实验物理中的概率和统计

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出版者:科学
作者:朱永生
出品人:
页数:655
译者:
出版时间:2006-4
价格:72.00元
装帧:
isbn号码:9787030169860
丛书系列:现代物理基础丛书
图书标签:
  • 物理
  • 统计
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  • lang:zh
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具体描述

《实验物理中的概率和统计》介绍在分析处理实验或测量数据中涉及的概率和数理统计知识,内容包括:概率论初步,随机变量及其子样和它们的分布,参数估计(极大似然法、最小二乘法、矩法),假设检验,蒙特卡罗方法,还简要介绍了参数估计必须用到的极小化的有关知识。第二版中增加了若干章节讨论数据统计处理中的一些困难问题和近期国际上发展起来的新方法。书中分析了取自普通物理、核物理、粒子物理和工程技术问题的许多实例,具体讲述了概率和数理统计方法在实际问题中的应用。书末附有详尽的数理统计表,可供本书涉及的几乎所有概率统计问题之需要,而无需查阅专门的数理统计表书籍。

《实验物理中的概率和统计》可供实验物理工作者和大专院校相关专业师生、理论物理研究人员、工程技术人员以及从事自然科学和社会科学的数据测量和分析研究人员参考。

《物理学家的统计思维:从基础到前沿》 在现代物理学研究的浩瀚星空中,量化分析与严谨推断是照亮前行道路的星辰。本书并非直接探讨具体的实验物理方法,而是深入剖析隐藏在实验设计、数据解读以及理论验证背后那套强大的统计逻辑与概率框架。我们旨在为有志于在实验物理领域深耕的学子与研究者,构建一套扎实而灵活的“统计思维”工具箱。 本书的开篇,我们将从概率论的基石谈起。从最基本的概率定义、条件概率、独立性概念,到全概率公式和贝叶斯定理,我们将层层剥离,展现概率如何成为描述不确定性现象的语言。我们会通过生动而经典的物理学案例,例如粒子衰变、测量误差的传播,来阐释这些概念的实际应用,而非停留在纯粹的数学推演。读者将体会到,概率不仅仅是数学的抽象,更是我们理解现实世界随机性的钥匙。 随后,我们将进入统计学的核心领域。首先,我们会系统介绍描述性统计,涵盖均值、方差、标准差等基本统计量,以及直方图、散点图等可视化工具,帮助大家如何有效地概括和呈现实验数据。接着,我们将重点讲解推断性统计。这部分内容将围绕参数估计和假设检验展开。我们将详细介绍点估计和区间估计的原理,包括最大似然估计、矩估计等方法,并探讨它们在物理实验中如何确定物理量的最佳值及其不确定度。 在假设检验方面,我们将深入理解其核心思想:如何根据样本数据判断某个关于总体的假设是否成立。从Z检验、t检验到卡方检验,我们将逐一分析它们的适用条件、计算过程以及结果的统计学意义。特别地,我们会强调在物理实验中,如何根据研究问题的性质选择合适的检验方法,以及如何正确解读p值和置信区间的含义,避免常见的误解。 本书的另一重要篇幅将聚焦于模型拟合与回归分析。在物理实验中,我们常常需要通过实验数据来检验和构建物理模型,而回归分析是实现这一目标的核心工具。我们将从最简单的线性回归开始,介绍最小二乘法及其统计性质,并讨论如何评估拟合优度,例如R平方值。在此基础上,我们将扩展到多元线性回归,以及非线性回归的策略,例如如何通过变量变换或迭代方法来处理复杂的模型。我们会特别关注过拟合和欠拟合问题,以及如何通过正则化等技术来提高模型的泛化能力。 除了上述经典统计方法,本书还将触及一些在现代物理研究中日益重要的统计技术。例如,我们将会介绍数据驱动的统计建模方法,如贝叶斯建模的思想,以及它在处理复杂系统和不确定性量化中的强大之处。我们会简要介绍蒙特卡洛模拟在物理研究中的广泛应用,以及如何利用随机抽样来近似计算复杂的积分或评估模型的性能。 本书的结构设计旨在循序渐进,从基础概念出发,逐步深入到更为复杂的统计推断和建模技术。我们力求内容详实,但避免陷入繁琐的数学证明,而是侧重于概念的理解和方法的实际应用。每一个统计方法或概念的引入,都将辅以精心挑选的、具有代表性的物理学例子,让读者能够清晰地看到统计工具如何在实际科研中发挥作用。 阅读本书,你将不仅仅是学习一套方法,更重要的是培养一种“统计的眼光”去看待物理世界。你将学会如何设计更合理的实验以获取有意义的数据,如何用严谨的统计语言描述和解读实验结果,如何在数据的不确定性中提炼出可靠的物理规律,以及如何批判性地评估科学文献中的统计论证。这套能力,将是你在物理学领域做出有深度、有价值贡献的关键。 本书适合具有一定基础物理知识,并希望提升数据分析与科学思维能力的本科生、研究生以及科研人员。无论你是初涉实验物理,还是在研究中遇到瓶颈,本书都将是你得力的伙伴,助你在探索未知、求索真理的道路上,更加自信和从容。

