数学物理方法

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出版者:
作者:王培光
出品人:
页数:238
译者:
出版时间:2007-8
价格:26.00元
装帧:
isbn号码:9787502626488
丛书系列:
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  • 王培光
  • 数学物理方法
  • 数学物理
  • 物理数学
  • 数学方法
  • 偏微分方程
  • 积分变换
  • 复变函数
  • 特殊函数
  • 泛函分析
  • 量子力学
  • 电动力学
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具体描述

《数学物理方法》是为工科院系本科工程数学课程的数学编写的。全书由复变函数、积分变换和数学物理方程三大部分组成,主要内容包括:复数与复变函数、解析函数、复变函数的积分、解析函数的幂级数展开、二线性常微分方程的幂级数解法、留数理论及其应用、Fourier变换、Laplace变换、数字物理定解问题、分离变量法、Green函数法、积分变换法、保角变换法及变分法等。

《数学物理方法》在讲解基本数学理论的基础上,紧密结合电气信息类、物理类等专业知识,着重介绍数学理论在实际问题中的应用,利用数学方法求解各种数学物理定解问题,《数学物理方法》结构层次清晰,篇幅简练,逻辑性强,适合作为高等院校的电气信息类、物理类各本科专业的教材,也可供相关专业的本科生、研究生、教师和工程技术人员参考。

《宇宙的编织:从混沌到秩序的自然法则》 本书并非一本探讨深奥数学公式在物理学中应用的教科书,而是一次对宇宙运行底层逻辑的哲学性漫游。它试图解开那些塑造我们所见所感世界的那些普遍而优雅的原则,探索物质、能量、时空以及生命本身是如何在看似混乱的起点中,逐渐涌现出深刻的秩序与规律的。 第一部分:混沌的低语与结构的萌芽 我们将从最基本的构成单元——粒子——出发,审视它们在极早期宇宙中的碰撞与互动。并非聚焦于量子场论的数学细节,而是更宏观地理解这些微观粒子的“性格”如何影响宏观世界的演化。我们会思考,为何某些粒子组合表现出稳定的倾向,而另一些则迅速衰变?这里的“稳定”并非数学上的绝对值,而是一种相对的、在特定条件下得以延续的存在形态。 接着,我们将目光投向“涌现”这一迷人现象。从简单的粒子集合中,如何诞生出复杂的结构?例如,水分子随机的运动如何最终形成有规律的雪花晶体?原子如何自发地聚集成恒星,而恒星又如何汇聚成星系?本书将侧重于描述这些自组织过程中的“吸引子”——那些引导系统走向特定状态的无形力量,而非量化其具体数学表达式。我们会探究,在没有中央控制的情况下,为何事物会“知道”如何形成秩序。 第二部分:能量的流动与平衡的艺术 能量是宇宙的驱动力,本书将审视能量如何在不同尺度上流动与转化。我们不深入研究热力学第二定律的数学证明,而是通过生动的例子来体会“熵增”这个概念的实际意义。一杯热水为何会冷却,为何生命体需要不断摄取能量来维持自身?这背后是一种不可逆转的趋势,一种从有序到无序的普遍方向。 然而,正是这种趋向无序的力量,催生了生命。生命体是能量流动的奇迹,它们巧妙地利用能量梯度来对抗熵增,维持自身结构和功能的完整。我们将探讨,生物体是如何通过新陈代谢、生长、繁衍等过程,在能量流动的河流中,创造出短暂而美丽的局部秩序。这是一种动态的平衡,一种在不断消耗和补充中实现的“稳态”。 第三部分:时空的几何与自然的节律 时空并非仅仅是事件发生的背景,它本身也参与到宇宙的编织之中。本书将以一种非数学的方式,描绘爱因斯坦的广义相对论所揭示的时空弯曲。为何质量会“告诉”时空如何弯曲,而时空的弯曲又会“告诉”质量如何运动?我们将借助于类比和直观的图景,来理解引力并非一种“拉力”,而是一种时空几何的体现。 同时,我们将关注宇宙中普遍存在的“节律”与“周期”。潮汐的涨落,行星的轨道,乃至生物体内的昼夜节律,都反映了某种深刻的周期性。这些节律并非偶然,它们往往源于基本物理原理的重复应用,是系统在特定约束下达到稳定运行状态的表现。我们将思考,这些周期性的运动如何影响着生命的演化,又如何在宏观尺度上塑造着宇宙的图景。 第四部分:信息、复杂性与意识的边界 在探究了物质、能量和时空之后,本书将触及信息在宇宙中的角色。信息是否是一种独立于物质和能量的存在?生命体的基因信息,大脑中的神经信号,这些信息如何被编码、传递和处理,并最终催生出意识?我们将思考,复杂的系统,无论是有机还是无机,都似乎与信息的处理能力息息相关。 我们也将探讨“复杂性”的含义。一个系统有多复杂?它的行为有多难预测?本书将尝试从描述性而非量化的角度,来理解复杂性的来源。它往往来自于大量简单元素的相互作用,以及这些相互作用所产生的非线性效应。最终,我们将触及“意识”这个终极的谜题。意识是否是复杂信息处理的必然结果?它是否是一种能量或物质的特殊组织形式?我们不会给出明确的答案,而是引导读者一同思考,意识在宇宙秩序的图景中,可能扮演怎样的角色。 结语:探索永无止境 《宇宙的编织》并非提供最终的答案,而是一场邀请。它鼓励读者用一种更广阔、更具哲学深度的视角来审视我们所处的世界。通过摆脱严谨的数学推导,聚焦于概念的清晰与直观的理解,本书希望能点燃读者对宇宙奥秘的好奇心,激发对自然法则更深层次的思考。这是一次关于“为什么”的探索,一次对宇宙之所以如此运作的温柔凝视,一次对生命在其中闪耀的深刻洞察。

