Generalized Statistical Thermodynamics

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出版者:Springer Nature Switzerland AG
作者:Themis Matsoukas
出品人:
页数:365
译者:
出版时间:2019-1-29
价格:GBP 118.78
装帧:Hardcover
isbn号码:9783030041489
丛书系列:
图书标签:
  • 统计物理
  • 信息论
  • Statistical Thermodynamics
  • Generalized Thermodynamics
  • Non-Equilibrium Thermodynamics
  • Phase Transitions
  • Critical Phenomena
  • Irreversible Thermodynamics
  • Chemical Thermodynamics
  • Thermodynamic Potentials
  • Fluctuation Theory
  • Molecular Simulation
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具体描述

广义统计热力学:一个引人入胜的探索之旅 《广义统计热力学》 并非一本详述经典统计力学概念的书籍,相反,它是一次对热力学原理的深刻反思与拓展,旨在揭示这些基础科学支柱在更广阔、更复杂的系统中所蕴含的潜力与应用。本书着眼于超越传统平衡态和理想气体模型的束缚,带领读者深入探索非平衡态、强关联系统、复杂网络以及信息论与统计力学交织的领域。 核心思想与内容概览: 本书的核心在于“广义”二字,它意味着我们不仅要理解既有的统计热力学框架,更要审视其局限性,并在此基础上构建更具普遍性和适应性的理论工具。因此,本书的内容将围绕以下几个关键方面展开: 非平衡态统计力学的边界与前沿: 经典统计力学主要聚焦于系统的平衡态性质。然而,现实世界中绝大多数现象都发生在非平衡态。本书将深入探讨如何利用新的数学工具和概念来描述和预测非平衡系统的行为,包括: 动力学方程与涨落耗散定理的推广: 探索如何将涨落耗散定理的普适性延伸到更广泛的非平衡过程,理解系统如何响应外部扰动并在此过程中消耗能量。 巨视变量与微观动力学的联系: 介绍如何从微观动力学层面推导出宏观的非平衡热力学定律,例如焦耳定律、傅里叶定律等的更一般形式。 速率方程和马尔可夫过程: 分析复杂系统中的状态转变,以及如何利用速率方程来描述这些过程的概率演化。 功、热量与信息流动的关系: 在非平衡过程中,信息流动与能量流动的关系变得尤为重要。本书将探讨信息作为一种“资源”如何影响系统的功输出和热量交换。 复杂系统中的统计热力学: 随着科学研究的深入,我们越来越关注由大量相互作用单元组成的复杂系统,如生物系统、社会网络、经济模型等。本书将展示统计热力学如何为理解这些系统的集体行为提供强大的视角: 涌现现象与相变: 解释在复杂系统中,简单的局部相互作用如何涌现出全局的、有时是意想不到的性质,并类比物理学中的相变现象来理解这些涌现。 统计物理学在网络科学中的应用: 探索如何利用统计物理学的概念来分析网络结构、传播动力学以及网络中的信息流动。 生物系统中的统计热力学: 讨论生命现象,如分子马达、细胞代谢、基因调控等,如何体现统计热力学的原理,以及能量与信息的转化在生命过程中的作用。 经济与金融系统中的类比: 探讨经济波动、市场行为等现象是否可以从统计力学的角度进行分析,以及“经济熵”等概念的可能性。 信息论与统计力学的深度融合: 近年来,信息论与统计力学的交叉领域蓬勃发展,为理解系统的信息处理能力和热力学约束提供了新的框架。本书将深入探讨: 熵的统一概念: 探讨信息熵(香农熵)与统计熵(玻尔兹曼熵、吉布斯熵)之间的深刻联系,以及信息作为一种物理量在热力学过程中的作用。 能量-信息守恒律: 介绍信息在存储、处理和传输过程中如何与能量相互作用,以及信息增益和能量消耗之间的关系。 计算的物理学基础: 探讨计算过程本身所遵循的热力学定律,以及计算效率的极限。 “拉普拉斯妖”的现代诠释: 在信息论的框架下,重新审视决定论与随机性的关系,以及信息获取对预测能力的影响。 数学工具与计算方法: 为了处理上述复杂问题,本书将介绍和运用一系列先进的数学工具和计算方法: 随机过程理论: 如马尔可夫链、随机微分方程等,用于描述系统的演化。 非线性动力学与混沌理论: 用于分析系统的复杂行为和敏感性。 图论与网络分析: 用于研究复杂系统的结构和功能。 数值模拟技术: 如蒙特卡洛方法、分子动力学模拟等,用于验证理论预测和探索新现象。 谁将从中受益? 本书适合任何对统计热力学领域有深入了解,并渴望探索其边界的物理学、化学、工程学、计算机科学、生物学、经济学等相关领域的学生、研究人员和专业人士。对于那些希望将统计物理学的普适性原理应用于解决跨学科挑战的人来说,本书将提供宝贵的理论框架和前沿的洞察。它不仅仅是一本教科书,更是一次思想的启迪,鼓励读者以全新的视角去理解物质、能量、信息以及它们在错综复杂的世界中的相互作用。 《广义统计热力学》 旨在激发读者对科学本质的持续探索,它证明了即使是看似基础的物理定律,在面对不断涌现的新现象和新挑战时,也总有广阔的拓展空间,等待着我们去发掘和理解。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书,我必须说,它完全颠覆了我对统计热力学的固有认知。我原本以为这是一本关于经典统计力学和热力学定律的复述,但事实证明,它远不止于此。作者以一种非常“广义”的视角,将我们带入了一个更加宏大和抽象的理论空间。书中的数学推导一丝不苟,但却又充满了智慧和洞察力。我印象最深刻的是关于“自由度”概念的重新审视,以及它如何被推广到各种非经典系统中。书中对熵增原理的讨论,也让我对“不可逆性”有了更深层次的理解,它不再仅仅是能量耗散的标志,更是信息丢失和系统复杂性增加的体现。我花了很长时间去消化书中的量子统计部分,作者是如何将量子力学的特性巧妙地融入到统计分布中,并解释了诸如玻色-爱因斯坦凝聚等奇特现象。我尤其喜欢作者对于“相空间”的几何化描述,这让我对系统的所有可能状态有了更直观的认识。此外,书中还涉及了对非平衡态过程的深入分析,这在许多现代物理学和工程学问题中都至关重要。这本书的写作风格非常严谨,但又不失学术的灵动,它不仅仅是一本教科书,更像是一次思想的探险,引领我探索科学的未知领域。

