式,这自然包括大量的定量、性质、引理和推论的陈述和证明,以及丰富多样的练习题。同时,作者希望通过学习《数学物理(第1卷)(英文版)》,读者能够很清楚地发现在物理学中使用数学思想及方法的威力和局限性,这些都是许多物理学和数学教程中很少能明确指出的。《数学物理(第1卷)(英文版)》的另一个突出特点是,除了用较现代的方法处理经典的数学物理问题外,还引入了很多有较强物理应用意义的较现代的数学方法和思想,从涵盖的知识面来看,已远远超出通常数学物理方法教程的范围,因此可以供更大范围的读者来参考选用。值得一提的是,《数学物理(第1卷)(英文版)》还将一些近现代的著名科学家的小传及照片穿插于全书各处,这使得《数学物理(第1卷)(英文版)》生色不少。

如果说数学是大自然的语言,那么,物理学就是大自然的诗歌。数学是物理学的出色工具,数学是物理学唯一能够表达自己且不失真确性的语言。另外,数学在物理学中的应用也富有戏剧性的发展。

《数学物理(第1卷)》 内容简介 《数学物理(第1卷)》是一部旨在为读者深入构建严谨而全面的数学物理基础的著作。本书并非聚焦于某一具体应用领域,而是致力于梳理和阐述那些支撑起现代物理学理论的普适性数学工具与思想。通过系统性的讲解,本书旨在让读者深刻理解数学语言在描述和预测物理现象时所扮演的核心角色,以及如何运用这些数学工具来解决复杂的物理问题。 本书的开篇,将从数学基础这一基石性内容入手。我们不回避深入探讨在高等数学领域至关重要的概念,例如微积分的本质及其在物理学中的应用,包括但不限于微分方程的建立与求解,积分在计算功、能量、流量等物理量时的关键作用。此处,我们将不仅仅停留在形式上的计算,更侧重于理解微积分的几何和物理意义,例如导数作为变化率的直观理解,以及积分作为累积效应的深刻洞察。 紧接着,本书将着重介绍线性代数。这门学科在描述多粒子系统、量子力学状态、场论变换等方面具有不可替代的地位。读者将学习到向量空间、线性变换、矩阵运算、特征值与特征向量等核心概念。我们不会仅仅将它们视为抽象的代数结构,而是会结合具体的物理场景,例如矢量的物理意义(位置、速度、力等),矩阵如何表示物理过程(如坐标变换、算符作用),以及特征值问题在量子力学中如何对应物理可观测量的值。理解这些概念的物理图像,对于后续深入学习至关重要。 微分几何的部分将是本书的一大亮点。在广义相对论等现代物理理论中,时空的弯曲和度量至关重要,而微分几何正是描述这些几何性质的语言。我们将从曲线和曲面的几何性质出发,逐步引入张量分析、微分算子(如散度、旋度、梯度)、协变导数等概念。本书会努力将抽象的几何概念与具体的物理应用联系起来,例如曲率如何描述时空弯曲,以及张量如何在不同坐标系下保持物理规律的不变性。 复变函数论在物理学中也扮演着至关重要的角色,特别是在处理波动现象、傅里叶分析、以及某些积分计算时。本书将深入探讨复数的基本性质、复变函数的解析性、柯西-黎曼方程、复积分、留数定理等。我们不仅仅停留在理论推导,更会展示这些数学工具如何被应用于求解偏微分方程、分析电路、研究流体力学等实际问题。留数定理在计算复杂积分时的高效性,以及解析函数在物理系统中的对称性,都将得到详细的阐释。 傅里叶分析作为一种强大的信号处理和方程求解工具,将占据相当篇幅。从傅里叶级数到傅里叶变换,本书将详细介绍其理论基础、收敛性条件以及各种变换性质。读者将学习到如何将复杂的函数分解为简单的正弦和余弦波的叠加,以及这如何应用于解决热传导、波动方程、量子力学中的波函数演化等问题。我们还将讨论傅里叶变换在频域分析中的重要性,帮助读者理解信号的频率成分。 偏微分方程是描述各种物理现象的数学语言,从经典力学中的牛顿定律到量子力学中的薛定谔方程,再到电磁学中的麦克斯韦方程组,都以偏微分方程的形式存在。本书将系统介绍求解偏微分方程的常用方法,包括分离变量法、格林函数法、特征线法等。我们将选择一些典型的偏微分方程,如拉普拉斯方程、泊松方程、热传导方程、波动方程,并详细演示如何运用上述数学工具来求解这些方程,以及如何解释方程解的物理意义,例如不同边界条件下热量的分布,或者波动在介质中的传播方式。 此外,本书还会触及特殊函数的部分。许多物理问题,尤其是在涉及特定几何形状或边界条件时,其解会自然地导出一些特殊的函数,例如贝塞尔函数、勒让德函数、埃尔米特多项式、拉盖尔多项式等。我们将介绍这些函数的定义、性质、微分方程以及它们在不同物理问题中的出现,例如球对称问题中的角向部分解(勒让德函数),圆柱对称问题中的径向部分解(贝塞尔函数)。 群论作为描述对称性的数学语言,在粒子物理、量子力学、晶体学等领域有着极其广泛的应用。本书将介绍群的基本概念,如群的定义、子群、陪集、正规子群、商群等,以及群的表示理论。我们将通过一些简单的例子,例如对称群,来阐释群论如何帮助我们理解物理系统的对称性,以及如何利用对称性来简化问题的求解,例如能级的简并。 本书的编排逻辑清晰,从基础概念循序渐进到更复杂的理论。在每个章节中,我们都力求在概念的引入、数学推导的严谨性、以及与物理应用的联系之间取得平衡。每章的结尾通常会附带一些精心设计的例题和习题,旨在帮助读者巩固所学知识,并启发他们独立思考和解决问题的能力。这些例题和习题涵盖了从基础概念的应用到复杂问题的分析,鼓励读者将理论知识转化为实际的解决问题的能力。 《数学物理(第1卷)》旨在成为读者在探索物理学奥秘旅程中的一位坚实向导。它并非一本“速成”手册,而是需要读者投入时间和精力去深入理解和消化。通过掌握本书所涵盖的数学工具和思想,读者将能够更自信、更深刻地理解各种物理理论,并为进一步学习更高级的物理学内容打下坚实的基础。本书的目标是培养读者一种将抽象数学概念转化为具体物理理解的能力,以及运用严谨的数学方法解决物理问题的信心。