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读后感

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用户评价

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说实话,我是在一个非常紧张的项目期限压力下开始阅读这本巨著的,原本是抱着“死马当活马医”的心态翻开它的。然而,令我惊讶的是,这本书的章节组织逻辑异常严密,仿佛是为解决实际工程问题量身定制的路线图。当我在处理一个涉及边界条件设定的难题时,书中关于格林函数方法的章节犹如一束光照亮了我的困境。作者对不同空间维度下格林函数的构建过程进行了极其细致的分解,每一步的物理图像和数学推导都交代得清清楚楚,丝毫没有含糊带过。它不像某些教科书那样,在关键的“飞跃”步骤上留下一大片空白让读者自行脑补,而是将每一步的逻辑链条都牢牢锁死。更值得称道的是,书中穿插了大量的经典物理案例,这些案例的选取角度非常刁钻且实用,直接对应了研究生阶段常见的研究课题。我感觉自己像是在跟一位身经百战的专家进行一对一的指导,他不仅知道“是什么”,更清楚地知道“为什么会这样”以及“如何才能有效地解决它”。这本书的价值,已经远远超出了单纯的理论学习范畴,更像是一本高级应用手册。

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我是一个偏爱严谨、追求形式美的读者,所以我对一本理论书籍的符号规范和逻辑闭环要求极高。这本著作在处理向量分析和张量分析的部分,完全满足了我对数学美学的追求。作者对指标符号的使用极其规范,每引入一个新的概念,比如协变导数或者黎曼曲率张量,都会先从基础的坐标变换给出严格的定义,确保读者能从最根本的坐标无关性上理解这些工具的物理含义,而不是仅仅停留在符号操作层面。书中关于正交函数系的讲解,也极其巧妙地将希尔伯特空间的概念融入其中,使得抽象的线性代数与具体的微分方程解空间联系了起来,这种跨学科的融会贯通,让人拍案叫绝。我记得有一处关于拉普拉斯算符在球坐标系下的展开,作者没有采用直接代入的繁琐计算,而是巧妙地运用了球谐函数的正交性来简化过程,这种对计算效率和优雅性的双重考量,体现了作者深厚的学术功底。读这本书,不光是在学习知识,更是在接受一种高级的、内敛的数学思维训练。

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这本书的封面设计简约大气,初看之下,那深邃的蓝色调就让人联想到宇宙的浩渺与深邃的理论世界。翻开扉页,那种纸张特有的油墨香气扑鼻而来,瞬间将我从日常的喧嚣中抽离,仿佛置身于一个专注于知识殿堂的安静角落。内容上,它极其注重基础概念的梳理,从最基本的微积分和线性代数工具讲起,像是一位经验丰富的导师,耐心地引导我们搭建起坚实的数学框架。特别是对于那些初次接触高等数学物理模型的学习者来说,这种由浅入深的讲解方式极大地降低了理解复杂方程的门槛。作者在引入偏微分方程时,并没有急于展示那些令人望而生畏的复杂解法,而是先花了大量的篇幅阐述了这些方程在物理世界中(比如热传导、波动现象)的实际意义和几何直观,这一点对于培养物理直觉至关重要。我特别欣赏其中关于傅里叶分析那几章,它不仅仅是枯燥的公式推导,更像是打开了一扇通往信号处理和周期性现象背后的美妙世界的窗户,让人在掌握工具的同时,也领略到了数学语言的强大描述力。整体阅读体验流畅而富有启发性,读完后感觉对物理现象的数学描述有了一种前所未有的清晰度。

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这本教材在对待特殊函数论的阐述上,展现出了一种近乎百科全书式的完备性。从勒让德函数到贝塞尔函数,再到厄米特多项式,它没有仅仅停留在求解薛定谔方程的特定应用上,而是深入挖掘了这些函数作为正交多项式家族的内在联系和性质。书中专门开辟了一个章节,系统地对比了这些函数满足的不同微分方程形式,以及它们在不同边界条件下的物理背景,这对于想要进行更深层次理论研究的读者来说,提供了宝贵的参照系。我尤其关注了关于复变函数理论在物理问题求解中的应用,作者对留数定理的讲解,不仅详细阐述了定理的严格数学证明,还特别强调了在处理积分路径选择时,如何根据物理情境(如因果律)来确定正确的半圆路径,这种对“物理限制如何影响数学选择”的强调,是其他许多纯数学著作所欠缺的。阅读过程中,我感觉自己不仅仅是在学习一套工具,更是在学习一套如何将抽象数学语言“翻译”回物理现实的完整方法论,视野被极大地拓宽了。

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坦白说,在翻阅这本书之前,我对“数学物理”这个领域一直抱持着一种敬而远之的态度,总觉得它晦涩难懂,充满了“只有天才才能看懂”的神秘色彩。这本书的出现,彻底颠覆了我的这种固有印象。它的行文风格非常具有亲和力,尽管讨论的主题深奥,但作者似乎总能找到最生活化、最易于被大众理解的类比来解释抽象的概念。比如,当它解释波函数在量子力学中的展开时,作者竟然拿我们日常生活中音乐的合奏来做比方,指出不同频率(本征函数)的组合构成了我们听到的复杂音色(任意波函数),这种直观的引入方式,瞬间拉近了理论与现实的距离。而且,这本书的习题设计简直是神来之笔。它不是那种纯粹考验计算能力的“题海战术”,而是巧妙地将不同章节的知识点串联起来,要求读者必须融会贯通才能找到解题的突破口。完成一套习题,获得的成就感,远超于仅仅记住一堆公式本身。这本书成功地将一门“硬核”学科,打磨成了一件既有深度又有温度的知识产品。

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