物理学名家名作译丛：物理学中的理论概念 [Theoretical Concepts in Physics] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《物理学名家名作译丛：物理学中的理论概念》以一种独创、新颖且全面综合的方法对物理学中的理论研究进行了探讨，并以真实的物理学是科学家不断探索和实践的结果的视角阐述主题。作者马尔科姆·朗盖尔试图将《物理学名家名作译丛：物理学中的理论概念》作为大学本科高年级物理课程的补充读物，并假定读者对普通物理的知识已有所了解。利用对7个专题的系列研究，作者着重描述了理论物理学中某些很难的概念、科学家们充满智慧的艰难探索，以及研究和发现所带来的激动和欣喜。这些专题研究包括牛顿运动定律和万有引力定律起源、麦克斯韦方程组、线性／非线性力学与动力学、热力学与统计物理、量子概念起源、狭义相对论、广义相对论与宇宙学。本版在处理方式上与受到读者高度好评的靠前版相同，但在靠前版的基础上做了全面修订，并增加了许多新的论题。
　　《物理学名家名作译丛：物理学中的理论概念》适合用作研究生和高年级本科生的教材。译者是在各专题领域工作多年的有名学者。

作者简介

　　马尔科姆·朗盖尔（Malcolm Longair）教授，1941年出生于苏格兰，1967年在剑桥大学卡文迪许（Cavendish）实验室获博士学位。1968～1969年作为英国皇家学会的交换访问学者在莫斯科列别捷夫（Lebedev）研究所工作。其后又6次作为交换访问学者到苏联空间研究所工作，并担任美国多个研究所和天文台的访问教授。1980-1990年同时担任苏格兰皇家天文学家、爱丁堡（Edinb Urgh）大学钦定天文学讲座教授和爱丁堡皇家天文台台长。19911997年任卡文迪许实验室副主任，专门负责物理教学工作，1997年以后成为卡文迪许实验室主任。获得过多个奖项，包括1986年2月获得的"首届大不列颠学习与丰富生活传播奖"。1990年12月在电视上做了题为"我们宇宙的起源"的系列讲座，该系列讲座是皇家科学研究所在圣诞节期间专为青少年开设的。在2000年被英国政府授予司令勋章。主要研究领域为高能天体物理学与天体物理宇宙学。他撰写了多部学术著作，并发表了趟过250篇的研究论文。
　　
　　向守平，男，1945年生，1981年毕业于中国科学技术大学天体物理专业，获硕士学位；1993年获瑞士巴塞尔大学博士学位。1995年晋升为教授。研究领域为宇宙学和相对论天体物理学，并长期从事大学物理与天体物理基础课程教学工作。2011年获教育部第六届高等学校教学名师奖。
　　
　　郑久仁，男。1937年生，物理学教授，长期在中国科学技术大学从事物理教学和统计物理理论研究工作，曾参与《物理学大题典》的编写工作。

内页插图

目录

前言

第1章 引言
1．1 对读者的说明
1．2 本书的由来
1．3 对读者的告诫
1．4 物理和理论物理的本质
1．5 环境的影响
1．6 本书的计划
1．7 致歉和鼓励的话
1．8 参考文献

专题1 牛顿运动定律和万有引力定律起源
第2章 从托勒密到开普勒——哥白尼的革命
2．1 古代史
2．2 哥白尼的革命
2．3 第谷·布拉赫——天堡之主
2．4 开普勒与天体和谐
2．5 参考文献
第3章 伽利略与物理科学的本质
3．1 引言
3．2 作为实验物理学家的伽利略
3．3 伽利略望远镜的发现
3．4 问题的要点
3．5 对伽利略的审判
3．6 伽利略相对论
3．7 反思
3．8 参考文献
第4章 牛顿与引力定律
4．1 引言
4．2 林肯郡（1642-1661）
4．3 剑桥（1661-1665）
4．4 林肯郡（1665-1667）
4．5 剑桥（1667-1696）
4．6 炼金术士牛顿
4．7 对古代经典的解读
4．8 伦敦（1696-1727）
4．9 参考文献
第4章附录 关于圆锥截面和有心轨道的注释

专题2 麦克斯韦方程组
第5章 麦克斯韦方程组的起源
5．1 电磁学的发端
5．2 法拉第及其力线——没有数学的数学
5．3 麦克斯韦怎样导出电磁场方程组
5．4 赫兹与电磁波的发现
5．5 反思
5．6 参考文献
第5章 附录 有用的矢量场
第6章 改写电磁学史
6．1 引言
6．2 麦克斯韦矢量方程组
6．3 电磁学的高斯定理
6．4 与时间无关的场是保守力场
6．5 电磁学的边界条件
6．6 安培环路定理
6．7 法拉第电磁感应定律
……
第7章 力学与动力学方法
第8章 量纲分析、混沌与自组织临界性
第9章 热力学基础
第10章 气体动理论与统计力学的起源

