非平衡热力学进展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:289

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出版时间:2009-4

价格:80.00元

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isbn号码:9787030243836

丛书系列:

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• 非平衡热力学
• 热力学
• 统计物理
• 相变
• 复杂系统
• 输运现象
• 非线性动力学
• 耗散结构
• 物理化学
• 材料科学

好的，这是一份关于一本名为《非平衡热力学进展》的图书的详细简介，该简介聚焦于其他相关但不包含非平衡热力学核心内容的领域，旨在提供一个丰富且深入的综述，同时避开该书的特定主题。 --- 经典物理学分支的深度探索与前沿应用：一本面向复杂系统的多维视角指南 导言：超越平衡态的经典物理学视野 本书旨在为物理、化学、工程学以及材料科学领域的专业人士和高阶学生提供一个广阔的、跨学科的视野，专注于那些远离热力学平衡状态的复杂物理系统的行为、结构演化和动力学过程。我们深知，自然界中绝大多数有趣的、有生命力的现象都发生在非平衡态。然而，本书的重点并非深入探讨非平衡态下的熵产生、线性响应理论或 Onsager 倒易关系等核心主题，而是将目光投向与平衡态热力学紧密相关，但又独立成体系的几个关键领域：高精度经典统计力学、相变与临界现象的精确描述、经典电磁场理论在介质中的应用，以及高维空间的拓扑性质在凝聚态中的体现。 通过对这些经典且基础的领域的精细梳理，本书提供了一个坚实的理论框架，用以理解系统如何从有序态向无序态（或反之）过渡，以及在特定的边界条件下，系统如何表现出超越简单线性叠加的复杂行为。 第一部分：精确统计力学基础与集成 本部分侧重于对统计力学基本假设的严格审视与拓展，尤其关注在特定约束下，系统如何达到或接近局域平衡，以及如何精确计算宏观可观测量的涨落。 第一章：玻尔兹曼方程的精确解法与近似 本章详尽考察了玻尔兹曼方程在稀薄气体动力学中的应用，重点在于查普曼-恩斯科格（Chapman-Enskog）展开的理论推导及其在气体输运性质（如粘滞系数和热导率）计算中的精确性。我们将深入探讨如何处理分子间相互作用势对解的修正，特别关注对低阶矩的精确捕捉。此外，还会讨论BGK 近似的物理基础及其在计算气体动力学问题中，如穿越分子流（Free Molecular Flow）与连续介质流之间的过渡区域（Knudsen 层）时的有效性。本章的重点是利用严格的积分方程方法来求解分布函数，而非着眼于非平衡态下的耗散函数。 第二章：系综理论在有限尺寸效应中的应用 当系统尺寸减小时，边界条件和表面效应变得至关重要。本章不讨论非平衡下的弛豫时间，而是聚焦于在有限温度和有限体积下，正则系综（Canonical Ensemble）和巨正则系综（Grand Canonical Ensemble）的精确数学结构。我们将详细分析表面张力如何影响相变点，并引入有限尺寸标度理论的经典框架，用以描述在接近临界点时，有限系统与无限系统之间的差异。重点在于构建精确的配分函数解析结构，而非系统的动力学演化。 第二部分：临界现象与普适性的几何结构 本部分将讨论系统在二阶相变点附近的普适性行为，利用几何和拓扑工具来刻画临界点的特征，绕开了动态标度律。 第三章：重整化群方法的几何解释 重整化群（RG）理论是描述临界现象的关键工具。本章着重于从相似性和固定点的几何角度来理解RG变换。我们将详细分析在相空间中，RG流线如何汇聚于固定点，以及这些固定点决定了临界指数的普适性。内容集中于有效哈密顿量的截断和数值重整化群（NRG）在特定模型（如伊辛模型）中的应用，以确定临界指数的精确值，避免深入讨论 RG 过程中的非平衡时间演化。 第四章：拓扑缺陷与相场的几何表征 本章探讨了有序参数如何通过拓扑不变量（如畴壁、涡旋和斯格明子）来表征物质相态的稳定性。我们将运用微分几何的工具，如Chern-Simons 泛函和Wess-Zumino-Witten 项（仅作为拓扑结构描述工具），来识别和分类稳定结构。重点在于理解这些缺陷在平衡态下如何形成稳定的结构，以及它们对介观材料宏观物性的影响，而非这些缺陷在动力学演化中的产生或湮灭速率。 第三部分：经典电磁场与介质相互作用 本部分关注电磁场在复杂介质中的传播和散射问题，侧重于麦克斯韦方程组的稳态和准静态解，以及介质的宏观响应函数。 第五章：介质的宏观电磁响应与色散关系 本章详述了在线性响应范畴内，材料的介电函数 $epsilon(omega)$ 和磁导率 $mu(omega)$ 的微观起源。我们将从洛伦兹模型和德鲁德模型出发，精确推导这些响应函数的频率依赖性。重点在于分析材料对电磁波的吸收、折射和色散的静态平衡性质，例如等离子体振荡的频率和等离激元的模式，而不讨论能量流动的非平衡耗散机制。 第六章：复杂介质中的电磁波散射与衍射 本章探讨电磁波在具有周期性或随机结构的介质（如光子晶体或随机介质）中的传播。我们将使用傅里叶模式分解和布洛赫定理来分析能带结构，以及T-矩阵和各向异性散射理论来计算远场散射截面。内容集中于如何利用格林函数来描述场在给定介质结构下的稳态分布，而不是研究光在这些介质中穿越界面的瞬态过程。 结语：理论方法的集成与未来展望 本书最后强调了上述各个领域（精确统计力学、临界几何、介质响应）所采用的高精度解析工具和严格的数学框架。这些工具为研究任何具有复杂相互作用的系统提供了基础。通过对这些经典但高度复杂的领域进行细致的梳理，读者可以建立起一套强大的分析工具箱，用以解决需要超越简单线性近似的物理难题。本书的目标是巩固读者对系统结构、普适性和精确响应的理解，这些理解是探索任何物理现象（包括非平衡过程）的先决条件。本书为读者提供了坚实的“静力学”和“稳态”的理论基石。 ---

