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出版者:Cambridge University Press

作者:Louis N. Hand

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:1998-11-13

价格:USD 97.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780521575720

丛书系列:

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《分析力学》：驾驭运动的语言，洞悉宇宙的规律 从宏观天体的运行到微观粒子的运动，从机械装置的精密运转到复杂系统的动态演化，《分析力学》正是我们理解和预测这些运动现象的基石。本书并非对特定书籍内容的复制，而是旨在呈现“分析力学”这一学科的广度和深度，引领读者踏上一场探索物质世界运动规律的智力之旅。 核心概念的精炼与延展 本书将围绕分析力学的核心概念展开，但绝非对某一具体著作的流水账式复述。我们将从牛顿力学的坚实基础上出发，深入解析运动学（Kinematics）——描述物体运动而不考虑其原因的分支。读者将在这里领略到位置、速度、加速度等基本量的数学表达，理解它们之间的内在联系，并学习如何运用微分方程捕捉物体的瞬时状态和变化趋势。我们将探索直线运动、曲线运动、圆周运动等经典场景，并为更复杂的运动形式奠定基础。 随后，我们将步入动力学（Dynamics）的殿堂，探究引起运动的原因。牛顿运动定律——惯性定律、加速度定律（F=ma）以及作用与反作用定律，将是理解动力学的核心。本书将详细阐述这些定律的物理意义及其在不同参照系下的适用性。我们将学习如何分析作用在物体上的力，包括重力、弹力、摩擦力、张力等，并掌握如何通过力的分解与合成来解决复杂的受力分析问题。通过对功、能、动量的概念及其守恒定律的深入探讨，我们将揭示能量转化与传递的普遍规律，以及动量守恒在碰撞、爆炸等现象中的重要作用。 数学工具的灵活运用 “分析”二字，预示着数学在本书中的核心地位。本书将系统性地介绍和运用必要的数学工具，但并非单纯的数学教程。我们将熟练运用微积分——微分和积分，来描述和计算连续变化的物理量。导数将帮助我们理解瞬时速度和加速度，积分则能帮助我们从速度求解位移，从加速度求解速度。向量分析是分析力学不可或缺的语言，我们将学习向量的加减、点积、叉积，理解力和位移等物理量的向量性质，以及如何利用向量的坐标表示进行计算。 此外，本书还会适时引入微分方程，用于精确地描述物体的运动状态随时间的变化。我们将学习如何建立和求解各种阶数的微分方程，例如描述简谐振动的二阶常系数线性齐次微分方程。对于更复杂的问题，我们将触及拉格朗日力学和哈密顿力学的优雅框架。拉格朗日方程基于能量原理，以广义坐标和广义速度为基础，能够更简洁地处理具有约束条件的复杂系统。哈密顿力学则以相空间和正则变换为核心，为理解系统的对称性、守恒量以及过渡到量子力学提供了深刻的洞见。这些高级理论并非对特定教材的照搬，而是对分析力学演进脉络的展现。 应用领域的广泛拓展 本书所涵盖的分析力学原理，其应用范围极为广阔，远不止于基础力学问题。 天体运动与轨道力学： 从行星绕太阳的轨道运动，到人造卫星的精确导航，分析力学是理解和预测天体运动的关键。本书将阐释万有引力定律如何通过分析力学的框架应用于轨道计算，以及如何分析不同类型的轨道，如椭圆轨道、抛物线轨道和双曲线轨道。 机械工程与结构分析： 在工程领域，分析力学是设计和分析各种机械设备、桥梁、建筑物的理论基础。本书将讨论如何运用动力学原理分析机器的运动、受力和振动，以及如何评估结构的稳定性。 振动与波： 从简单的弹簧振子到复杂的声波、光波，振动和波的传播本质上都遵循分析力学的规律。我们将学习如何描述和分析周期性运动，理解振幅、频率、相位等参数，并探讨振动的叠加与干涉现象。 流体动力学基础： 虽然流体动力学是一个独立的庞大领域，但其基础概念，如流体的速度场、压力梯度，以及伯努利方程等，都深深植根于分析力学。本书将触及流体运动的初步分析方法。 混沌与非线性动力学： 在当代物理学中，分析力学为研究复杂系统和混沌现象提供了重要的数学工具。本书将简要介绍如何运用分析力学的思想来理解某些系统对初始条件的敏感性，从而揭示其内在的非线性动力学行为。 学习方法与思维的培养 本书注重培养读者严谨的科学思维和解决问题的能力。我们将强调： 模型构建： 如何将实际的物理问题抽象化，建立合适的力学模型，选取恰当的坐标系和参照系。 方程建立： 如何根据物理定律和问题条件，列出准确的运动方程。 求解策略： 如何选择合适的数学方法，逐步求解方程，得到物理量随时间或空间的变化关系。 结果解释： 如何对计算结果进行物理解释，验证其合理性，并预测系统的行为。 《分析力学》并非仅仅是公式的堆砌，它是一种理解世界运动规律的思维方式。通过本书，您将学会如何用数学的语言描绘物理世界的动态之美，洞察那些隐藏在表象之下的普遍法则。无论您是物理学、工程学、天文学的初学者，还是对运动背后的原理充满好奇的探索者，本书都将为您提供一个坚实而引人入胜的起点，帮助您驾驭运动的语言，深入理解我们所处宇宙的运行机制。

