漫谈物理学和计算机

漫谈物理学和计算机 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:郝柏林
出品人:
页数:207
译者:
出版时间:1988.7
价格:2.60
装帧:
isbn号码:9787030004918
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
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具体描述

《漫谈物理学与计算机》 在这部引人入胜的著作中,我们将一同踏上一场穿越时空、连接微观与宏观的知识探索之旅。本书并非要深入探究物理学的某个具体分支,或是计算机科学的某个特定算法,而是旨在揭示这两个看似独立领域之间错综复杂、却又充满生命力的联系。它如同一扇窗,让我们得以窥见物理学的基本原理如何悄然塑造了我们今日赖以生存的数字世界,以及计算机的出现又如何为我们理解和操控物理世界提供了前所未有的强大工具。 想象一下,我们从那些构成宇宙万物最基本的粒子开始。量子力学,这门描述原子和亚原子粒子行为的奇异科学,它的许多核心概念,如叠加态和纠缠,在量子计算的黎明时期就已经显露出巨大的潜力。本书将引导读者理解,为什么理解这些量子现象对于构建下一代计算能力至关重要。我们将简要触及量子比特(qubits)的奇特性质,以及它们如何能够同时处理比传统比特多得多的信息,从而为解决目前计算机无法企及的复杂问题(如药物研发、材料科学、密码学等)开启新的可能性。 但联系并非仅限于量子层面。经典物理学,从牛顿的运动定律到麦克斯韦的电磁理论,同样是计算机科学发展的基石。我们日常生活中的每一个电子设备,其运作原理都离不开这些经典物理学的深刻洞察。本书将以通俗易懂的方式,阐释半导体材料如何根据其物理特性被设计和制造,进而成为构成计算机芯片的基石。电阻、电容、晶体管这些基本电子元件,它们的功能与物理规律紧密相连,是信息得以传输和处理的物质载体。我们将探讨这些元件如何通过微观尺度的物理过程来执行逻辑运算,从而实现我们今天所熟知的计算机功能。 随着我们对物理世界的理解不断深化,计算机也在反过来推动着物理学的进步。模拟和计算能力是现代物理学研究中不可或缺的工具。无论是模拟黑洞的合并,预测气候变化,还是设计新的粒子加速器,强大的计算能力都允许物理学家在虚拟环境中进行实验,验证理论,甚至发现新的物理现象。本书将描绘计算机如何成为物理学家进行数值模拟、数据分析和可视化研究的得力助手。从天气预报的复杂模型,到天文学家分析望远镜数据的海量信息,计算机的计算能力使得我们能够以前所未有的精度和广度探索宇宙的奥秘。 本书更关注的是这些联系中的“漫谈”精神。我们不会陷入冗长复杂的数学推导,也不会沉溺于深奥的技术细节。相反,我们希望通过生动形象的比喻、贴近生活的例子,以及对历史发展脉络的回顾,让读者感受到物理学与计算机科学之间浑然天成的默契。我们将讨论物理学概念如何启发计算机算法的设计,例如粒子群优化算法就借鉴了鸟类或鱼群的集体行为;同时,也将探讨计算机科学的创新如何反哺物理学研究,比如新的数据处理技术如何加速了粒子物理实验的分析过程。 这本书是一次对“智慧火花”的礼赞,它闪耀在物理定律与逻辑运算之间,在粒子运动的轨迹与数据流的传输之间。它邀请读者一同思考,在未来的某一天,当物理学对宇宙的理解进入新的境界,计算机又将以何种更加奇妙的方式与之互动,共同塑造人类文明的未来。它提醒我们,科学的边界并非是僵化的界限,而是相互渗透、共同演进的生动图景。无论您是物理学爱好者,还是计算机科学的探索者,亦或是对知识的广度与深度充满好奇的读者,《漫谈物理学与计算机》都将是一次充满启发和乐趣的阅读体验。

作者简介

郝柏林,1934年6月生于北京市。1959年毕业于乌克兰国立哈尔科夫大学物理数学系。后在中国科学院物理研究所工作。1978年晋升为研究员、副所长。1980年11月当选为中国科学院院士。现任物理学系研究员、博士生导师。兼任中国博士后基金会副理事长、陈嘉庚国际学会常务董事。曾任中国科学院理论物理研究所副所长、所长。

主要从事理论物理、计算物理、非线性科学和理论生命科学的研究。涉及固体电子能谱和声子谱、金属红外性质、高分子半导体理论、统计物理模型、相变和临界现象、临界动力学、闭路格林函数方法、动力电网计算、天线计算、地震活动性统计分析、群论知识工程系统、计算机程序设计、混沌动力学和符号动力学、DNA序列分析等领域。