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这本书我拿到手上的时候，就被它的厚度和沉甸甸的分量所震撼。打开目录，看到一个个我闻所未闻的术语，瞬间觉得自己仿佛进入了一个全新的世界，一个宏大而神秘的领域。书中对许多经典物理现象进行了全新的解读，不再是简单的能量守恒和熵增，而是深入探讨了系统在远离平衡状态下所展现出的种种令人惊叹的复杂性和自组织能力。我尤其被其中关于“耗散结构”的章节所吸引，它打破了我以往对“有序”和“无序”的刻板印象，揭示了在能量耗散的过程中，如何能够涌现出高度有序的结构，例如生命体的形成，这简直太颠覆了！书中大量的数学推导和模型构建，虽然对我这个非专业人士来说理解起来有些吃力，但作者的讲解方式循序渐进，尽可能地为读者铺设了理解的阶梯。每一次啃下一段复杂的公式，都仿佛攻克了一座小山，带来的成就感是巨大的。我反复研读了几遍，虽然很多细节还需要消化，但总体上，它为我打开了一扇通往理解复杂系统本质的大门，让我对宇宙的运行有了更深层次的敬畏和好奇。这本书无疑是一部具有里程碑意义的著作，它挑战了我们固有的物理学认知，并为我们描绘了一幅更加广阔和生动的物理图景。