作者简介

目录信息

读后感

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1.Fang的书单(Newsmth Science版) 2.amazon书评 http://www.amazon.com/Mathematical-Physics-Sadri-Hassani/dp/0387985794 3.Physics Forum的一个帖子 http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=124263 总体评价很不错

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用户评价

评分

这本《数学物理(第1卷)》确实让人眼前一亮,尤其是它那种深入浅出的讲解方式,简直是为那些在数学和物理的交叉领域感到迷茫的学习者量身定制的。我记得我刚接触高等数学和经典力学的时候,总觉得这两个学科就像两条平行线,各自有各自的逻辑和美感,却难以找到一个交汇点。这本书的作者,通过一系列精心设计的实例,巧妙地将偏微分方程的求解技巧融入到波动现象和热传导的分析中,这种融合不是生硬的拼凑,而是水到渠成的逻辑推演。比如,在处理齐次边界条件下的拉普拉斯方程时,作者没有直接丢出一个复杂的公式,而是先从物理直觉出发,探讨势能分布的稳定性,然后自然而然地引出分离变量法,每一步的过渡都显得那么顺理成章。对于那些习惯了死记硬背公式的读者来说,这本书无疑提供了一种全新的视角,它强调的是“理解背后的数学结构”,而不是“记住解决问题的步骤”。我尤其欣赏它对傅里叶级数和格林函数处理的深度,这些工具在处理复杂边界问题时威力无穷,而这本书给出的推导过程详尽到几乎不需要翻阅其他参考资料就能完全掌握。如果你希望你的数学工具箱里装的不仅仅是锤子和螺丝刀,而是能设计和建造复杂结构的蓝图,这本书绝对是你的首选投资。

