分子模拟的理论与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:陈正隆

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:2007-8

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787122004390

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物理学前沿：宏观世界的量子视角 本书导言： 在人类探索自然的宏大叙事中，我们从未停止追问：构成我们所见世界的终极基石是什么？《物理学前沿：宏观世界的量子视角》正是对这一永恒问题的深刻回应。本书将带领读者穿越经典物理学的边界，深入探究量子力学如何不仅解释了微观粒子的奇异行为，更以前所未有的精度重塑了我们对宏观现象的理解。这不是一本晦涩的教科书，而是一次激动人心的思想探险，旨在架设起连接微观实在与日常经验的坚实桥梁。 第一部分：经典物理学的黄昏与量子革命的曙光 本部分着重回顾了19世纪末经典物理学所遭遇的无法调和的矛盾，为量子理论的登场铺设了历史和理论背景。 第一章：黑体辐射的悖论与普朗克的能量量子化 本章细致剖析了经典物理学在解释黑体辐射实验结果时遇到的“紫外灾难”。我们将追溯马克斯·普朗克如何勇敢地引入能量不连续性假设——量子化的概念，以及这一假设如何标志着物理学范式的根本转变。重点讨论普朗克常数（$h$）的物理意义，以及它如何成为连接宏观与微观世界的关键参数。我们将通过历史案例分析，展示科学家在面对与直觉相悖的新数据时所经历的思想挣扎与突破。 第二章：光电效应与爱因斯坦的光量子（光子） 爱因斯坦对光电效应的解释，为普朗克的量子化概念提供了强有力的证据。本章深入阐述了光电效应的实验现象，特别是光强度与电子发射频率之间的不寻常关系。我们将详细解读爱因斯坦如何运用光量子概念，成功解释了光不仅是波，同时也是具有特定能量的离散粒子——光子的观点。这部分将深入探讨波粒二象性的早期萌芽，及其对后世物理学发展的深远影响。 第三章：原子结构的崩溃与玻尔模型的飞跃 拉瑟福德的行星模型在经典电磁理论下是站不住脚的，原子结构注定会崩溃。本章聚焦于尼尔斯·玻尔如何巧妙地将量子化引入原子能级，提出了著名的玻尔原子模型。我们将解析定态假设、轨道量子化以及能级跃迁的概念，并评估这一模型在解释氢原子光谱方面的巨大成功，同时也不回避其在处理复杂原子系统时的局限性，为过渡到更完备的量子力学做好铺垫。 第二部分：量子力学的核心框架与数学表述 本部分是全书的理论核心，旨在用清晰的逻辑和严谨的数学框架，构建现代量子力学的基石。 第四章：物质的波动性与德布罗意物质波 路易·德布罗意大胆地提出：既然光具有粒子性，那么物质粒子（如电子）是否也应具有波动性？本章详细阐述了德布罗意波长的概念，并通过戴维孙-革末实验等关键实验，确证了电子的波动性。我们将探讨物质波的物理实在性，以及它如何彻底颠覆了牛顿力学中关于粒子和波的经典划分。 第五章：薛定谔方程：量子世界的运动定律 没有薛定谔方程，就没有现代量子力学。本章将详细推导和解析时间无关及含时间薛定谔方程。我们将引入波函数（$Psi$）的概念，并讨论其概率幅的解释，重点阐述玻恩的概率诠释。通过对薛定谔方程的求解实例（如无限深势阱、有限势垒穿透），读者将直观感受该方程如何精确描述微观粒子的演化。 