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《Analytical Mechanics》的深度和广度足以满足我在学习分析力学过程中的所有需求。它不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的导师。作者在讲解每一个概念时，都会考虑到读者的可能困惑之处，并提前给出解答。这种细致入微的关怀，让我倍感温暖，也让我能够更专注于知识本身的学习。 我尤其欣赏书中关于“相对论力学”的章节。作者在引入狭义相对论的力学框架时，并没有回避其与经典力学的差异，而是通过详细的对比分析，清晰地阐述了相对论力学在处理高速运动物体时的优越性。书中关于质能方程的推导，以及惯性质量和引力质量的辩证关系，都给我留下了深刻的印象。它让我认识到，物理学的发展是一个不断修正和完善的过程，每一个新的理论都是对旧理论的超越和升华。

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这本书在物理直觉的培养方面做得非常出色。作者在引入复杂的数学公式之前，总是会先通过直观的物理图像或类比来帮助读者建立起对概念的基本理解。例如，在讲解张量分析时，作者并没有一开始就抛出复杂的数学定义，而是通过对物理量在不同参考系下变换规律的观察，来引出张量这一数学工具的必要性。 这种“先理解，后计算”的学习方式，对于我这种更注重物理意义的读者来说，非常契合。它让我能够更深入地理解每一个公式背后的物理含义，而不是仅仅将其视为一个抽象的符号运算。书中的插图和图表也起到了至关重要的作用，它们将抽象的运动轨迹、能量分布等概念可视化，使得理解更加直观和深刻。我常常会一边阅读一边对照图表，这极大地提升了我的学习效率和理解的深度。

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《Analytical Mechanics》为我提供了一个系统且深入的学习平台。我尤其欣赏书中在强调数学严谨性的同时，也没有忽视物理直觉的培养。作者通过各种直观的图像和类比，将抽象的数学公式赋予了生动的物理意义。例如，在讲解辛几何在分析力学中的应用时，作者并没有一开始就陷入繁复的数学推导，而是通过对相空间流形和辛结构的直观描述，让我对这些高级概念有了初步的感知。 这本书的讲解方式非常有启发性。它不仅仅是传授知识，更是一种思维训练。通过阅读这本书，我学会了如何从不同的角度分析问题，如何运用数学工具来精确描述物理现象，以及如何从复杂的现象中提炼出普适的规律。书中关于“正则变换”的深入讲解，更是让我看到了物理系统在不同描述下的等价性，这对于我理解系统的守恒律和对称性有着极大的帮助。

