Generalized Thermodynamics

Generalized Thermodynamics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Byung Chan Eu
出品人:
页数:364
译者:
出版时间:2002-09-01
价格:USD 177.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781402007880
丛书系列:
图书标签:
  • 热力学
  • 广义热力学
  • 非平衡态热力学
  • 统计力学
  • 相变
  • 输运现象
  • 不可逆过程
  • 系统远平衡
  • 开放系统
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具体描述

《广义热力学》 内容简介 《广义热力学》一书,旨在以一种更为包容和统一的视角,重新审视与阐述热力学学的基本原理及其广泛的应用。本书不同于传统的热力学教材,它并非仅仅是关于能量、功、热量以及熵的线性梳理,而是力求深入挖掘热力学思想的内在逻辑,探索其在更广泛系统中的适用性,并揭示其与信息论、统计物理、非平衡过程乃至复杂系统科学之间的深刻联系。 本书的编排结构,从基础概念出发,逐步构建起一个更为宏大的理论框架。第一部分,作者首先回顾了经典热力学,但其侧重点在于提炼出支撑整个理论体系的核心概念,如状态函数、过程、平衡态的定义,以及热力学第一、第二、第三定律的普遍含义。在此基础上,作者开始引入“广义”的概念,将热力学的视野从孤立系统或封闭系统,拓展到开放系统、耗散系统以及非平衡动态系统。 第二部分是本书的核心所在,深入探讨了“广义”热力学的关键要素。作者详细介绍了信息熵与热力学熵之间的关联,强调了信息在理解与控制复杂系统中的作用,并引入了信息热力学的一些基本模型。接着,本书转向非平衡热力学,详细阐述了Prigogine的耗散结构理论,以及Onsager倒易关系等在描述远离平衡态系统时的重要性。在此过程中,作者不仅复述了这些理论,更着重于解释其数学形式背后的物理直觉,以及它们如何能够描述生命体、生态系统乃至社会经济系统中的自组织现象。 第三部分着重于广义热力学在不同领域的应用。这部分内容尤为丰富,涵盖了从微观粒子系统到宏观工程问题,再到更抽象的科学理论。例如,书中会详细解析在生物学领域,生命体如何通过不断与环境交换物质和能量来维持其低熵状态;在化学反应动力学中,如何利用非平衡态的热力学概念来理解反应速率和选择性;在材料科学中,如何运用热力学原理来设计具有特定功能的新型材料。此外,本书还会触及统计力学与广义热力学之间的联系,解释微观粒子行为如何涌现出宏观的热力学性质。 本书的特色在于其理论的严谨性与应用的广泛性并重。作者在解释抽象概念时,会辅以清晰的数学推导和直观的物理图像。同时,对于那些可能对热力学概念不太熟悉的读者,书中也提供了必要的背景知识和预备内容。例如,在讨论信息热力学时,作者会简要介绍信息论的基础,在探讨非平衡过程时,会回顾一些关于微分方程和动力学系统的基本概念。 《广义热力学》的目标读者是物理学、化学、工程学、生物学、信息科学以及其他相关领域的研究生、研究人员和具有一定基础的本科生。本书不仅为学习者提供了一个理解热力学学新进展的窗口,更重要的是,它鼓励读者跳出经典热力学的局限,用一种更普遍、更深刻的视角去理解我们身处其中的各种复杂系统。通过学习本书,读者将能够更好地分析和预测各种动态过程,并在跨学科研究中找到新的理论工具和研究思路。本书旨在培养读者一种“用热力学眼光看世界”的能力,从而在各自的研究领域取得更深入的突破。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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“Generalized Thermodynamics” 成功地将热力学原理从宏观世界推向了微观领域,并揭示了其在信息科学和生命科学等新兴领域的应用潜力。作者对“能量”的定义进行了深刻的扩展,不再局限于传统的内能、焓等概念,而是将其与信息、功以及系统的组织度紧密联系起来。我特别被书中关于“信息流”与“能量流”之间相互作用的讨论所吸引。作者指出,在许多复杂系统中,信息的产生、传递和处理本身就需要消耗能量,而能量的流动也可能携带信息。这种跨学科的整合,为理解诸如基因调控、神经网络计算等复杂现象提供了全新的视角。书中的案例分析非常丰富,从微观粒子在电磁场中的运动,到宏观经济系统的波动,都生动地展示了广义热力学原理的普适性。作者的数学语言严谨而清晰,他能够用简洁的公式表达复杂的物理过程,并通过详实的图表来辅助理解。这使得这本书既适合物理学背景的读者,也对那些对跨学科研究感兴趣的学者具有极大的启发意义。它不仅仅是一本关于热力学的书,更是一种关于如何看待和理解世界的新范式。

