現代科學研究叢書·牛頓力學的橫嚮研究：紀念《自然哲學之數學原理》發錶300年（1687-1987 第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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查有梁 著

圖書標籤:

• 牛頓力學
• 經典力學
• 科學史
• 物理學史
• 《自然哲學之數學原理》
• 科學研究
• 紀念齣版
• 物理學
• 理論物理
• 科學普及

齣版社： 四川教育齣版社

ISBN：9787540864125

版次：2

商品編碼：11532153

包裝：平裝

叢書名： 現代科學研究叢書

開本：16開

齣版時間：2014-05-01

用紙：膠版紙

頁數：337

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代科學研究叢書·牛頓力學的橫嚮研究：紀念<自然哲學之數學原理>發錶300年（1687-1987 第2版）》的第一版是為紀念牛頓的《自然哲學之數學原理》發錶300周年而作。作者查有梁從數學、物理學、物理教學、科學哲學、科學方法、科學史六方麵，對牛頓力學的橫嚮方麵進行瞭研究。第一章論述瞭非標準分析、切綫坐標變換、圓錐麯綫新論、力學與航天等；第二章推導齣瞭包容牛頓引力定律的引斥力公式，探討瞭〔能量·時空〕錶述和量綱對稱原理，對“慣性起源”提齣瞭種種揣測；第三章概述瞭牛頓力學四種水平的教學結構，進而論述瞭相對論力學的教學結構；第四章闡述瞭從牛頓的力學自然觀到現代辯證自然觀的發展；第五章論述瞭牛頓力學的方法論、科學方法論的三種結構、現代物理的方法論原理；第六章具體論證瞭中國傳統的科學同以牛頓力學為代錶的近代西方科學之間，決沒有不可逾越的鴻溝，並對中國近代科學落後的原因進行瞭曆史剖析。
　　《現代科學研究叢書·牛頓力學的橫嚮研究：紀念<自然哲學之數學原理>發錶300年（1687-1987 第2版）》的第二版增加瞭四個附錄。其一是引力定律的新研究；其二是不確定原理的新研究；其三是質量一信息的關係式與信息量子；其四是再讀錢學森先生的三封來信。第二版的前言和後記，簡述瞭本書的社會影響和知識創新點。

目錄

第二版序言
序言
第一章 從牛頓微積分到非標準分析
1.1 非標準分析
1.2 切綫坐標變換
1.3 圓錐麯綫理論
1.4 切綫坐標的應用
1.5 天體運行的公式
1.6 四類勻變直綫運動

第二章 從牛頓引力論到引斥論
2.1 萬有引力定律
2.2 引斥力公式
2.3 [力·時空]錶述與[能量·時空]錶述
2.4 量綱對稱原理
2.5 慣性起源的揣測

第三章 從牛頓力學的教學到相對論力學教學
3.1 牛頓力學的教學結構
3.2 狹義相對論的結構
3.3 邁剋爾孫-莫雷實驗
3.4 洛倫茲變換
3.5 相對論運動學
3.6 相對論動力學
3.7 行星近日點鏇轉

第四章 從牛頓力學觀到辯證自然觀
4.1 物質-運動觀
4.2 時間-空間觀
4.3 有限-無限觀
4.4 吸引-排斥觀
4.5 因果-機遇觀

第五章 從牛頓力學方法到現代物理方法
5.1 牛頓力學的方法
5.2 科學方法的結構
5.3 對立原理
5.4 對應原理
5.5 對稱原理

第六章 從牛頓力學看中國傳統科學
6.1 中國傳統科學與西方科學
6.2 落下閎係統與托勒密係統
6.3 中國古代數理天文的啓發性
6.4 從“綴術”求π到“綴術”推星
6.5 中國近代科學技術落後原因

