物理中的理論概念（第2版） [Theoretical Concepts in Physics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2026

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[英] 朗格（Longair M.S.） 著

圖書標籤:

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• 物理概念

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510078569

版次：1

商品編碼：11582543

包裝：平裝

外文名稱：Theoretical Concepts in Physics

開本：16開

齣版時間：2014-09-01

用紙：膠版紙

頁數：569

正文語種：英文

內容簡介

　　The inspiration for this book was a course of lectures which I delivered between 1977 and 1980 to undergraduates about to enter their final year in Physics and Theoretical Physics at Cambridge. The aim of the course was to provide a survey of the nature of theoretical reasoning in physics, which would put them in a receptive frame of mind for the very intensive courses of lectures on all aspects of physics in the final year. The objectives of the course are described in the first chapter and concern issues about which I feel very strongly: students can go through an undergraduate course in physics without gaining an understanding of the insights, approaches and techniques which are the tools of the professional physicist, let alone an impression of the intellectual excitement and beauty o the subject. The course was intended as an alternative to the normal mode of presentation and was entitled Theoretical Concepts in Physics.

內頁插圖

目錄

Preface and acknowledgements
1 Introduction
1.1 An explanation for the reader
1.2 How this book came about
1.3 A warning to the reader
1.4 The nature of physics and theoretical physics
1.5 The influence of our environment
1.6 The plan of the book
1.7 Apologies and words of encouragement
1.8 References

Case Study Ⅰ The origins of Newton's laws of motion and of gravity
1.1 Reference
2 From Ptolemy to Kepler-the Copernican revolution
2.1 Ancient history
2.2 The Copernican revolution
2.3 Tycho Brahe - the lord of Uraniborg
2.4 Johannes Kepler and heavenly harmonies
2.5 References
3 Galileo and the nature of the physical sciences
3.1 Introduction
3.2 Galileo as an experimental physicist
3.3 Galileo's telescopic discoveries
3.4 The trial of Galileo - the heart of the matter
3.5 The trial of Galileo
3.6 Galilean relativity
3.7 Reflections
3.8 References
4 Newton and the law of gravity
4.1 Introduction
4.2 Lincolnshire 1642-61
4.3 Cambridge1661-5
4.4 Lincolnshire 1665-7
4.5 Cambridge 1667-96
4.6 Newton the alchemist
4.7 The interpretation of ancient texts and the scriptures
4.8 London1696-1727
4.9 References
Appendix to Chapter 4: Notes on conic sections and central orbits
A4.1 Equations for conic sections
A4.2 Kepler's laws and planetary motion
A4.3 Rutherford scattering

Case Study Ⅱ Maxwell's equations
5 The origin of Maxwell's equations
5.1 How it allbegan
5.2 Michael Faraday - mathematics without mathematics
5.3 How Maxwell derived the equations for the electromagnetic field
5.4 Heinrich Hertz and the discovery of electromagnetic waves
5.5 Reflections
5.6 References
Appendix to Chapter 5: Useful notes on vector fields
A5.1 The divergence theorem and Stokes' theorem
A5.2 Results related to the divergence theorem
A5.3 Results related to Stokes' theorem
A5.4 Vector fields with special properties
A5.5 Vector operators in various coordinate systems
A5.6 Vector operators and dispersion relations
A5.7 How to relate the different expressions for the magnetic fields produced by currents
6 How to rewrite the history of electromagnetism
6.1 Introduction
6.2 Maxwell's equations as a set of vector equations
6.3 Gauss's theorem in electromagnetism
6.4 Time-independent fields as conservative fields of force
6.5 Boundary conditions in electromagnetism
6.6 Ampere's law
6.7 Faraday's law
6.8 The story so far
……
Case Study Ⅲ Mechanics and dynamics - linear and non-linear
Case Study Ⅳ Thermodynamics and statistical physics
Case Study Ⅴ The origins of the concept of quanta
Case Study Ⅵ Special relativity
Case Study Ⅶ General relativity and cosmology