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这本书的出现,恰好填补了我长期以来在理解某些物理现象时感受到的理论空白。作者对“过程”的定义进行了深刻的扩展,不再将热力学仅仅局限于达到平衡态的描述,而是将焦点放在了系统如何从一个状态动态演化到另一个状态,以及在这个过程中能量、信息和物质的流动与转化。我特别对书中关于“功”的广义定义印象深刻,它不仅仅是指宏观力学上的功,还包括了信息处理、结构重塑等更抽象的“耗散”或“组织”过程。这让我能够更好地理解那些看似“违背”传统热力学第二定律的现象,比如生命体的自我组织和复杂结构的形成。书中的模型和数学框架,虽然在某些地方需要读者具备一定的数学基础,但作者的讲解方式非常有引导性,他总是能从最基本的概念出发,逐步构建起复杂的理论体系。我发现,自己在阅读过程中,不仅仅是在学习一种新的理论,更是在学习一种新的思维方式。例如,书中对于“信息”在热力学过程中的作用的探讨,让我认识到信息不仅仅是知识的载体,它本身也具有“物理性”,可以被消耗、被传递,并影响系统的整体演化。这种跨学科的视角,将物理学与信息论、控制论等领域巧妙地融合在一起,为解决当今许多复杂科学问题提供了全新的思路。总而言之,“Generalized Thermodynamics” 是一本需要反复阅读和思考的书,它的价值不仅仅体现在知识本身,更在于它能够激发读者对科学的深层探索和创新。

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“Generalized Thermodynamics” 是一部真正具有开创性的作品,它对热力学原理的拓展和深化,为理解当今世界面临的众多复杂挑战提供了重要的理论框架。作者在书中探讨了“过程”的概念,将热力学从静态的平衡态描述扩展到动态的、非平衡的演化过程。我特别被书中关于“系统边界”的定义所吸引,它不再是简单的物理隔膜,而是可以根据能量、物质和信息的流动而动态变化的。这种更广阔的视野,使得我们可以更好地分析那些与环境持续相互作用的开放系统。书中的数学语言严谨而优雅,作者能够将高深的理论巧妙地融入到具体的物理场景中,例如,他对“耗散结构”的描述,以及在描述相变过程中引入的“涌现”概念,都让我对物理世界的自组织能力有了全新的认识。我发现,自己在阅读这本书时,不仅仅是在学习知识,更是在学习一种解决问题的方法论。书中的案例分析,从行星大气层的对流到复杂的神经网络,都清晰地展示了广义热力学原理的普适性。它让我认识到,许多看似独立的现象,背后可能隐藏着共同的热力学驱动力。这本书需要读者投入时间和精力去细细品味,但它所能带来的启示和洞察,绝对是物超所值的。

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“Generalized Thermodynamics” 给我带来的最大惊喜,在于它彻底颠覆了我对“平衡”和“稳态”的看法。传统热力学主要关注封闭系统的平衡态,而这本书则将目光投向了那些永不停歇地进行着物质、能量和信息交换的开放、非平衡系统。作者通过引入一系列新的概念和数学工具,例如“耗散结构”、“自组织临界性”以及“通量-势差”关系,为我们理解这些复杂系统提供了一个坚实的理论基础。我尤其欣赏的是书中对“非平衡态”的详细阐述,它不再被视为一种“不正常”或“暂时的”状态,而是被看作是宇宙普遍存在的、甚至孕育着新秩序和复杂性的重要舞台。书中的案例分析非常丰富,涵盖了从气候变化、地质活动到社会经济系统的运作,都展现了广义热力学原理的强大解释力。例如,在描述河流的侵蚀过程时,书中将“流水”视为一种“驱动力”,将“河道”视为一种“结构”,而“侵蚀”本身则是一种“耗散过程”,在这个过程中,系统在不断地消耗能量,同时也在重塑自身结构,朝着某种“非平衡稳态”演进。这种对动态过程的深入刻画,让我对许多看似混乱的现象有了更清晰的认识。作者的叙述风格也非常吸引人,他用一种近乎诗意的语言描绘着物理世界的演化,让读者在理解科学原理的同时,也能感受到科学的魅力。这是一本需要耐心和专注的书,但回报是巨大的,它将彻底改变你观察世界的方式。

