Maxwell on Heat and Statistical Mechanics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Associated Univ Pr

作者:Garber, Elizabeth/ Brush, Stephen G./ Everitt, C. W. F. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:59.5

装帧:HRD

isbn号码:9780934223348

丛书系列:

图书标签:

热力学
统计力学
麦克斯韦
经典力学
物理学
高等教育
教材
理论物理
热物理
能量传输

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到本本书屋

onlinetoolsland.com

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

《热力学与统计物理学前沿探索》导言在现代物理学的宏伟殿堂中，热力学与统计力学构成了理解物质在微观层面集体行为和宏观热力学现象之间桥梁的基石。它们不仅是理论物理学的核心组成部分，更是化学、材料科学、工程学乃至宇宙学等诸多领域不可或缺的分析工具。本书旨在超越经典教材的范畴，深入探讨当代热力学与统计物理学中一些最活跃、最具挑战性且发展最为迅速的前沿领域和交叉议题。我们专注于构建一个全面且深入的知识体系，聚焦于如何利用统计物理的严谨框架来解释复杂系统的涌现特性，并探索这些理论在解决实际科学和技术问题中的潜力。第一部分：非平衡态统计力学的深度剖析本部分将重点考察偏离热平衡态的系统，这是自然界中最普遍也最复杂的现象所在。我们不再满足于描述处于平衡状态的系统的性质，而是将目光投向动态过程、耗散现象和时间依赖性。第一章：输运理论的现代视角与非平衡态量子场论传统的线性响应理论（如朗之万方程和玻尔兹曼输运方程）虽然在描述弱扰动下的近平衡态输运现象方面取得了巨大成功，但在处理强非平衡、非线性系统时则显得力不从心。本章将首先回顾经典输运理论的局限性，随后转向更具普适性的框架。我们将深入探讨基于路径积分和非平衡态热力学方法（如葛林-久宝关系）的现代输运理论。特别关注的重点包括：局域平衡假设的失效及其修正方法，介观尺度输运中的量子相干性影响，以及随机过程理论在描述复杂噪声和涨落行为中的应用。对于强耦合系统，非平衡态量子场论（NEQFT）提供了至关重要的工具。我们将详细介绍如何使用闭合时间路径积分（Closed-Time Contour）方法来计算输运系数，特别是如何将诸如Mermin-Wagner定理等概念扩展到有限时间尺度下的动力学问题。第二章：时空涨落、耗散与信息论统计物理学的精髓在于处理不确定性——即涨落。在非平衡系统中，涨落不再是对称的，而是表现出明显的方向性，这与系统的耗散性紧密相关。本章将详述起伏定理（Fluctuation Theorems）的深刻内涵，如杰里米-克劳修斯定理的现代推广——功耗散定理（PDFT）和细致平衡的破缺。这些定理将热力学第二定律的概率性表述推向了极限，并为纳米尺度能量转换提供了理论基础。信息论与统计物理的融合是当前研究的热点。我们将探讨如何将信息熵和互信息的概念引入到对复杂系统自由能景观的分析中。如何量化系统在演化过程中“学习”环境信息的能力，以及信息流如何驱动或限制耗散过程，是本章的核心议题。此外，拉格朗日随机微分方程在描述具有记忆效应的耗散系统中的作用也将被详细阐述。第二部分：复杂系统与涌现现象的统计力学本部分聚焦于如何用统计物理的语言来解释由大量组分相互作用产生的集体行为，尤其是在远离经典描述的尺度上。第三章：多尺度建模与粗粒化统计力学在描述凝聚态系统、软物质或生物分子系统时，原子尺度的全景模拟往往计算成本过高且信息冗余。本章致力于探讨粗粒化（Coarse-Graining, CG）方法。我们将系统地回顾从有效哈密顿量推导到信息最大熵原理的应用。重点内容包括：投影算符方法在从微观到介观尺度映射中的应用，多尺度耦合模型（Multi-scale Coupling）的构建策略，以及如何确保粗粒化模型在保持关键物理量的同时，准确捕捉到非平衡动力学特征。我们将比较基于自由能最小化的方法（如Umbrella Sampling的动态扩展）与基于信息量度的方法（如Dynamical Averaging）的优劣。第四章：拓扑相、非阿贝尔统计与量子物质量子统计力学的深度进展集中在拓扑性质的发现。本章将超越传统的朗道-费希尔相变理论，深入研究拓扑序和分数霍尔效应等现象背后的统计力学基础。我们将详细分析张量网络态（Tensor Network States）作为描述强关联、低维量子系统的有效工具，及其在计算纠缠熵和拓扑不变量方面的优势。对于非阿贝尔任意子，我们将探讨它们所携带的非平凡编织统计，以及它们在拓扑量子计算中作为信息载体的潜力。本章还将涉及利用图论和代数拓扑工具来对量子相进行分类和识别的新兴方法。第三部分：前沿应用与交叉学科理论本部分展示统计物理学如何与其他学科深度融合，解决当前科学界面临的重大挑战。第五章：随机过程在金融与生物物理中的应用统计物理学的工具箱对于分析高维、高噪声数据驱动的系统至关重要。在统计金融学中，我们将考察如何利用玻尔兹曼分布的推广来描述市场回报率的重尾分布，以及随机游走模型在期权定价中的非线性修正。在生物物理学中，本章关注分子马达的随机性工作循环、蛋白质折叠的能量景观采样，以及细胞内物质运输中的扩散限制效应。重点在于构建能够准确反映分子间非保守力（如ATP水解驱动的力）的非平衡随机行走模型。第六章：极端条件下的统计力学与引力/量子信息统计力学在宇宙学和高能物理中扮演着越来越重要的角色。本章将探讨早期宇宙的相变，特别是夸克-胶子等离子体的热力学性质。更具思辨性的是，我们将审视黑洞热力学的最新进展，包括霍金辐射的统计起源、信息悖论的可能统计力学解决方案，以及如何利用AdS/CFT对偶（作为一种物理猜想中的量子引力/统计力学对应关系）来推导强引力场中的输运系数。本章还会简要涉及量子信息论如何重构了纠缠与时空几何的关系，从而为量子场论中的熵计算提供全新的统计视角。总结与展望本书旨在为读者提供一个深入且批判性的视角，去看待统计物理学如何从其坚实的经典根基（如麦克斯韦、玻尔兹曼的工作）出发，演化成一门解释复杂、动态和高度关联系统的强大科学。通过对这些前沿主题的探讨，我们期望激发读者将这些先进的统计工具应用于各自研究领域中的复杂挑战。本书强调的不是知识的复述，而是对物理学核心概念在现代语境下进行重新审视和创造性应用的引导。