前言/序言

聚焦於現代應用與前沿進展的物理學著作簡介 書名： 現代物理學：從基礎到前沿應用 (Modern Physics: From Fundamentals to Frontier Applications) 作者： [此處留空，假設作者為知名學者] 齣版社： [此處留空，假設為專業學術齣版社] --- 本書導言：跨越經典與量子的新視野 本書旨在為學習者和研究人員提供一個全麵而深入的現代物理學框架，它超越瞭傳統教科書對牛頓力學和麥剋斯韋電磁學的純粹迴顧，直接切入20世紀至今物理學取得的革命性突破，並清晰地勾勒齣這些理論如何驅動瞭當代科技的進步。我們認識到，在當今科學研究和工程實踐中，對相對論、量子場論的基本原理、凝聚態物理的復雜現象以及宇宙學最新觀測結果的掌握是至關重要的。因此，《現代物理學：從基礎到前沿應用》的構建策略是：以嚴謹的數學推導為基石，以清晰的物理圖像為引導，重點突齣關鍵概念在實際問題解決中的應用能力。 第一部分：狹義與廣義相對論的幾何化描述 本書首先對愛因斯坦的狹義相對論進行瞭深入探討，但重點不在於重復基礎的洛倫茲變換推導，而是立即轉嚮其在現代粒子物理學中的核心地位。我們詳細分析瞭四維動量、能量-動量張量在散射過程中的應用，並引入瞭相對論性粒子探測器的工作原理。 隨後，本書以一個專門的章節係統地介紹瞭廣義相對論的幾何基礎。我們詳盡闡述瞭黎曼幾何的必要工具——度規張量、剋裏斯托費爾符號和黎曼麯率張量，並展示瞭愛因斯坦場方程的物理意義。關鍵在於，本書並未止步於求解史瓦西解，而是將重點放在瞭現代天體物理學中的實際應用：黑洞的視界動力學、引力波的産生機製（采用後牛頓近似的簡化模型）以及引力透鏡效應在暗物質分布研究中的應用。我們通過對 LIGO 和 Virgo 觀測數據的簡要分析，使讀者直觀理解理論預測如何被實驗證實。 第二部分：量子力學的深化與量子信息的基礎 量子力學部分，本書采納瞭路徑積分錶述作為連接量子力學與量子場論的橋梁。在詳細迴顧瞭薛定諤方程和海森堡繪景後，我們花費大量篇幅構建瞭費曼路徑積分的半經典近似（WKB方法），並將其推廣至處理勢壘穿透和隧穿效應等非微擾問題。 重點轉嚮量子信息科學：本書引入瞭量子比特的概念，並詳細介紹瞭量子力學中不可或缺的糾纏（Entanglement）的數學描述，包括馮·諾依曼熵和糾纏熵。我們深入分析瞭貝爾不等式的物理意義及其對定域實在論的挑戰。更進一步，本書提供瞭量子門操作（如Hadamard、CNOT門）的矩陣錶示，並討論瞭 Shor 算法和 Grover 算法的核心思想，而非僅僅停留在數學形式上。對量子退火和變分量子本徵求解器（VQE）等新興計算範式的介紹，使本書緊密貼閤當前的計算物理前沿。 第三部分：粒子物理學的標準模型與超越 本書對粒子物理學的處理側重於規範場論的構造。我們從拉格朗日量密度齣發，詳細推導瞭電磁相互作用的規範不變性，並係統闡述瞭電弱統一理論中 $SU(2)_L imes U(1)_Y$ 規範群的引入，以及希格斯機製如何賦予規範玻色子（W和Z玻色子）質量，同時保持瞭規範不變性。 我們提供瞭一套完整的費曼規則的概述，並將其應用於計算一個簡單的過程中——例如，電子-正電子湮滅到兩個光子。書中對強相互作用（QCD）的描述，突齣瞭漸近自由和誇剋禁閉這兩個核心特性，並解釋瞭它們是如何通過非阿貝爾規範理論（$SU(3)$ 色對稱群）自然産生的。此外，本書還探討瞭標準模型之外的物理學（BSM），包括中微子振蕩的微觀機製、超對稱性（SUSY）的基本概念以及對大統一理論（GUTs）的初步展望。 第四部分：凝聚態物理中的拓撲現象與新興材料 在凝聚態物理領域，本書避免瞭對傳統固體物理中晶體結構和能帶理論的冗長重復，而是直接聚焦於現代研究熱點。我們從緊束縛模型齣發，迅速過渡到拓撲絕緣體的描述。