作者简介

目录信息

读后感

评分

具有写的差的教材的所有缺点,试图先把所有用到的知识点全部介绍完毕,然后再去解决问题。这不是一本好教材应有的样子,因为在解决问题前读者对这些预定理并没有任何概念。 这本书的前半部分还算完整,完整的意思是说,比较全面,一些常用的分布都讲到了。但是后半部分,特别是...

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具有写的差的教材的所有缺点,试图先把所有用到的知识点全部介绍完毕,然后再去解决问题。这不是一本好教材应有的样子,因为在解决问题前读者对这些预定理并没有任何概念。 这本书的前半部分还算完整,完整的意思是说,比较全面,一些常用的分布都讲到了。但是后半部分,特别是...

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具有写的差的教材的所有缺点,试图先把所有用到的知识点全部介绍完毕,然后再去解决问题。这不是一本好教材应有的样子,因为在解决问题前读者对这些预定理并没有任何概念。 这本书的前半部分还算完整,完整的意思是说,比较全面,一些常用的分布都讲到了。但是后半部分,特别是...

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具有写的差的教材的所有缺点,试图先把所有用到的知识点全部介绍完毕,然后再去解决问题。这不是一本好教材应有的样子,因为在解决问题前读者对这些预定理并没有任何概念。 这本书的前半部分还算完整,完整的意思是说,比较全面,一些常用的分布都讲到了。但是后半部分,特别是...

用户评价

评分

这本书给我的整体感受是“通俗易懂,深度适中”。对于一个非专业读者来说,它提供了一个很好的入门途径,没有让人望而却步的过于复杂的数学推导,而是侧重于概念的理解和应用。我尤其欣赏书中对“实验不确定性”的细致探讨。在很多教科书中,这部分往往一带而过,但这本书花了相当的篇幅来讲解如何量化和传播误差,如何进行有效的假设检验来判断实验结果是否支持某个理论。这对于我理解科学研究的严谨性非常有帮助。书中关于“拟合”的章节,也让我受益匪浅。理解如何用最小二乘法等方法来拟合实验数据,并评估拟合的好坏,这是非常实用的技能。我曾尝试过自己处理一些物理实验数据,但总觉得不够系统和规范,这本书正好弥补了我的这一不足。它不仅仅是告诉你“怎么做”,更重要的是告诉你“为什么这么做”,以及在不同情况下应该选择哪种方法。

评分

这本书最让我感到惊喜的是,它不仅教授了如何使用概率统计工具,更重要的是,它培养了一种科学的思维方式。在阅读过程中,我开始更加关注实验数据的来源、分布特点以及可能存在的偏差。我学会了用更批判性的眼光去审视实验结果,而不是仅仅接受表面上的数值。书中关于“贝叶斯推理”的应用,尤其让我着迷。它提供了一种将先验知识与实验数据相结合的强大框架,这与我在认知科学领域学习到的知识有异曲同工之妙。我希望未来能有机会将这些知识应用到我自己的学习和研究中,去更深入地探索物理世界的奥秘。