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这本书绝对是我最近阅读的最具挑战性，也是最有收获的物理学专著之一。我一直对物理学理论的最新进展非常感兴趣，而这本书恰好填补了我在这方面知识的空白。它所探讨的“非平衡态”概念，与我过去接触到的平衡态物理学截然不同，展现了物质世界在动态演化过程中的种种奇特现象。我特别欣赏书中对“随机过程”和“涨落”的深入分析，这些概念在描述远离平衡状态的系统时至关重要，书中通过大量的数学工具和物理模型，为读者提供了理解这些现象的坚实基础。虽然我并非理论物理专业的学生，阅读过程中也遇到了不少难点，但我坚持下来了，并且收获颇丰。这本书让我理解到，许多我们习以为常的现象，比如生物体的生长发育、气候变化，甚至经济系统的波动，其背后都可能存在着深刻的非平衡态热力学原理。作者的写作风格非常严谨，逻辑性极强，但也正是这种严谨，让我对书中的结论更加信服。读完这本书，我感觉自己对物理世界的理解维度又增加了一个层次，对未来科学的发展充满了期待。

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从一个普通读者的角度来说，这本书的开篇就给人一种“大开眼界”的感觉。它没有从我们熟悉的那些宏观热力学定律讲起，而是直接切入了“非平衡”这个概念，而且还不仅仅是简单的“稍微偏离平衡”，而是深入到系统完全远离平衡时所展现出的种种令人惊叹的特性。书中对于“自组织”现象的描述，尤其让我着迷。我一直认为“秩序”是需要外力去维持的，但这本书却告诉我们，在一定条件下，系统自身就能够涌现出高度有序的结构，这简直太神奇了！我最喜欢的一章是关于“相变”和“临界现象”的探讨，它将我过去对这些概念的模糊认知，清晰地梳理了一遍，并将其与非平衡态过程紧密联系起来。虽然书中的数学公式很多，但作者的讲解方式，通过类比和图示，尽量帮助我们这些非专业人士理解。每次读完一个章节，我都会花很多时间去思考，去联系现实中的例子。这本书不仅仅是一本关于物理学的书，它更像是一部关于宇宙秩序起源和演化的哲学思考。

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当我翻开这本书的时候，我并没有预设它会给我带来多么颠覆性的体验，因为我自认为对物理学已有一定的了解。然而，这本书的出现，彻底刷新了我对“热力学”的认知。它所描绘的“非平衡态”的世界，充满了动态、演化和涌现，这与我以往接触到的静态、封闭的平衡态模型截然不同。书中对“耗散结构”的理论阐述，更是让我对“混乱”中诞生“秩序”的可能性有了深刻的认识。例如，书中对生物体如何维持其复杂结构的讨论，不再是简单的化学反应堆砌，而是上升到了非平衡态能量流动的角度，这是一种全新的视角。我尤其佩服作者在数学推导和物理模型构建上的功力，即使是面对复杂的方程组，也能清晰地展现出其背后的物理意义。虽然阅读过程充满了挑战，需要反复推敲和思考，但每一次的理解，都带来一种豁然开朗的喜悦。这本书不仅在学术上具有重要价值，更重要的是，它能够引导读者以一种全新的、更动态的眼光去审视我们所处的宇宙。

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这本书的装帧设计非常考究，硬壳封面，纸张质量极佳，拿在手里就有一种爱不释手的感觉。内容方面，我最深刻的感受是它将一些抽象的物理概念变得更加具象化，不再是冰冷的公式和定理，而是通过生动的例子和逻辑严密的论证，展现出非平衡态系统在现实世界中的种种应用。比如，书中关于“湍流”的讨论，将我脑海中那种混乱无序的画面，与背后隐藏的非平衡态动力学联系了起来，让我对这种普遍存在的现象有了全新的认识。此外，书中对“信息”在非平衡态系统中的作用的探讨，也让我耳目一新。我之前一直以为信息只是被动地传递，但这本书让我了解到，在远离平衡的状态下，信息可以主动地驱动系统的演化，甚至参与到自组织的进程中。这其中的机理非常复杂，但作者的叙述方式，虽然学术性很强，却不乏思考的深度和洞察力。读完一部分，我常常会停下来，反复回味其中的逻辑链条，甚至会去思考它与我们日常生活中遇到的某些现象之间是否存在联系。这本书的价值不仅仅在于它学术上的严谨，更在于它能够激发读者对自然界更深层次的探索欲望。

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