通過分析二維電子氣模型中的久德勒-哈拉爾德（Haldane）模型，本書清晰地展示瞭陳（Chern）數作為拓撲不變量的物理意義，並解釋瞭拓撲霍爾效應的觀測基礎。 書中專門章節討論瞭量子霍爾效應（包括分數量子霍爾效應）的朗道能級圖像，並引入瞭準粒子概念。對於超導現象，本書側重於BCS理論的 Ginzburg-Landau 唯象描述，並探討瞭高溫度超導材料中存在的未解之謎。對石墨烯、拓撲半金屬等新型二維材料的電子結構和獨特輸運特性的討論，確保瞭本書內容的前沿性。 第五部分：現代宇宙學與暗物質/暗能量的探索 本書的最後一部分將理論物理學的應用擴展到宇宙學尺度。我們從弗裏德曼方程齣發，著重分析瞭在包含輻射、物質和宇宙學常數項時，宇宙演化的不同階段。本書對暴脹理論（Inflation）的討論，著重於其如何解決視界問題和平坦性問題，並解釋瞭原初引力波和密度擾動譜的計算方法，這些是未來精確宇宙學觀測（如 CMB 偏振測量）的核心目標。 在物質成分方麵，本書詳細考察瞭限製暗物質（CDM）模型的實驗證據——包括鏇轉麯綫、星係團的引力透鏡效應，以及直接和間接探測實驗的設計原理。對於暗能量，本書深入分析瞭 $Lambda$CDM 模型中宇宙學常數 $Lambda$ 的問題，並介紹瞭修正引力理論（如 $f(R)$ 理論）作為替代方案的初步思想。 總結：理論工具與未來展望 《現代物理學：從基礎到前沿應用》是一本麵嚮高年級本科生、研究生及專業研究人員的參考書。它假定讀者已具備紮實的經典物理基礎，旨在提供一個統一的、高階的理論工具箱，用以解決當代物理學中最具挑戰性的問題。本書的結構精心設計，強調理論框架之間的內在聯係——例如，相對論在量子場論中的必要性，以及拓撲概念在凝聚態和宇宙學中的統一性體現。閱讀本書，將使讀者不僅理解物理定律的“是什麼”，更能掌握“如何用”這些前沿理論來探索未知的自然界。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《物理中的理論概念（第2版）》，還沒來得及深入研讀，但光是翻看目錄和前言，就已經讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。這本書的書名本身就非常有吸引力，它承諾的不僅僅是知識的羅列，而是要帶領讀者去理解那些支撐起整個物理大廈的“理論概念”。這一點非常重要，因為很多時候，我們學習物理隻是機械地記憶公式和解題技巧，卻很少去追問這些公式背後究竟蘊含著怎樣的思想，又是如何一步步演化形成的。本書的第二版，意味著在第一版的基礎上，內容經過瞭打磨和更新，相信會更加完善和貼閤當今物理學的發展。我尤其好奇書中對於不同理論之間聯係的探討，物理學並非孤立的學科，從經典力學到量子力學，再到相對論，這些理論是如何相互關聯、相互啓發的？是像鏈條一樣環環相扣，還是像樹木一樣枝繁葉茂，有著共同的根基？這本書能否為我揭示這些“隱藏的脈絡”？作為一名對物理有濃厚興趣的讀者，我渴望能通過這本書，構建起一個更係統、更深刻的物理學認知框架，而不僅僅是停留在錶麵。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠幫助我“建立物理學思維”的書，而《物理中的理論概念（第2版）》似乎正是這樣一本。它不直接給齣答案，而是引導你去思考，去探索。我非常好奇書中是如何處理一些“反直覺”的物理概念的，比如量子疊加態或者時間膨脹。我們日常的經驗往往會成為理解這些概念的障礙，我希望這本書能提供有效的“橋梁”，幫助我跨越這種認知鴻溝。我關注的是它是否能教會我如何像一個物理學傢那樣去思考問題：如何提齣假設，如何設計實驗（即使是思想實驗），如何分析數據，以及如何解釋結果。這本書能否成為我的“思維教練”，幫助我培養齣一種更具批判性和分析性的物理學視角？我期待在閱讀過程中，能夠不斷地被書中提齣的問題所激發，從而主動地去探索和學習。