评分

这本书的封面设计就很有吸引力,深邃的蓝色背景,上面印着简洁而有力的书名“实验物理中的概率和统计”,仿佛预示着书中蕴含着严谨的科学思想和清晰的逻辑推理。拿到书的那一刻,厚重的手感就让人感受到其内容的扎实。我并不是物理学专业的学生,但对物理学中的一些概念一直抱有浓厚的好奇心,尤其是在涉及到不确定性、测量误差和数据分析的时候。我一直觉得,一个现象的背后,总有一些深层的规律在支配,而概率和统计正是揭示这些规律的强大工具。这本书的标题直接点明了其核心内容,也正是我想深入了解的领域。我希望通过这本书,能够更好地理解实验数据中的噪声和偏差是如何被处理的,如何在看似混乱的数据中找出有用的信息,并对实验结果做出科学的推断。我特别期待书中关于误差分析的部分,比如系统误差和随机误差的区别,以及如何量化和减小这些误差。此外,概率分布在物理现象中的应用也是我非常感兴趣的,比如正态分布在测量误差中的重要性,泊松分布在粒子计数中的应用等等。我对书中的例子和应用场景的详细描述非常期待,希望能够将抽象的数学概念与具体的物理实验联系起来,从而加深理解。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌,更能提供一些实用的方法论,让我能够在自己的学习和研究中运用这些知识。

评分

总而言之,这是一本极具价值的图书。它不仅在理论上阐述了概率统计在实验物理中的重要性,更在实践层面提供了可操作的方法和丰富的案例。我从中学到了如何科学地处理实验数据,如何量化不确定性,如何做出可靠的推断。这本书的优点在于其内容的深度与广度兼备,既有基础的概率论和数理统计的介绍,也有针对实验物理的特殊应用的讲解,例如误差传播、拟合技术、参数估计等。我特别欣赏作者在讲解这些复杂概念时,所采用的“由浅入深”的教学方法,使得学习过程既有挑战性又不至于令人望而却步。书中丰富的图表和实例,极大地增强了学习的趣味性和直观性,让我能够更好地理解抽象的数学模型在物理世界中的具体体现。例如,在讲解正态分布时,作者不仅仅给出了概率密度函数,还详细说明了它在测量误差分析中的核心地位,以及如何通过标准差来衡量数据的离散程度。

评分

这本书的语言风格非常平实,没有过多的学术腔调,读起来感觉很舒服。作者似乎很了解读者可能遇到的困难,会在关键的地方反复强调,并且用不同的角度来解释同一个概念。我尤其喜欢书中关于“数据可视化”的讨论。一个好的图表,能够一目了然地展示数据的趋势和分布,这对于数据的解读至关重要。书中提供了很多如何制作有效图表的建议,以及如何避免误导性的图表。这对于我撰写实验报告和进行数据展示非常有帮助。此外,关于“蒙特卡罗方法”的介绍,也让我对模拟实验有了新的认识。通过大量的随机抽样来逼近真实的物理过程,这是一种非常强大的计算工具。

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翻开这本书,第一个吸引我注意的是其严谨的排版和清晰的逻辑结构。它没有一股脑地抛出复杂的公式,而是循序渐进地引导读者进入概率统计的世界。从最基础的概率定义和基本定理开始,作者层层递进,讲解了各种重要的概率分布,比如二项分布、泊松分布、指数分布,以及在物理学中极为重要的正态分布(高斯分布)。我尤其欣赏作者在讲解这些分布时,并没有仅仅停留在数学公式的层面,而是花费了大量的篇幅来阐述它们在物理实验中的具体应用场景。例如,在讲解泊松分布时,书中就生动地描绘了放射性衰变计数实验,详细解释了为何在这种情况下泊松分布是描述粒子计数的最佳模型。这种将抽象数学理论与具体物理现象紧密结合的方式,让我这个初学者也能够轻松理解并产生共鸣。此外,书中关于统计推断的部分也给我留下了深刻的印象。假设检验、置信区间、回归分析这些概念,虽然听起来有些技术性,但作者通过大量的图表和实例,将它们的作用和意义阐释得淋漓尽致。我能够感受到,这些统计工具是实验物理学家在处理测量数据、验证理论模型时不可或缺的利器。