1997年夏,在把英文专著《实用符号动力学与混沌》书稿送出之后,郝柏林着重转向理论生命科学领域研究。早在1985年,他就着手补充生物学知识。之后,又访问国际生物学数据库并下载软件。1995年与生物学部邹承鲁院士,共同组织香山会议,并主编出版《理论物理与生命科学》一书。1999年郝柏林在一份《院士建议》中提出,尽快建立国家级的生物医学信息中心,引起政府有关部门的重视。第二年,他与合作者共同撰写《生物信息学手册》。之后又在联合举办的研究生班系统讲课,批量培养年青一代生物信息学人才。

发表论文130余篇,出版中英文著作11种。“套磁介质天线的研究”,获1978年中国科学院重大成果奖;“三维晶格统计模型的封闭近似解”,获1987年中国科学院重大成果奖;《漫谈物理学和计算机》一书,获1990年中国物理学会第一届优秀科普书刊编著奖;“实用符号动力学的研究”,获1992年中国科学院自然科学奖一等奖和1993年国家自然科学奖二等奖;《实用符号动力学》一书,获1995年国家新闻出版署第7届全国优秀科技图书奖二等奖,1997年获国防科工委科技进步奖二等奖;“统一描述平衡和非平衡系统的格林函数理论研究”,获1999年中国科学院自然科学奖一等奖和2000年国家自然科学奖二等奖,相关论文获美国ISI颁发的1981-1998年度“经典引文奖”。2001年获“何梁何利基金科学与技术进步奖”。

目录信息

读后感

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物理改变世界丛书 《超越自由 神奇的超导体》 《数字文明 物理学和计算机》 《溯源奇迹 相变和临界现象》 《物质探微 从电子道夸克》 电子计算机是人类学会用火以来最伟大的发明。 物理学的进步曾开创了热机、制冷、电机、无线电、原子能、半导体、激光等各种划时代的高新技术...  

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全书只有一个主线——物理学与计算机的相互作用。但却由此延伸到不同层次的多个领域:计算机领域的各个层次(从物理基础到计算机网络甚至超级计算机),物理学的很多领域,此外还有前沿的数学如动力系统,语言学,科学史等等。而且基本都能说到位,实属不易啊!这可不是所谓的“...

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全书只有一个主线——物理学与计算机的相互作用。但却由此延伸到不同层次的多个领域:计算机领域的各个层次(从物理基础到计算机网络甚至超级计算机),物理学的很多领域,此外还有前沿的数学如动力系统,语言学,科学史等等。而且基本都能说到位,实属不易啊!这可不是所谓的“...

用户评价

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阅读这本书,我期望能够获得一种“看见”的能力,一种能够看见事物本质和运作规律的能力。物理学,顾名思义,就是探究“物”的“理”,它试图揭示宇宙最底层的运行法则。而计算机,虽然是人造的工具,但它的运行也遵循着严格的逻辑和规则,这些规则在某种程度上,也反映了我们对自然规律的理解和应用。我希望这本书能让我明白,为什么那些描述微观世界的量子力学原理,能够被用来构建出如今的半导体芯片和信息技术?为什么那些描述宏观世界的经典物理定律,能够帮助我们设计出更优化的算法和更高效的网络结构?我脑海中总会闪过一些模糊的画面,比如,电子在电路中的流动,是否可以类比为粒子在电磁场中的运动?而数据在网络中的传输,又是否可以类比为能量在系统中的传递?我期待这本书能够将这些模糊的联想,清晰化,具象化,让我能够真正理解物理学与计算机之间的内在联系,不再是雾里看花,而是拨开迷雾,洞见本质。

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我一直坚信,真正的科学理解,不仅仅是记忆事实,更是理解那些事实背后的“为什么”。物理学之所以迷人,很大一部分原因在于它不断追问“为什么”,从万有引力到量子纠缠,无不体现了人类对宇宙本质的探索。而计算机科学,同样充满了“为什么”,比如为什么某个算法比另一个算法效率更高?为什么某些计算任务是无法实现的?我希望这本书能够解答我心中的那些“为什么”,并且能够揭示物理学和计算机科学在回答这些“为什么”时,是如何相互启发的。它会不会深入探讨“信息”这个概念在物理学和计算机科学中的不同含义和联系?它会不会分析,我们对物理世界规律的理解,是如何指导我们设计出更优化的计算模型,反之,计算能力的提升又如何帮助我们验证和发展物理学理论?我期待这本书能够让我不再停留在表面的知识层面,而是能够深入到科学思想的核心,理解那些驱动着这两个领域不断前进的根本原因。