第六章：不确定性原理与观测的本质 海森堡的不确定性原理是量子力学最深刻的哲学和物理结论之一。本章不仅仅关注$Delta x Delta p geq hbar/2$的数学形式，更深入探讨其物理根源——观测行为本身对被观测对象造成的不可避免的干扰。我们将讨论位置和动量、能量和时间之间的互补关系，并澄清关于“不确定性”的常见误解，强调这是一种内在的、非技术性的限制。 第七章：算符、本征值与量子力学的代数结构 为了实现对量子系统的精确描述，本书引入了算符理论。本章讲解了如何用厄米算符来表示物理可观测量（如能量、动量、角动量）。我们将详细讨论本征值方程的物理意义，解释为什么只有某些特定的、分立的测量结果是允许的。同时，本书也将引入算符的对易关系，为理解角动量的量子化奠定基础。 第三部分：量子世界的奇特现象与前沿应用 在掌握了基础理论之后，本部分将带领读者探索量子力学中最反直觉的现象，并展望其在技术领域的突破性应用。 第八章：量子隧穿效应：穿过势垒的幽灵行为 量子隧穿是经典物理学完全无法解释的现象。本章将利用薛定谔方程分析粒子穿透高于其自身能量的势垒的概率。我们将详细阐述隧穿效应在自然界中的实例，如核聚变中的质子-质子链反应，以及其在现代技术中的应用，如扫描隧道显微镜（STM）和半导体器件。 第九章：自旋、全同粒子与泡利不相容原理 粒子的内在角动量——自旋，是一个纯粹的量子力学概念。本章介绍斯特恩-格拉赫实验，揭示电子自旋的量子化特性。随后，我们将深入探讨全同粒子（费米子和玻色子）的区分，并重点解析泡利不相容原理在构建稳定物质结构（如元素周期表）中的决定性作用。 第十章：量子纠缠与贝尔不等式 量子纠缠是爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”的现象。本章将清晰界定纠缠态的概念，并解析EPR佯谬。随后，本书将引入贝尔不等式，解释实验如何明确地排除定域隐变量理论，确立了量子纠缠作为自然界基本属性的地位。我们将简要讨论量子信息科学（如量子密钥分发和量子计算）对纠缠的利用。 第十一章：从微观到宏观：量子统计与凝聚态物理的启示 本章探讨量子力学如何成为理解复杂宏观系统的基础。我们将对比玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计，解释它们如何描述宏观物质的性质。重点介绍凝聚态物理中的两个关键量子现象：超导电性（BCS理论的量子解释）和超流体现象，展示宏观集体行为如何涌现于微观的量子规律。 结语：量子视野下的未来 本书最后总结了量子力学对现代科学和技术的全面影响，并对未来可能的研究方向进行了展望，包括量子引力的探索、复杂量子系统的模拟以及下一代量子技术的飞跃。 --- 本书特色： 概念驱动，而非公式堆砌： 强调物理图像的建立和概念的深入理解，辅以必要的数学工具，确保读者能把握核心思想。 历史脉络清晰： 完整梳理了量子理论从诞生到成熟的每一步关键思想飞跃。 联系实际： 每一理论发现都紧密联系实验证据和实际应用，展现量子物理的强大解释力和工程潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容和实践这个词差的太远了。 整本书基本上是列出了分子模拟用到的各种力场的表达式，却缺乏实践这个重要的东东。难为了书名的实践这个词。 当然作为入门书是可以的，基本上是很入门的理论书了。从中可以了解到各种力场的优缺点，却无法知道具体模拟的方法...