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作为一名研究生,我不得不说,这本书在参考价值上无可替代。它不仅仅是一本教材,更像是一本随时可以查阅的、内容详实的参考手册。让我印象深刻的是它对于特殊函数,比如贝塞尔函数和勒让德多项式的处理方式。很多参考书只会给出这些函数的定义和几个重要的递推关系,但这本书花了相当大的篇幅去解释为什么在特定的几何对称性下,这些函数自然而然地会成为问题的解。它详细推导了贝塞尔函数在圆柱对称问题中的地位,以及勒让德多项式如何自然地出现在球坐标系下的角向分离中。更重要的是,它在附录中给出了这些函数的积分表示和渐近行为,这对于处理需要更高精度近似的物理问题(比如散射理论)至关重要。我曾用书中的某个积分表示法,成功地简化了一个复杂的散射截面计算,节省了我数小时的数值积分时间。这种对细节的关注度,表明了作者不仅仅是想“教完知识点”,而是真正希望读者能够“运用”这些知识去解决实际的前沿物理问题。

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这本书的难度曲线把握得相当到位,它就像一个经验丰富的登山教练,知道什么时候该让你休息,什么时候该让你挑战一个更陡峭的坡段。第一部分主要聚焦于经典的波动方程和热传导方程,侧重于对初值问题和边值问题的处理,这部分内容相对扎实且有很强的应用背景支撑。但到了中后段,特别是涉及到斯特姆-刘维尔理论和特征值展开时,风格就开始变得更加抽象和理论化。我发现它在介绍希尔伯特空间和算子理论时,虽然篇幅不多,但切入点非常深刻,它将物理中的本征态和量子力学中的希尔伯特空间联系起来,提供了一个非常坚实的数学基础。我记得我之前学泛函分析时总是觉得很枯燥,但通过这本书将其与物理中的振动模态分析结合起来,那些抽象的特征函数和特征值一下子就有了具象的物理意义。这种“理论服务于物理”的编排方式,使得学习过程充满了目标感,让人感觉每攻克一个数学难点,就等同于掌握了一种更强大的物理分析工具。对于希望从“计算者”转变为“问题构建者”的读者来说,这本书是必不可少的思维训练。

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老实说,我拿到这本书的时候,其实是抱着一种将信将疑的态度,毕竟“数学物理”这个名字听起来就足够劝退人了。然而,这本书的排版和内容组织,却出乎意料地友好和现代。它没有采用那种陈旧的、密密麻麻的教科书风格,而是大量使用了清晰的图示和符号标注,这对于理解高维空间中的向量场和张量分析概念至关重要。我特别关注了它在处理电磁场理论初步时所采用的框架,作者非常果断地选择了微分形式(或称外微分)的路径来阐述麦克斯韦方程组,这与传统上使用直角坐标系下的旋度和散度定义相比,简洁性和普适性简直是天壤之别。这种选择极大地简化了在非笛卡尔坐标系(如球坐标或柱坐标)下求解方程的难度,避免了那些繁琐的坐标变换计算。对于一个希望未来能深入研究广义相对论或量子场论的学习者来说,这种基础的建立至关重要。这本书的精妙之处在于,它没有牺牲严谨性来换取易读性,而是通过更高级的数学语言,反而在概念上达到了更高的清晰度。如果说传统的教材是教你如何走完一条泥泞的小路,那么这本书就是直接为你铺设了一条高速公路,让你直达问题的核心。

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我对这本书的批判性看法主要集中在它的“深度与广度”的选择上。无疑,它在核心的经典数学物理问题上做到了极致的深入和清晰,但鉴于“第1卷”的标题,我期待能在其中窥见更多现代物理的影子,比如更深入的群论方法在对称性分析中的应用,或者至少是对黎曼几何基础概念的触及。目前的内容更多地停留在成熟的、基于线性算子的传统数学物理框架内。例如,在讨论变分原理时,它更多地关注于欧拉-拉格朗日方程的推导,而对更具现代意义的诺特定理的详细阐述则显得有些简略,似乎是留给了后续的卷册。这虽然保证了本卷的焦点集中,但对于那些希望一步到位掌握全套现代分析工具的读者来说,可能会觉得在某些方向上“意犹未尽”。总的来说,它是一本极其优秀的入门和中级教材,是巩固基础的利器,但如果期望它能包罗万象地涵盖所有现代数学物理的前沿课题,那么可能需要结合其他更专业的书籍来补充其广度。

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神书!!!

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