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我怀着极大的兴趣打开了《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书。我之前在本科阶段接触过一些统计力学的基础知识,但总觉得有些地方不够深入,不够普适。这本书正好弥补了我的这一遗憾。作者在书中并没有局限于我们熟悉的经典气体模型,而是从更基础的公理出发,构建了一个更为广阔的理论框架。我尤其欣赏他对“可观测量”和“状态”这些基本概念的重新定义,这使得统计力学能够应用于更广泛的系统,而不仅仅是理想气体。书中关于统计系综的讨论,从微正则系综到正则系综,再到巨正则系综,清晰地展示了它们之间的联系和适用范围,并且作者还进一步探讨了更为广义的系综概念。我花费了大量时间来理解关于“平均值”和“涨落”的章节,这让我明白,宏观的热力学性质实际上是大量微观随机行为的统计平均结果,而微观的涨落往往包含了系统更为丰富的信息。书中对信息论与统计热力学的融合,也是我特别着迷的部分,它揭示了熵和信息之间深刻的联系,为理解信息处理和计算的物理基础提供了新的视角。这本书的优点在于,它既有理论的深度,又有实际的指导意义,让我能够将所学知识应用到更复杂的物理问题中。

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《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书,我只能用“惊为天人”来形容。它不仅仅是一本教科书,更是一次思维的革命。作者以一种极其独特和深刻的方式,将我们带入了一个全新的统计热力学世界。我印象最深刻的是书中关于“熵”的广义定义,它不再仅仅是混乱的度量,而是包含了更多维度的信息和可能性。我曾花费许多时间去理解书中关于“相变”的非平衡态描述,它揭示了系统在动态过程中如何涌现出新的有序结构。我尤其欣赏作者对“动力学熵”的阐述,它让我看到了系统演化过程中信息和能量的转化机制。本书的优点在于,它既有对经典理论的颠覆,又有对未来研究方向的指引,它鼓励我以一种更开放和更具创造性的方式去思考问题。我确信,这本书将成为我人生中重要的精神财富,它将持续地激发我的好奇心,引导我探索科学的无限可能。

