物理夜航船:直觉与猜算

  • 书籍语言:简体中文
  • 下载次数:9056
  • 书籍类型:Epub+Txt+pdf+mobi
  • 创建日期:2024-11-11 07:10:05
  • 发布日期:2025-09-06
  • 连载状态:全集
  • 书籍作者:徐一鸿
  • 运行环境:pc/安卓/iPhone/iPad/Kindle/平板

内容简介

  《物理夜航船:直觉与猜算》以徐一鸿先生无与伦比、引人入胜的风格,向学习物理的学生介绍如何利用物理推理和明智的猜算来找到解决问题关键的途径。在典型的物理课堂上,学生们试图掌握一套庞大的数学工具,来进行物理中的精确计算。因此,学生往往会产生一种不幸的印象,认为物理由定义明确的问题组成,可以通过严密的推理和合乎逻辑的步骤来解决。理想化的课本练习和家庭作业问题强化了这种错误印象。因此,即使是最优秀的学生也会发现自己完全没有准备好应对实际研究中的挑战。实际上,物理学充满了各种近似、简要估计、对数量级的猜测和跳跃的逻辑。这本不可或缺的书包括与物理学前沿主题相关的令人兴奋的问题(从霍金辐射到引力波),通过精妙的"夜行法"分析,帮助学生深入理解他们所学的方程,并期待能对研究者们产生物理直觉有所帮助。

作者简介

  徐一鸿(Anthony Zee),世界著名的华裔美籍物理学家,美国人文与科学院院士。1945年出生于上海,曾移民巴西,后到美国读书,在普林斯顿大学取得学士学位,在哈佛大学取得博士学位,目前任职于卡弗里理论物理研究所和加州大学圣巴巴拉分校。他是一位研究领域十分宽广的物理学家,在宇宙学、高能物理、凝聚态物理、数学物理乃至生物物理等领域都做出过重要工作。现已出版200多篇学术论文及一些物理教材与科普著作,代表作有《果壳中的量子场论》(Quantum Field Theory in a Nutshell)、《爱因斯坦引力导论》(Einstein Gravity in a Nutshell)、《物理学家的群论》(Group Theory in a Nutshell for Physicists)、《可畏的对称》(Fearful Symmetry: The Search for Beauty in Modern Physics)等。


  译者姬扬,浙江大学物理学院教授,博士生导师,曾获国家杰出青年基金。1971年出生,在中国科学技术大学获得学士和硕士学位,在中国科学院半导体研究所获得博士学位,后在以色列魏兹曼研究所进行博士后研究工作,回国后长期在中国科学院半导体研究所工作。著有译作《激光光谱学》《半导体物理学》《半导体的故事》《引力的影子:寻找引力波》等。


编辑推荐

适读人群 :物理学高年级本科生

  这本书的目标就是:培养物理的直觉。

  教给读者怎样在不利的环境里思考。例如在长途巴士或者红眼航班里的不眠之夜,没有笔或纸,也能思考物理问题。这种技能在研究的最前沿尤其重要。

  任何想认真做物理研究的人都应该阅读本书!

  这本书的广度独一无二,从钟摆到粲夸克,从水黾到原子弹,从量子场论到黑洞。能够满足对大部分物理主题感兴趣的读者。

  本书作者是世界著名的华裔美籍物理学家徐一鸿院士,译者是国家杰出青年基金获得者姬扬教授。科学性和知识性都能够有所保证。

  当代知名艺术家刘巨德教授亲自提笔绘制封面。


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序言

  中译本序言

  我非常高兴《物理夜航船:直觉与猜算》这本书的简体中文版由浙江大学才华横溢的姬扬教授翻译,并由国内知名的世界图书出版公司出版。正如我在该书英文原版的序言中所表述的,长期以来,我对国内外许多物理系大学生缺乏物理直觉的现象感到忧心。一些本来很有能力的大学生,大部分皆擅长于精密烦琐的计算,但若要求他们先透过物理推理的思考模式来推出解题中的可能结果,他们简直毫无头绪,不知所措,常漫无目的地迷失在繁杂的数堆中,从而模糊了解决问题的思考方向。

  在我的大学时期,当我还是一名刚立志学习物理学的新手时,约翰 · 惠勒(John Wheeler)告诉我,看待一个物理问题,除非我推想出了可能正确的答案,否则千万不要一开始就埋头计算。这句金玉良言,正是如何做好物理的精髓,使我受用无穷。换句话说,遇到问题,首先应当以物理推理模式,沙盘推演,思考性地得到可能的答案,然后再进行计算印证。这套物理推理的思维模式应当反复进行,成为做物理的习惯。这样就可以从无到有,逐渐培养物理直觉,假以时日将其锻炼得更加剔透敏锐。