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这本书的写作风格非常独特,它融合了严谨的科学论证和引人入胜的哲学思考。作者在书中对“平衡”的概念进行了深刻的重塑,将热力学不再仅仅局限于描述静态的平衡态,而是聚焦于那些永不停歇地进行着物质、能量和信息交换的动态、非平衡系统。我特别欣赏书中对“自组织”现象的阐释,作者通过引入“耗散结构”、“反馈机制”以及“涌现”等概念,为理解生命体、社会系统等复杂结构的形成和演化提供了强大的理论工具。书中的数学工具虽然严谨,但作者的讲解方式极具启发性,他善于运用类比和直观的例子来解释抽象的概念,使得即使是复杂的数学推导,也能被读者所理解和接受。我发现,在阅读这本书的过程中,我不仅仅是在学习一种新的科学理论,更是在学习一种新的思维方式。它让我能够以一种更动态、更系统化的视角去审视周围的世界,并认识到许多看似随机的现象背后,可能隐藏着深刻的热力学规律。这本书需要读者投入时间和精力去细细品味,但它所能带来的智识上的提升和对科学的全新认识,绝对是物超所值的。

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这本书的阅读体验令人耳目一新,它不仅仅是一本理论著作,更像是一次深刻的哲学思考与科学探索的结合。作者在书中对“能量”的定义进行了深刻的重塑,将其从传统的物理量拓展到更广泛的“信息”、“功”乃至“组织度”,这为理解诸如生物进化、认知过程等复杂现象提供了强有力的理论工具。我特别被书中关于“熵”的讨论所吸引,作者并没有将熵仅仅视为无序度的度量,而是将其与信息、功以及系统的动力学行为联系起来。他指出,在许多复杂系统中,信息的产生、传递和丢失与能量的流动和转化是密不可分的。这种跨学科的整合,为理解诸如基因调控、神经网络计算等复杂现象提供了全新的视角。书中的案例分析非常丰富,从微观粒子在电磁场中的运动,到宏观经济系统的波动,都生动地展示了广义热力学原理的普适性。作者的数学语言严谨而清晰,他能够用简洁的公式表达复杂的物理过程,并通过详实的图表来辅助理解。这使得这本书既适合物理学背景的读者,也对那些对跨学科研究感兴趣的学者具有极大的启发意义。它不仅仅是一本关于热力学的书,更是一种关于如何看待和理解世界的新范式。

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“Generalized Thermodynamics” 给我带来的最大冲击,在于它彻底打破了我对“时间”和“方向”的线性认知。作者在书中对“过程”进行了深刻的拓展,将热力学不再仅仅局限于描述静态的平衡态,而是聚焦于那些永不停歇地进行着物质、能量和信息交换的动态、非平衡系统。我尤其被书中关于“不可逆性”的讨论所吸引,作者并没有将不可逆性视为一种绝对的、单向的趋势,而是强调了在复杂系统中,不可逆性可能呈现出多种形式,并且在一定条件下,可以通过信息的巧妙利用来“抵消”一部分不可逆性。这种 nuanced 的观点,让我对“时间之箭”的本质有了更深刻的理解。书中的数学框架严谨而富有洞察力,作者能够将高深的理论巧妙地融入到具体的物理场景中,例如,他对“涌现”概念的阐释,以及在描述相变过程中引入的“临界现象”,都让我对物理世界的自组织能力有了全新的认识。我发现,自己在阅读这本书时,不仅仅是在学习知识,更是在学习一种解决问题的方法论。它像一位经验丰富的向导,带领我在科学的迷宫中穿梭,不断发现新的可能性。对于任何渴望触及科学前沿,并愿意挑战自己固有思维模式的读者来说,“Generalized Thermodynamics” 都是一本不容错过的佳作。