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这本书的理论深度毋庸置疑，但它并非高高在上的学术专著，而是充满了解决实际问题的力量。作者在讲解理论的同时，也会适时地引入一些经典的应用案例，例如稳定器的工作原理、陀螺仪的运动分析等等。这些生动的例子，让我看到了分析力学在工程技术领域的广泛应用，也激发了我将所学知识运用到实际问题解决的信心。 我特别喜欢书中关于“多体问题”的讨论。作者并没有回避其固有的复杂性和研究的困难性，而是详细介绍了数值模拟和近似解析方法在解决这类问题中的应用。特别是书中关于“宋-普莱斯科特算法”的讲解，虽然篇幅不长，但却为我打开了理解大规模天体运动模拟的新窗口。它让我认识到，即使是看似无解的复杂问题，也总能通过巧妙的算法和强大的计算能力找到突破口。

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作为一名需要经常处理物理建模的工程师，我发现《Analytical Mechanics》中的方法论对我产生了巨大的启发。它不仅仅是知识的传授，更是一种思维方式的塑造。作者在讲解每一个概念时，都不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入地探讨了“为什么”以及“如何应用”。例如，在介绍正则变换时，作者不仅给出了数学定义，还详细阐述了它在简化问题、改变描述方式上的优势，以及它与对称性和守恒量的深刻联系。 我非常喜欢书中关于“对称性”的讨论。作者巧妙地将群论的思想引入到经典力学中，展示了对称性如何在简化动力学问题、揭示守恒律方面发挥着至关重要的作用。这种跨学科的视角，让我看到了分析力学更为广阔的应用前景，也激发了我对理论物理其他分支的进一步探索欲望。书中大量的实例，涵盖了从行星运动到分子振动的各种场景，为我提供了丰富的实践素材，让我能够将书本上的理论知识融会贯通，灵活运用到实际工作中。

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这本书的价值远不止于分析力学本身。它所蕴含的严谨的逻辑思维、抽象的数学处理能力以及对物理世界深刻的洞察力，对于任何一个渴望在科学领域有所建树的读者来说，都具有重要的指导意义。我发现，在阅读这本书的过程中，我不仅仅是在学习力学知识，更是在学习如何进行科学研究。 书中关于“变分原理”的深入探讨，让我对物理学的统一性和优雅性有了更深的体会。作者通过将物理定律置于变分原理的框架下，展示了自然界内在的简洁性和深刻性。这种从“作用量”的角度去理解物理定律的方式，不仅具有数学上的美感，更具有深刻的物理洞察力。它让我意识到，很多看似独立的物理现象，其实都可能源于一个统一的、简洁的原理。这本书无疑是我学术道路上的一盏明灯。

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这本书的深度和广度都令人印象深刻。它涵盖了从基础的质点运动到复杂的刚体动力学，再到更高级的微分几何在力学中的应用，几乎触及了分析力学的每一个重要分支。我尤其欣赏作者在处理复杂问题时所展现出的清晰思路和系统方法。书中提供的例题不仅数量可观，而且覆盖了从简单到极具挑战性的各种类型，并且每道例题的解答都详尽入微，每一步推导都清晰可见，对于我们这些非专业出身，但又渴望深入理解的读者来说，简直是无价之宝。 其中关于振动和波动的章节，更是让我受益匪浅。作者不仅详细讲解了单自由度、多自由度振动系统的分析方法，还对耦合振动、阻尼振动等实际情况进行了深入的探讨。特别是对于如何利用特征值问题来分析振动系统的固有频率和模态，书中给出的讲解既严谨又易于理解，配合相应的图示，使得抽象的数学概念变得生动形象。当我尝试运用书中的方法解决一些自己曾经困惑的工程问题时，发现思路清晰了很多，解决问题的效率也大大提高。