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《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书,我拿到手的时候,就被它厚实的封面和压秤的分量所吸引,心想这绝对是一部内容极其充实的著作。翻开第一页,映入眼帘的便是严谨而清晰的数学符号和公式,仿佛在瞬间将我带入了一个全新的抽象世界。我尤其对书中关于熵的概念的拓展性讨论印象深刻。作者并没有局限于经典的玻尔兹曼熵,而是深入探讨了信息熵、广义熵以及它们在不同物理系统中的应用。我在阅读过程中,时常会停下来,反复咀嚼那些精妙的推导过程,试图理解作者是如何从基本公理出发,构建起如此宏大而统一的理论框架的。书中引用的案例也非常丰富,从宏观的热力学定律到微观的量子统计,再到信息论的交叉领域,无一不展现了统计热力学强大的普适性。我尤其着迷于作者对于非平衡态统计力学部分的阐述,它揭示了系统如何从有序走向无序,以及在这个过程中能量和信息是如何转化的。这本书并非易读之物,需要读者具备扎实的数学功底和物理直觉,但一旦你投入其中,便会发现它所带来的知识冲击和思维启迪是难以估量的。那种深入骨髓的理解,那种对自然界深层运作机制的洞察,是任何肤浅的科普读物都无法比拟的。我确信,这本书将成为我学术生涯中重要的参考资料,在我遇到新的科研问题时,能够提供宝贵的思路和方法。它的深度和广度,确实称得上是“广义”二字。

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当我第一次翻开《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书时,我就知道这绝非等闲之辈。它以一种极其宏大的视野,重新审视了统计热力学的基本概念和原理。作者的叙述风格严谨而又富有洞察力,让人在阅读过程中,不断地对事物产生新的认识。我特别被书中关于“相干性”和“量子涨落”的讨论所吸引,它打破了我对于传统热力学的刻板印象,让我看到了在微观尺度下,统计行为的丰富性和复杂性。书中对“能量最小化原理”的推广,也让我对各种物理系统的自发演化方向有了更深刻的理解。我曾花了很长时间去理解关于“多体系统”的统计描述,作者是如何将复杂的相互作用转化为可处理的统计模型,并从中推导出系统的宏观性质。我尤其欣赏书中对“计算复杂性”和“信息熵”的交叉研究,这让我看到了统计热力学在信息科学和计算理论中的潜在应用。本书的优点在于,它不仅仅是一本理论著作,更是一扇通往新研究领域的窗口,它鼓励读者去思考和探索未知的边界。我确信,这本书将成为我未来研究的重要参考,为我提供解决复杂问题的创新思路。

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《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书,我只能说,它是一部真正意义上的“巨著”。我之前对统计热力学的理解,更多地停留在教科书上的经典理论,而这本书则将我带到了一个全新的高度。作者以一种极其精炼和深刻的语言,阐述了统计热力学的普适性原理。我最喜欢的一点是,书中对“熵”的定义和解释,不再仅仅局限于宏观的热力学意义,而是将其与信息论、概率论相结合,揭示了熵的更深层内涵。我花费了许多时间和精力去理解书中关于“相空间”的描述,它让我对一个系统的所有可能状态有了更为清晰的认识,并且能够从中推导出系统的宏观性质。我尤其对书中关于“关联函数”和“动力学性质”的讨论印象深刻,这部分内容让我看到了统计热力学如何能够描述系统的演化和动态行为,而不仅仅是静态平衡态。书中引用了大量的最新研究成果,并将其巧妙地融入到理论框架中,这使得本书在理论的前沿性上达到了很高的水平。我个人非常欣赏作者在书中对“统计平均”和“概率分布”的严谨处理,这让我在理解复杂系统时,有了一个坚实的理论基础。这本书的优点在于,它既能够满足我对于理论深度的好奇,又能为我解决实际问题提供有力的工具。