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“Generalized Thermodynamics” 是一本真正令人振奋的书,它挑战了我对热力学基本原理的固有理解,并迫使我以一种全新的视角来审视那些我曾认为理所当然的概念。作者深入浅出地剖析了传统热力学框架的局限性,特别是其在处理非平衡、非线性以及尺度效应显著的复杂系统时所遇到的困境。我印象特别深刻的是关于“熵”的讨论,这本书并没有仅仅局限于孤立系统的孤立过程,而是拓展到了开放系统、耦合系统以及信息熵的关联,这为我理解许多现实世界中的现象提供了强大的理论工具。例如,在生物学领域,生命体作为一个高度有序且开放的系统,其运作机制的解释似乎从未如此清晰过。书中的例子,从微观粒子的随机运动到宏观生态系统的演化,都生动地展示了这些广义热力学原理的普适性。作者巧妙地将数学工具与物理直觉相结合,使得即使是那些复杂的高维数学推导,也能够被理解和消化。我尤其欣赏的是,这本书并没有止步于理论的介绍,而是花了很多篇幅讨论了这些广义理论在实际应用中的潜力,包括在材料科学、人工智能、甚至经济学等领域的创新可能性。读完这本书,我感觉自己仿佛获得了一把开启新世界大门的钥匙,能够以一种更深刻、更全面的方式去理解和分析我们周围的世界。它不适合那种只想快速掌握几个公式的读者,但对于那些真正渴望触及科学前沿,并愿意投入时间和精力去探索未知领域的人来说,这本书无疑是一笔宝贵的财富。

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这本书提供了一种全新的视角来理解“熵”的本质及其在现实世界中的作用。作者并没有将熵仅仅视为无序度的度量,而是将其与信息、功以及系统的动力学行为联系起来。我尤其被书中关于“信息熵”与“热力学熵”之间关系的讨论所吸引。作者指出,在许多复杂系统中,信息的产生、传递和丢失与能量的流动和转化是密不可分的。例如,在生物体的基因表达过程中,DNA序列携带的信息被转化为蛋白质,这个过程需要能量的输入,同时也伴随着熵的增加。书中的例子,从信息论的噪声信道模型到复杂的生物化学反应网络,都生动地说明了这一点。我特别欣赏的是,作者并未回避数学上的复杂性,而是巧妙地通过清晰的图示和直观的比喻来解释那些抽象的概念。这种方法使得这本书既适合物理学和化学背景的读者,也对计算机科学、生物学甚至社会科学的从业者具有极大的启发意义。它不仅是关于热力学,更是关于“秩序”与“无序”、“信息”与“能量”之间普遍存在的联系。我发现,在阅读这本书的过程中,我开始重新审视那些我曾经认为理所当然的“巧合”或“随机性”,并尝试用更深层次的因果关系来理解它们。这是一种深刻的智力挑战,也是一种令人兴奋的发现之旅。

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这本书的阅读体验极其独特,它不仅仅是一本教材,更像是一次智识上的探险。作者对“功”的定义进行了深刻的拓展,将其从传统的机械功延伸到更广泛的“信息功”和“结构功”,这为理解诸如生物进化、人工智能学习等过程提供了强有力的理论工具。我印象特别深刻的是,书中对“熵增原理”的重新审视,作者并没有将其视为一种绝对的、不可逆的趋势,而是强调了在特定条件下,局部熵减是可能发生的,但这种局部的“秩序”的产生,必然伴随着更大范围内的熵增。这种 nuanced 的观点,让我对“无序”与“有序”的辩证关系有了更深刻的理解。书中的数学推导虽然严谨,但作者的讲解方式极具引导性,他总是能从最基础的物理直觉出发,逐步构建起复杂的理论体系。我发现,自己在阅读这本书的过程中,不仅巩固了对经典热力学知识的理解,更重要的是,它激发了我对未知领域的探索欲望。它像一位经验丰富的向导,带领我在科学的迷宫中穿梭,不断发现新的可能性。对于任何渴望触及科学前沿,并愿意挑战自己固有思维模式的读者来说,“Generalized Thermodynamics” 都是一本不容错过的佳作。

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