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

从一个资深研究人员的角度来看，这本书的最大价值在于它提供了一个全面的、可信赖的参考框架。它不像某些市场上的工具手册那样追逐最新的热点而牺牲深度，也不像某些入门读物那样过于简化而丧失了严谨性。它更像是一部分子模拟领域的“百科全书”和“方法论宝典”。我尤其欣赏作者对误差分析和不确定性量化的重视。在现代科学中，量化不确定性是衡量研究水平的关键指标之一，而这本书在各个章节中反复强调如何从模拟数据中提取出可靠的统计误差范围，这极大地提高了这本书的学术可信度。无论你是想为本科生设计一个实验课程，还是想为自己的博士研究寻找一套稳健的方法论，这本书都提供了扎实且可靠的理论支撑和实践指导，是分子模拟领域不可多得的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

深入到实践操作层面，这本书的价值简直是无法估量。它不仅仅是一本“是什么”的书，更是一本“怎么做”的实用指南。作者花费了大量篇幅介绍了几种主流分子模拟软件的使用哲学和关键参数设置，这一点对于一线科研人员来说至关重要。我特别欣赏作者对于“陷阱”的警示。他没有美化模拟结果，而是坦诚地指出了不同力场（Force Field）的适用范围和潜在的系统依赖性问题，比如在处理水分子体系时，某些常用的力场可能在描述氢键网络方面存在偏差。这种基于经验的、近乎“反向工程”的提醒，远比教科书式的理论叙述要宝贵得多。我甚至对照着书中的案例，重新跑了一遍我正在进行的蛋白质折叠模拟，发现自己过去忽略了一些关于时间尺度和温度梯度的关键设置，经过调整后，模拟结果的合理性有了显著提高。这本书真正做到了理论与实践的无缝对接，让理论不再是空中楼阁。

评分☆☆☆☆☆

让我感到惊喜的是，这本书对于“高级主题”的阐述采取了一种非常务实和进阶的叙事方式。当涉及到更复杂的计算，如自由能计算（Free Energy Calculations）或量子力学/分子力学（QM/MM）混合方法时，作者没有采用那种将所有细节一股脑灌输给读者的做法。相反，他采用了模块化的讲解策略，先清晰地界定出每种方法的适用场景——例如，在需要高精度描述反应过渡态时使用QM/MM，而在需要大规模采样构象空间时则转向MD。更值得称赞的是，书中对采样效率和收敛性判断的标准进行了细致的讨论。很多时候，模拟做完了，但我们不知道结果是否“足够好”，这本书提供了一套清晰的诊断工具箱，帮助读者科学地评估模拟的质量，而不是仅仅依赖于“看起来差不多”的主观判断。这对于培养批判性思维和确保科研结果的可靠性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排和语言风格展现出一种古典的、严谨的学术风范，但其内容的前沿性却毫不逊色。它成功地平衡了对经典理论的尊重与对新兴技术的接纳。例如，在讨论新型的采样方法，如Metadynamics或Replica Exchange MD时，作者不仅介绍了其核心思想，还追溯了其理论起源，使得读者能够理解为什么这些方法能够突破传统MD的局限。这种“追根溯源”式的讲解，让读者能够更深刻地理解算法背后的物理意义，而不是简单地将它们视为黑箱操作。此外，书中的图示和数据可视化处理得非常精妙，那些复杂的自由能地形图或径向分布函数曲线，配上精准的文字解读，使得原本晦涩难懂的统计力学概念变得异常清晰，极大地提升了阅读体验和知识吸收效率。

评分☆☆☆☆☆

这本关于分子模拟的书籍，从书名上就能感受到它沉甸甸的学术分量，但实际阅读下来，我发现它远不止是枯燥的理论堆砌。作者在开篇部分对分子模拟的基础概念梳理得极为透彻，无论是经典的牛顿力学框架下的粒子模拟，还是更深层次的量子化学计算方法，都给出了清晰的脉络。尤其让我印象深刻的是，作者在讲解能量最小化和分子动力学模拟的算法时，并没有止步于公式的罗列，而是穿插了大量的物理图像和直观的解释。比如，在描述蒙特卡洛方法时，他用一个形象的“随机行走”比喻，一下子就把抽象的概率转移过程具象化了。对于初学者来说，这无疑是极好的入门指引，它搭建了一个坚实的理论地基，让人明白我们究竟在模拟什么，以及为什么选择这些特定的数学工具。我个人感觉，作者在保持科学严谨性的同时，最大限度地降低了理解门槛，使得原本高深的物理化学概念变得触手可及，这在同类书籍中是相当难得的。

评分☆☆☆☆☆

哈哈，好书。

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本科毕设

评分☆☆☆☆☆

本科毕设

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基本属于照抄同类国外教材

评分☆☆☆☆☆

入门喽 一般般 好久以前看的