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这本书的包装精美，封面设计沉稳大气，散发着浓厚的学术气息。初次翻阅，便被其严谨的排版和清晰的字体所吸引。作为一名对经典物理领域一直抱有浓厚兴趣的读者，我一直在寻找一本能够系统性地梳理分析力学知识体系的著作。市面上相关的书籍不少，但很多要么过于侧重数学推导而忽略了物理直觉的培养，要么讲解过于浅显，无法满足深入理解的需求。这本《Analytical Mechanics》似乎找到了一个绝佳的平衡点。 它不仅仅是公式的堆砌，更注重概念的引入和物理思想的阐释。作者在开篇就为我们构建了一个清晰的学习框架，从基础的牛顿力学出发，逐步引入拉格朗日方程、哈密顿方程等更为抽象但功能强大的描述方法。在每一个关键概念的引入之处，都配有详尽的物理背景介绍和历史发展脉络，这使得读者在学习抽象理论的同时，也能感受到物理学发展的魅力和智慧。例如，在讲解变分原理时，作者并没有直接给出数学表达式，而是花了大量篇幅去阐述“最小作用量原理”是如何从对自然规律的观察和思考中孕育而生的，这种循序渐进的方式极大地降低了理解门槛，也让我对分析力学的内在逻辑有了更深刻的认识。

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《Analytical Mechanics》的结构设计非常合理，从基础到高级，层层递进，逻辑清晰。每一章的开头都有明确的学习目标，而结尾则有详细的习题集，用于巩固所学知识。我特别欣赏书中对数学工具的运用，作者在介绍傅里叶分析、复变函数等数学工具时，都与其在力学中的应用紧密结合，而不是孤立地呈现。这使得我能够更直观地理解这些数学工具的物理意义和解决问题的能力。 在学习过程中，我发现本书的习题设计非常有梯度。初级的习题可以帮助我巩固基本概念和计算技巧，而进阶的习题则更能激发我的思考，锻炼我的分析和解决复杂问题的能力。很多习题的解答都提供了多种解法，这让我能够从不同的角度去理解同一个问题，也拓宽了我的解题思路。尤其是书中关于“相空间”的讲解，让我对动力学系统的演化有了更宏观和直观的认识，这对于理解一些非线性系统和统计力学都非常有帮助。

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这本书的语言风格非常独特，既有科学著作的严谨性，又不乏人文关怀的温度。作者在讲解抽象概念时，常常会穿插一些引人入胜的典故或历史趣闻，使得原本枯燥的物理原理变得生动有趣。我特别喜欢书中关于“混沌现象”的章节，作者并没有简单地将其归结为“不可预测”，而是深入剖析了其内在的确定性动力学机制，以及微小扰动如何导致宏观行为的巨大差异。 这种细致入微的讲解方式，让我对“混沌”有了全新的认识。它并非完全的无序，而是一种高度复杂的有序。书中通过对一些经典混沌系统的模拟和分析，直观地展现了其“蝴蝶效应”，这不仅加深了我对物理世界的理解，也让我对科学研究的严谨性和对未知的探索精神有了更深的敬意。这本书让我明白，即使是最复杂的系统，也往往隐藏着深刻的规律，关键在于我们如何去发现和解读。

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我擦读了这么快两个学期了今天偶然翻preface发现Hand兄was educated in Swarthmore...

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基本上就是拉格朗日翻来覆去...有一点倒是蛮有意思的.就是关于质量的定义,作为一种acceleration的应性度量..."所以某种程度上来说时空相对性不会是mass/emerge to velocity的一种invariant表现"..."浅谈时间作为一种质能转换的tensor表达"...

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我擦读了这么快两个学期了今天偶然翻preface发现Hand兄was educated in Swarthmore...

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大二时（2014年）分析力学教材。最大特点还是讲得非常细致，很多例子可以说是在手把手教学生算。不过分析力学有很多细致的东西确实是第一遍注意不到的。之后读朗道的力学，虽然很多地方都讲得不是很细致，需要自己去理解，但我认为只有靠自己想通了才算是学会了。第二遍再看本书的时候发现很多读朗道时懵逼了的地方，该书也提过，但是第一遍确实注意不到。

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总体还不错，就是感觉其中的数学做的不好，没有考虑到学生的数学基础，也没有很kindly的在前边写一章数学基础，强烈建议先看数学系的变分法有关的书，里边的数学简明易懂。 更新，数学足够情况下看起来是真爽，的确是最readable的一本书，强烈推荐。