評分☆☆☆☆☆

這本《物理中的理論概念（第2版）》給我的第一印象是，它似乎更像是一次智識的旅程，而非枯燥的教科書。我喜歡它那種循序漸進的講解方式，仿佛一位經驗豐富的嚮導，帶著你穿越概念的迷霧，抵達清晰的彼岸。我注意到書中對一些核心概念的解釋，並非直接給齣定義，而是從曆史的視角齣發，講述瞭這些概念是如何被發現、被修正、被不斷完善的。這種方式極大地激發瞭我對物理學發展脈絡的好奇心。我常常會想，那些偉大的物理學傢們，在麵對未知的世界時，是如何思考的？他們是如何將抽象的數學語言與真實的物理現象聯係起來的？這本書能否讓我感受到那種“撥開雲霧見月明”的頓悟時刻？尤其是在麵對一些看似難以理解的現代物理學概念時，例如量子糾纏或者時空彎麯，我希望能通過這本書，找到理解它們的“鑰匙”，而不是僅僅被動的接受。對於那些希望深入理解物理學本質的讀者來說，這本書的價值不言而喻。

評分☆☆☆☆☆

拿到《物理中的理論概念（第2版）》時，我腦海中閃過許多疑問。這本書到底會涉及哪些“理論概念”？它們是涵蓋瞭從經典力學到量子力學、相對論的全部內容，還是會側重於某個特定的領域？我更關注的是，它是否能夠幫助我理解這些理論概念的“靈魂”，即它們背後的思想實驗、數學框架以及所解決的物理問題。我希望這本書能讓我不再是那個隻會解題的“公式人”，而是能真正理解“為什麼”這樣做，以及“為什麼”這個理論是有效的。如果書中能提供一些經典的例證，通過具體的物理情境來闡釋抽象的理論概念，那就再好不過瞭。我甚至期待它能引發我對某些物理學未解之謎的思考，讓我感受到物理學仍在不斷前進的活力。總而言之，我希望這本書能夠成為我通往更深層次物理學理解之路上的重要啓迪。

評分☆☆☆☆☆

我對於《物理中的理論概念（第2版）》的預期，更多地在於它能否幫助我“融會貫通”。很多時候，我們在學習物理時，會遇到一個又一個獨立的知識點，例如牛頓定律、能量守恒、電磁感應等等。但這些知識點之間究竟有著怎樣的內在聯係？它們是否都源於某個更根本的原理？本書的書名“理論概念”就暗示瞭它將緻力於解答這些問題。我希望這本書能夠幫助我跳齣知識點的束縛，去把握物理學的宏觀結構和邏輯體係。當我對一個物理現象感到睏惑時，我希望這本書能讓我聯想到相關的理論概念，從而找到解釋的方嚮。它是否能提供一種新的視角，讓我能夠從不同的角度去審視和理解那些熟悉的物理定律？我期待的是一種“舉一反三”的學習體驗，而不是簡單地記憶和套用。如果這本書能讓我真正感受到物理學的“一體性”，那將是我最大的收獲。

評分☆☆☆☆☆

好！！！！！！！！！！

評分☆☆☆☆☆

很棒的物理書，看瞭深受啓發。

評分☆☆☆☆☆

The inspiration for this book was a course of lectures which I delivered between 1977 and 1980 to undergraduates about to enter their final year in Physics and Theoretical Physics at Cambridge. The aim of the course was to provide a survey of the nature of theoretical reasoning in physics, which would put them in a receptive frame of mind for the very intensive courses of lectures on all aspects of physics in the final year.

評分☆☆☆☆☆

好書，有點重，彆的都好

評分☆☆☆☆☆

英文版，中文的若沒學好，就算瞭吧。

評分☆☆☆☆☆

英文版，要是有中文版就更好瞭。

評分☆☆☆☆☆

圖書質量不錯，印刷清晰，快遞給力

評分☆☆☆☆☆

理論物理概論，基本覆蓋瞭四大力學，還有一些更高級的主題。

評分☆☆☆☆☆

The inspiration for this book was a course of lectures which I delivered between 1977 and 1980 to undergraduates about to enter their final year in Physics and Theoretical Physics at Cambridge. The aim of the course was to provide a survey of the nature of theoretical reasoning in physics, which would put them in a receptive frame of mind for the very intensive courses of lectures on all aspects of physics in the final year.