附錄
附錄Ⅰ 引力定律的新研究
附錄Ⅱ 不確定原理的新研究
附錄Ⅲ 質量-信息關係式與信息量子
附錄Ⅳ 再讀錢學森先生的三封來信
參考文獻
後記
第二版結語

現代科學研究叢書·牛頓力學的橫嚮研究：紀念《自然哲學之數學原理》發錶300年（1687-1987 第2版） （以下為《現代科學研究叢書》係列中其他捲冊的簡介，不涉及牛頓力學橫嚮研究的具體內容） --- 捲冊一：《量子場論前沿進展與實驗驗證》 核心內容概述： 本書聚焦於二十世紀後半葉以來，量子場論（Quantum Field Theory, QFT）在理論構建與實驗檢驗方麵的最新突破與前沿探索。全書係統梳理瞭標準模型（Standard Model）的成功基礎，並深入剖析瞭超越標準模型（Beyond the Standard Model, BSM）的各種理論框架。 第一部分：標準模型的深化與挑戰 詳細探討瞭量子電動力學（QED）和量子色動力學（QCD）的精確計算方法，包括微擾論在高階修正中的應用，以及非微擾方法的必要性。特彆關注瞭誇剋-膠子等離子體（Quark-Gluon Plasma, QGP）的實驗研究成果，以及在重離子對撞實驗中如何驗證 QCD 的基本假設。對希格斯玻色子（Higgs Boson）的發現及其性質的精細測量進行瞭全麵迴顧，探討瞭其與基本費米子耦閤的精確值，以及對電弱對稱性破缺機製的進一步理解。 第二部分：超越標準模型的理論探索 本書花費大量篇幅探討瞭解決標準模型遺留問題的理論方嚮。其中包括： 1. 超對稱理論（Supersymmetry, SUSY）： 對MSSM（最小超對稱標準模型）及其擴展模型進行瞭深入分析，討論瞭中微子質量的引入機製（如蹺蹺闆機製）以及潛在的超對稱粒子信號的搜尋策略。重點分析瞭對標量誇剋和超輕子質量尺度的限製。 2. 引力與量子化的嘗試： 詳細介紹瞭弦理論（String Theory）的最新進展，特彆是AdS/CFT對偶在理解強耦閤場論中的應用。探討瞭圈量子引力（Loop Quantum Gravity）在時空微觀結構描述上的嘗試及其與標準模型費米子的兼容性問題。 3. 暗物質與暗能量的場論描述： 分析瞭基於有效場論（Effective Field Theory）的暗物質候選者模型，如軸子（Axion）和WIMP（弱相互作用重粒子）的理論預測。對於暗能量，則側重於探討標量場（如Quintessence）模型在宇宙學背景下的動力學行為。 第三部分：前沿實驗技術的驅動 最後，本書結閤大型強子對撞機（LHC）的高能數據分析，以及未來對撞機（如IHC, FCC）的規劃，闡述瞭下一代實驗如何為量子場論的精確檢驗提供關鍵數據。同時，對低能精密測量（如μ子g-2的異常值）的理論意義進行瞭深入解讀，指齣這些微小偏差可能預示著新的相互作用的存在。 讀者對象： 理論物理、高能物理、粒子物理及相關交叉學科的研究人員、博士生及資深本科生。 --- 捲冊二：《經典流體力學的非綫性動力學與湍流理論》 核心內容概述： 本捲集結瞭自二十世紀中期以來，經典流體力學領域在非綫性現象、復雜係統行為以及湍流結構解析方麵取得的裏程碑性進展。本書側重於納維-斯托剋斯方程（Navier-Stokes Equations, N-S）的深層數學結構和其在自然界中的湧現行為。 第一部分：渦鏇動力學與拓撲結構 係統迴顧瞭二維和三維流體中渦鏇（Vortices）的形成、相互作用與穩定性分析。重點介紹瞭渦鏇拓撲不變量（如環量、磁鏈）在理想流體（如超流體和磁流體）中的作用。深入探討瞭霍夫菲爾德-泰勒流（Hofmeister-Taylor Flow）的穩定性分析，以及非綫性波疊加引起的復雜模式。內容涵蓋瞭歐拉方程（Euler Equations）在特定初始條件下的精確解，以及湍流中的“渦量瀑布”機製。 第二部分：湍流理論的經典與現代路徑 本書將湍流研究分為宏觀統計描述和微觀結構分析兩大塊。 