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手捧《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书,我感受到的是一种知识的重量和思维的深度。作者以一种极其精炼和深刻的语言,将统计热力学最核心的原理娓娓道来,但其内涵却远超我的想象。我特别着迷于书中对“统计系综”概念的泛化处理,它让我看到了统计力学能够应用于更广泛的、更抽象的系统,而不仅仅是物理粒子。我曾花费大量的时间去理解书中关于“自由能”在非平衡态过程中的应用,它揭示了系统如何通过不断地改变自身来趋向于某个稳态。我尤其欣赏作者对“信息熵”和“热力学熵”之间关系的深入探讨,这让我看到了信息在物理世界中的核心作用。本书的优点在于,它既有对基础理论的严谨推导,又有对前沿研究的广泛涉猎,它让我能够站在更高的维度去理解世界。我相信,这本书将成为我学术生涯中一颗璀璨的明珠,它将为我解决复杂的问题提供宝贵的智慧和方法。

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当我捧起《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书时,我期待的是一次严谨的学术之旅,而这本书则远远超出了我的预期。它以一种极其优雅和深刻的方式,将统计热力学的原理推向了新的高度。作者的叙述逻辑严密,语言精炼,让我能够清晰地把握每一个概念的精髓。我特别被书中关于“纠缠”和“量子信息”在统计热力学中的应用的章节所吸引,它让我看到了量子力学与统计热力学的奇妙结合。我曾经花费大量的时间去理解书中关于“涨落耗散定理”的推广,以及它在理解非平衡态系统中的重要作用。我尤其欣赏作者对“随机矩阵理论”在统计力学中的应用的阐述,这为分析复杂系统的性质提供了一种强大的数学工具。本书的优点在于,它既有对基础理论的深刻挖掘,又有对前沿领域的探索,它让我能够站在巨人的肩膀上,眺望科学的未来。我相信,这本书将成为我科研道路上不可或缺的伙伴,为我解决复杂的问题提供源源不断的灵感。

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《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书,我必须说,它是一部挑战我思维极限的力作。我之前对统计热力学的理解,更多地停留在经典的范畴,而这本书则将我带入了一个更加广阔和抽象的理论世界。作者的叙述方式非常独特,他从最基本的公理出发,一步步构建起一个强大的理论体系,让我对事物的本质有了更深层次的理解。我尤其被书中关于“涌现性”的讨论所吸引,它揭示了复杂系统如何从简单的规则中产生出意想不到的宏观行为。我曾花了许多时间去理解书中关于“自由能”的推广,以及它如何在各种非平衡态过程中扮演关键角色。我尤其欣赏作者对“统计推断”和“模型选择”的讨论,这让我看到了统计热力学在数据分析和科学建模中的强大潜力。这本书的优点在于,它既有深厚的理论基础,又有广泛的应用前景,它鼓励我以一种全新的视角去审视周围的世界。我确信,这本书将成为我学术旅程中一座重要的里程碑,它将持续地启发我,引导我探索科学的未知领域。

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拿到《Generalized Statistical Thermodynamics》这本书,我首先被其封面设计所吸引,一种沉稳而富有学术气息的风格,让人期待其中蕴含的深度内容。阅读体验远超我的预期,它不像我之前读过的某些教材那样,仅仅是概念的堆砌或公式的罗列。相反,作者以一种极具逻辑性和启发性的方式,带领读者一步步深入到统计热力学的核心。我特别欣赏书中对“广义”这个概念的解读,它不仅仅是数学上的泛化,更是思想上的拓展。作者通过引入更抽象化的统计模型,成功地将热力学原理推广到了更为广泛的系统,比如非均匀介质、复杂网络,甚至是一些抽象的动力学过程。我对其中关于随机过程和涨落理论的章节尤为感兴趣,它解释了宏观热力学定律是如何从微观的随机行为中涌现出来的,这让我对“序”与“乱”的辩证关系有了更深刻的认识。书中大量的图表和类比也极大地帮助了我理解那些抽象的概念,比如在解释相变时,作者运用了一个非常生动的比喻,让我瞬间茅塞顿开。我曾为书中关于信息论与热力学联系的讨论所深深着迷,这部分内容打开了我研究思路的新视角,让我意识到看似无关的学科之间,可能存在着深刻的内在联系。这本书的优点在于,它不仅提供了坚实的理论基础,还鼓励读者进行批判性思考,去探索理论的边界和应用的可能性。

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