  我常回到国内讲学,目睹我们的青年学子乐此不疲地追求物理的真理,这种努力上进的学习精神,令我相当欣慰与感动。本书在国内发表,我希望惠及更多的学生和有兴趣的人士,使他们锻炼好物理直觉与猜算的能力,从而能够更深刻地体会与享受做物理的乐趣。原书英文版出版至今,受到相当多的青睐与好评。我衷心希望国内学界与读者也能从中获益。此外,我要特别感谢清华大学吴冠中艺术研究中心主任、艺术家刘巨德教授,爽快地答应为这本书的封面作画,他说正是艺术直觉贯穿和导引他的画作与艺术生命。

  最后我要感谢世界图书出版公司的陈亮先生和王艺霖女士,年轻有为,全力以赴,把这本书做到最好的品质呈现给读者。还要感谢杜军和先生的灵感,将书联系到明代学问家张岱的百科类图书《夜航船》。张岱说:"天下学问,惟夜航船中最难对付。"令人玩味。

  徐一鸿 A. Zee

  2024 年 9 月于加州圣巴巴拉


目录

中译本序言

序言

量纲和基本常数


第1章 量纲分析:从并不神秘的武器到传说中的秘密武器

1.1 量纲分析:并不神秘的武器

1.2 从开普勒定律到黑洞

1.3 玻尔的原子和海森堡的不确定性原理:竞争和妥协

1.4 简单函数的假设

1.5 扩散和耗散:跟爱因斯坦比聪明

1.6 第一次原子弹试验中释放的能量

1.7 数学小插曲1


第2章 无线电通信不是梦

2.1 电磁学:奇怪的量纲

2.2 电磁波的发射

2.3 运动点电荷的电磁辐射和康普顿散射

2.4 推广和补全的相对论效应


第3章 量子物理学:恒星中的隧穿效应,标度律,原子和黑洞

3.1 从绘制薛定谔的波函数到恒星里的隧穿效应

3.2 标度和清理的重要性

3.3 量子力学中的朗道问题

3.4 原子物理学

3.5 黑体辐射

3.6 被物理搞懵了?不要紧!


第4章 普朗克给我们以单位:黑洞辐射和爱因斯坦引力

4.1 普朗克带来了天赐的单位

4.2 一盒光子和自然单位的威力

4.3 黑洞有熵:霍金辐射

4.4 当爱因斯坦引力遇到量子

4.5 数学小插曲2


第5章 从理想气体到爱因斯坦凝聚

5.1 理想的玻尔兹曼气体

5.2 范德华:信封物理学的大师

5.3 量子气体

5.4 猜测费米-狄拉克分布

5.5 爱因斯坦凝聚


第6章 对称性和绝妙定理

6.1 对称性:可畏的或者无畏的

6.2 伽利略、黏度和时间反演不变性

6.3 牛顿的两个绝妙定理,以及地狱在哪里


第7章 恒星、黑洞、宇宙和引力波

7.1 恒星

7.2 坍缩成黑洞

7.3 膨胀的宇宙

7.4 引力波的辐射功率

7.5 数学小插曲3


第8章 从冲浪到海啸,从滴水的水龙头到哺乳动物的肺

8.1 水波

8.2 海边的物理学家

8.3 表面张力和涟漪

8.4 从滴水的水龙头到哺乳动物的肺和水黾

8.5 阻力、黏度和雷诺数


第9章 从专职专用的中微子到粲夸克

9.1 粒子物理学和量子场论的简介

9.2 弱相互作用:几个基本事实

9.3 专职专用的中微子

9.4 奇异性和粲夸克


附录 Cp:临界点

附录 Del:δ函数

附录 Eg:爱因斯坦引力--快速的复习

附录 ENS:从欧拉到纳维和斯托克斯

附录 FSW:有限深的方阱

附录 Gal:伽利略不变性和流体的流动

附录 Gr:格林函数

附录 Grp:群速度和相速度

附录 L:拉普拉斯算符的径向部分

附录 M:麦克斯韦方程--简要的复习

附录 N:牛顿的两个绝妙定理和第二个平方根警报

附录 VdW:从第一性原理出发严格推导范德华定律

生卒年

部分练习解答

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译后记:夜航人自有夜行法


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