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我购买这本书,也是出于一种对“未来”的憧憬。物理学的每一次重大突破,都往往伴随着全新的技术革命,而计算机科学,更是现代社会发展最强劲的驱动力。这两者的结合,无疑会指向一个更令人兴奋的未来。我猜想,这本书或许会探讨如何利用物理学的最新发现,来突破现有计算机技术的瓶颈,比如,利用新的材料科学原理来制造更快速、更节能的处理器,或者利用对量子世界的更深入理解,来催生出颠覆性的量子计算机。同时,我也期待它能展示,计算机科学的进步,又如何反过来帮助物理学家们进行更复杂、更精密的模拟和计算,从而加速我们对宇宙的探索。这本书会不会像一本预言书,描绘出未来科技发展的蓝图,让我能够提前窥见那些尚未到来的精彩?我非常好奇,那些看似遥不可及的科学理论,在作者的笔下,会如何转化为切实可触的未来科技,又将如何改变我们的生活。

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这本书的题目,本身就带着一种“漫谈”的意味,这让我觉得,它并非一本严肃的学术著作,而更像是一次轻松愉快的思想交流。我期望它能够以一种亲切、友好的方式,带领我进入物理学和计算机的世界,让我能够在不感到压力的情况下,获得知识和启发。我喜欢这种“漫谈”的风格,它允许作者在不失严谨性的前提下,自由地挥洒思想,跳跃性地连接不同的概念。我期待书中会有一些有趣的“段子”或者“轶事”,来佐证某个科学原理,或者来展现科学家的创造力。我希望读这本书时,就像在和一个渊博的朋友聊天,他能够娓娓道来,将那些复杂的科学概念,用一种轻松易懂的方式呈现出来,让我能在欢笑和感叹中,获得对物理学和计算机更深刻的理解。我不需要它提供给我一个完整的知识体系,我只需要它能够在我心中播下好奇的种子,让我能够对这两个领域产生更浓厚的兴趣,并愿意主动去探索更多。

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说实话,我对于物理学和计算机这两个领域都算不上是专家,但一直以来,我都对它们的发展趋势和它们可能带来的社会变革充满了浓厚的兴趣。我常常会思考,我们生活中所接触到的各种科技产品,从智能手机到云计算,从虚拟现实到人工智能,它们背后究竟蕴含着怎样的物理学原理?我们是否能够通过更深入地理解物理学的基本定律,来创造出更强大、更高效、更具创造力的计算工具?这本书的出现,恰好满足了我这种好奇心。我非常期待它能够为我提供一个清晰的框架,来理解物理学和计算机之间这种微妙而深刻的关系。我希望它能解答我的一些疑问,比如,量子计算的出现,究竟是如何颠覆我们现有的计算模式的?它所依赖的量子纠缠和叠加态,与我们日常所理解的物理世界有什么不同?又或者,在模拟物理世界方面,计算机能够达到怎样的精度和复杂度?我希望作者能够用一种易于理解的方式,将这些高深的理论贯穿起来,让我能够窥见科学前沿的魅力。我并不是想成为一名物理学家或者计算机科学家,我只是想拓宽自己的视野,了解这些塑造着我们世界的关键学科是如何相互作用,共同前进的。

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这本书的作者,我一直认为是一位非常擅长将复杂概念通俗化的大师。他笔下的科学,总能让人在惊叹其精妙的同时,又感到一种豁然开朗的明晰。我记得他上一本关于天文学的书,将黑洞的形成机制、引力波的探测原理,用一种极其生动形象的比喻,像是讲述一个宏大的宇宙史诗,又像是讲述一段关于爱与分离的传奇,让我这个对天文学知之甚少的人,也能沉浸其中,感受到宇宙的壮丽与神秘。所以,当我知道他要写一本关于物理学和计算机的书时,我的期待值自然是拉满了。我好奇他会如何处理“物理学”这个宏大的概念。是会从原子、粒子这些微观层面切入,还是会从经典力学、电磁学这些宏观层面展开?而“计算机”这个词,又包含了太多内容,是关于硬件的构造,还是关于软件的算法,或者是关于人工智能的未来?我猜想,作者一定会在一个非常巧妙的切入点,将这两个领域连接起来,也许会从信息论的视角出发,来探讨物理世界和数字世界的信息传递与处理机制。又或许,会从计算物理学的角度,来展现如何利用计算机模拟复杂的物理现象。无论如何,我都相信,这本书不会是枯燥的技术手册,而会是一场充满智慧火花的思想盛宴,让我能够以一种全新的视角来审视我们所处的这个既有物理现实,又有数字虚拟的世界。