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对于像我这样对物理实验充满热情但又对概率统计略感畏惧的读者来说,这本书无疑是一座宝贵的灯塔。它并没有要求读者具备深厚的数学功底,而是通过生动形象的例子和清晰易懂的语言,将概率统计的精髓娓娓道来。我特别欣赏书中关于“多变量统计”的章节,虽然篇幅不长,但它触及了实验数据分析中更复杂的情况,比如如何处理多个变量之间的相关性,如何进行多重回归分析。这些都是在实际实验中经常会遇到的问题。通过这本书,我开始意识到,概率统计不仅仅是关于“计算”,更是关于“推理”和“判断”。它帮助我们建立起一套严谨的逻辑框架,来理解和解释我们观察到的物理现象。

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我一直认为,物理学的美在于它能够用简洁的数学语言描述复杂的自然现象。而概率和统计,则是在处理现实世界中普遍存在的“不确定性”时,我们最得力的助手。这本书恰恰抓住了这一点,通过实验物理的视角,将概率统计的理论与实践完美结合。我特别喜欢书中关于“最大似然估计”的讲解。这个概念在很多领域都有广泛应用,而书中将其在物理实验参数估计中的应用讲得非常透彻。它帮助我理解了如何从观测到的数据中,找到最有可能解释这些数据的模型参数。另外,关于“贝叶斯统计”的介绍,虽然相对来说比较前沿,但作者用非常直观的方式解释了其基本思想,以及在实验数据分析中的潜力。我一直对先验知识如何影响我们对数据的判断很感兴趣,贝叶斯方法在这方面提供了深刻的见解。

评分

这本书的编排和内容组织都显得非常用心。作者似乎非常了解读者在学习概率统计过程中可能遇到的瓶颈,并在书中为这些瓶颈提供了相应的“解药”。我尤其喜欢书中关于“假设检验”的部分,它将抽象的统计概念转化为清晰的步骤和判别标准,让我能够自信地对实验结果做出判断。书中还提到了“非参数统计”方法,这让我意识到,即使数据不符合某些特定的分布规律,我们仍然有办法进行有效的分析。这极大地扩展了我对数据分析的认知范围。此外,关于“时间序列分析”的简要介绍,也让我对如何分析随时间变化的物理量有了初步的认识。

评分

在阅读这本书的过程中,我仿佛置身于一个真实的实验室,与作者一起分析实验数据,解决遇到的各种问题。书中的案例选取都非常贴近实验物理的实际,比如粒子探测器的计数统计、光学干涉条纹的分析、声学共振的测量等等。这些具体的例子,让我对概率统计的应用有了更直观的认识。我曾一度认为,概率统计只是统计学家的事情,与物理实验似乎关系不大,但这本书彻底颠覆了我的认知。它让我明白,任何实验都无法避免测量误差和随机涨落,而概率统计正是我们理解和控制这些不确定性的关键。书中对于“统计显著性”的讲解也让我印象深刻,它教会我如何判断一个实验结果是否是偶然产生的,还是确实反映了某种物理效应。

评分

这本书内容还是比较全的,公式也足够用作工具书。但是完全不适合初学者学习,一个非常大的问题是例题严重不足而且例题质量及其差。

评分

研究生教材,适用于实验物理分析研究者使用。

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研究生教材,适用于实验物理分析研究者使用。

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这本书内容还是比较全的,公式也足够用作工具书。但是完全不适合初学者学习,一个非常大的问题是例题严重不足而且例题质量及其差。

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研究生教材,适用于实验物理分析研究者使用。

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