专题5 量子概念起源
第11章 1895年前的黑体辐射
第12章 1895-1990：普朗克与黑体辐射谱
第13章 黑体辐射的普朗克理论
第14章 爱因斯坦和光的量子化
第15章 量子假说的胜利

专题6 狭义相对论
第16章 狭义相对论——不变量的研究
第17章 广义相对论初步
第18章 宇宙学技术
第19章 宇宙学

后记

前言/序言

　　本书写作的动机源于1977～1980年我在剑桥大学给准备进入物理学和理论物理学最后一年学习的本科生所讲授的一门课程。该课程的目的是概述物理学理论研究的本质，以使学生更容易接受最后一年多门物理学课程的高强度学习。该课程的宗旨在第1章和其后的相关论题中做了描述，其中使我感受强烈的是：学生在学习大学本科物理学课程时，如果不理解其内涵、处理方法以及专业物理学家研究工具的具体技术，就领会不到人类的智慧激情与物理学之美。该课程曾作为普通物理课程的替代课程，并命名为“物理学中的理论概念”。
　　这一课程的一个重要特点是：它是由学生自主选择的，并且完全没有考试。该课程于每周一、周三、周五上午9：00开始讲授，在7～8月间持续讲授4周，该时间段正是剑桥大学多年来的夏季学期，正好处于最后一学年的物理课开课之前阶段。因除了开课的时间选择外，该课程没有考试，加上夏季阶段剑桥大学特有的吸引力，所以有为数众多的学生选修该课程。学生们的积极反馈使我非常愉悦，也因此激励我把这一课程内容写成出版物出版。我还没有看到其他任何一本书所包含的内容与此书相同。
　　本书第1版于1984年出版，书中增添了我讲授物理学和理论物理学的一些体会，那时我已经担任爱丁堡皇家天文台台长并负责爱丁堡大学天文系的工作。1991年我回到剑桥大学，深入参与了物理教学大纲的修订工作，并在此基础上建立了当前的3年或4年的课程体系。最后，4年里我更新了旧课程的内容，并将它更名为“物理学中的概念”。我继续扩展补充所讨论内容的范围，这些最近补充的许多内容已包括在这一新版本中。
　　我在第1版中强调过的许多特点在新版本中仍然有所体现。本书对物理学以及理论物理学采用的是一种高度独立的处理方式。它绝不是正规的大学物理课程那样的物理学和理论物理学系统阐述的替代品。本书应当被看作是对正规教学内容的补充，它从物理学如何产生以及物理学家和理论物理学家在实际中如何工作的角度，阐述和补充相关教学内容。如果我能使学生像专业物理学家那样了解和热爱物理学，或者哪怕只是使学生提高了一点对物理学的欣赏能力，这本书就达到了目的。
　　在第1版中我有意突出了主要人物个人的卓越贡献，这在很大程度上扩展了传统教科书的内容。我的意图是强调每个物理学家探讨问题的个性，以使我在讲述物理学如何取得进展时有比较多的自由空间来表达自己的观点和感受。20年之后，我发现自己的写作风格发生了变化。现在看来，和现在的写作风格相比，我早期的写作非常“夸张”并“无拘无束”。显然，现在的行文更为谨慎，部分是对以前的一些不是很正确的论点，经过深思熟虑后改变所强调的重点的结果。但无需担心，第1版中所洋溢的热情在新版中丝毫没有减少，只是写作时采用了更为成熟的观点。最终，我把全书从头到尾做了改写，试图在保留早期写作活力的同时，使语言表述上尽可能准确。
　　本书中所表述的观点显然都是我自己的，但我的许多剑桥和爱丁堡的同事，在将我的想法用公式表述出来以及理清我的思路方面起了重要作用。该课程最初的设想来自我与库克（Alan Cook）、海涅（Volker Heine）和沃尔瑟姆（John Waldram）的讨论。我从海涅和斯科特（Scott）手中承接了“数学物理例题”课程，这门课程对我理顺自己的想法帮助极大。此后几年里，约瑟夫森（Brian Josephson）对“概念”课程提供了帮助并提出了许多精辟的见解。在讲述热力学部分时，正好豪伊（Archie Howie）也在讲授“热力学”课程，我在与他的讨论中受益匪浅。“物理学中的概念”课程作为1990年代改革的一部分，豪伊也参与了该课程的讲授，我很乐于研究他的许多创新之处并进一步加以发挥。
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