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这本书的封面设计就足够吸引人,淡雅的蓝灰色背景,一侧是仿佛穿越了时空的牛顿摆球,另一侧则是流光溢彩的代码片段,两种看似风马牛不相及的元素却被巧妙地融合在一起,传递出一种跨界对话的意境。拿到这本书时,我内心就充满了好奇,物理学,那个探索宇宙万物基本规律的学科,与计算机,那个构建虚拟世界、处理海量信息的工具,之间到底有着怎样的千丝万缕的联系?我总觉得,这两者之间一定有着某种深层次的共鸣,就像自然界中的某些基本定律,也隐藏在数字世界的运行逻辑之中。我期待这本书能够为我揭开这层神秘的面纱,让我看到物理学的思想如何在计算机科学的领域生根发芽,又如何反过来滋养了我们对物理世界的理解。这本书会不会从量子力学的不确定性原理出发,来探讨信息的不确定性和计算的极限?会不会从热力学第二定律的熵增原理,来解释数据存储和处理中的效率瓶颈?又或者,会从经典力学的运动规律,来阐述算法的效率和优化?我脑海中已经涌现出无数的可能性,这种期待感,就像在探索一个未知的科学疆域,充满了未知与惊喜。我翻开书页,准备开始这场跨学科的奇妙旅程,我希望能在这本书中找到那些曾经困扰我的科学谜题的解答,也希望能发现那些我从未设想过的奇妙联系。

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我是一个对“抽象”与“具象”之间的转换特别敏感的人。物理学,很多时候是在处理高度抽象的概念,比如场、波、粒子,这些是我们日常生活中很难直接体验到的。而计算机,虽然是具体的机器和代码,但它所处理的信息,往往也具有很强的抽象性。我希望这本书能够成为一座桥梁,连接起这两者之间的“抽象”与“具象”的对话。它会不会用生动形象的例子,来解释那些抽象的物理概念,比如用一个流体动力学的模型来比喻数据流在网络中的传输?又或者,会用物理系统的演化规律,来帮助我们理解复杂的计算过程?我希望这本书能够让我更清晰地“看见”那些隐藏在代码背后的物理规律,以及那些指导我们进行计算的抽象思想。我期待在阅读的过程中,我的大脑能够形成一种双重体验,既能把握住科学理论的精髓,又能体会到具体技术的实现细节。

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我之所以对这本书《漫谈物理学和计算机》如此期待,还有一个很重要的原因,那就是我一直对“类比”这种思维方式情有独钟。很多时候,科学的突破并非完全是逻辑推演的产物,而是来自于不同领域之间的灵感碰撞,而类比,正是这种灵感碰撞的绝佳方式。我想象,这本书会不会将一些物理学中的著名概念,比如“蝴蝶效应”、“混沌理论”,用在解释计算机系统中的复杂行为,例如算法的收敛性或者网络的稳定性?或者,是否会利用计算机科学中的“分治法”或者“动态规划”的思想,来阐述物理学中一些复杂系统的分析方法?我非常好奇,作者是如何在两个如此不同的领域中找到这些共通之处的。它会不会像一个博学的向导,带领我穿梭于原子核的奥秘和数据的洪流之中,指引我看到隐藏在表象之下的逻辑联系?我希望这本书能够教会我如何进行跨领域的思考,如何在看似不相关的概念中发现共性,从而激发自己的创新思维。我坚信,学习科学不应该仅仅是记忆公式和定理,更重要的是理解科学背后的思想和方法,而类比,无疑是其中最重要的一环。

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这本书的作者,我一直觉得他拥有一种独特的“叙事”能力,总能把看似枯燥的科学知识,讲得引人入胜,富有戏剧性。他不会拘泥于数据的堆砌和理论的陈述,而是善于挖掘事物背后的故事,讲述科学家的探索历程,以及科学思想的演变过程。我非常期待,他会如何为我们讲述物理学与计算机之间的故事。是会从图灵机的概念讲起,追溯计算机的起源,然后引申到信息论与物理学的关系?还是会从麦克斯韦方程组的优雅,谈到电磁波如何被用于无线通信,进而引出数字信号的处理?又或者,会从早期物理学家对能量和信息关系的思考,来探讨“计算”这一概念的本质?我希望这本书能够让我感受到一种“历史的厚重感”,看到这两个伟大的学科是如何在人类文明的进程中相互影响、共同发展的。我希望在这本书中,我不仅能学到知识,更能感受到科学的魅力和人类智慧的光辉。

评分

可能对物理学了解不深,所以读得没有感觉,匆匆而过。

评分

这么重要的书,豆瓣上居然只有这么点人看过。郝柏林院士确实是功力深厚,这本书写得非常好。可惜后面中国的科普作品水平越写越差,现在已经是喜羊羊和灰太狼的风格了。

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可能对物理学了解不深,所以读得没有感觉,匆匆而过。

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这么重要的书,豆瓣上居然只有这么点人看过。郝柏林院士确实是功力深厚,这本书写得非常好。可惜后面中国的科普作品水平越写越差,现在已经是喜羊羊和灰太狼的风格了。

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院士写的科普读物,水平实在是高。八十年代的科学科普氛围比如今好得太多。虽然看不懂物理学的玄妙精深...但依然能对计算机软硬件的发展有了大概的理解,真了不起。

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