1. 統計理論的重塑： 詳細闡述瞭科爾莫戈羅夫的 K41 理論（四分之一維度的譜定律）及其局限性。隨後，深入講解瞭安鬆-雅科夫列夫（Kolmogorov-Yaglom）的兩點及多點相關函數理論，以及對耗散區（Kolmogorov’s dissipation range）內結構函數的修正。 2. 拉格朗日觀點的引入： 分析瞭拉格朗日湍流追蹤技術（Lagrangian Turbulence Tracking）在揭示粒子軌跡隨機性和有限時間尺度相關性方麵的應用。探討瞭“快慢分離”理論在描述湍流中的非均勻性問題。 3. 間歇性與結構函數修正： 重點討論瞭湍流中固有的間歇性（Intermittency）現象，並詳細分析瞭多重對數修正（Multi-fractal corrections）如何改進對高階結構函數的預測。 第三部分：數值方法與復雜係統關聯 本書論述瞭直接數值模擬（DNS）在驗證理論模型中的作用，並概述瞭雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）模型和大渦模擬（LES）的最新進展，特彆關注瞭各嚮異性湍流中的亞網格尺度（Subgrid-Scale, SGS）模型的改進。最後，探討瞭流體力學中的混沌特性，如洛倫茲係統（Lorenz System）的吸引子結構，以及如何將其概念推廣到更復雜的邊界層湍流問題中。 讀者對象： 經典力學、應用數學、空氣動力學、海洋動力學及計算物理等領域的研究人員和工程技術人員。 --- 捲冊三：《統計物理學的相變與臨界現象》 核心內容概述： 本捲聚焦於統計力學領域中，描述物質宏觀性質如何由微觀相互作用湧現齣來的核心問題：相變（Phase Transitions）與臨界現象（Critical Phenomena）。本書旨在為讀者提供一個從經典統計力學到現代重整化群理論的完整知識體係。 第一部分：經典與近似理論的建立 詳細迴顧瞭範德華（Van der Waals）方程在描述氣液相變中的地位，以及伊辛模型（Ising Model）在低維和高維近似下的精確解與平均場理論（Mean Field Theory, MFT）的結果。重點分析瞭 MFT 在預測臨界指數時的局限性，並引入瞭貝蒂-帕布斯（Bethe-Peierls）近似來改善結果。 第二部分：重整化群方法的興起與應用 本書的核心內容集中在對重整化群（Renormalization Group, RG）理論的深入解析。 1. Kadanoff 塊自鏇重整化群： 詳述瞭 Kadanoff 觀點，即通過空間尺度變換來確定係統的有效哈密頓量，從而係統地演化齣固定點（Fixed Points）和流綫（Flows）。 2. Wilson 的漸近重整化群： 全麵介紹瞭 Kenneth Wilson 對臨界現象的革命性貢獻。詳細闡述瞭如何通過引入一個截止尺度 $Lambda$ 來定義一個“有效理論”，並推導齣如何將高能自由度“積分”齣去，從而得到低能有效理論的演化方程（RG方程）。重點分析瞭固定點如何決定臨界指數，解釋瞭臨界指數的普適性（Universality Class）。 第三部分：臨界現象的幾何與拓撲描述 探討瞭在臨界點附近漲落的特性。分析瞭濛特卡洛模擬（Monte Carlo Simulations）在抽取臨界構型和計算關聯長度方麵的關鍵技術。此外，還引入瞭相關的場論工具，如利用二維伊辛模型的共形場論（Conformal Field Theory, CFT）來精確計算臨界指數，以及探討瞭拓撲相變，如二維X-Y模型的Kosterlitz-Thouless (KT) 相變。 第四部分：復雜係統中的相變 將相變概念推廣到非平衡係統和復雜網絡。討論瞭在非平衡態下如何定義“有效溫度”和“有效哈密頓量”，並分析瞭在交通流、感染病模型（如SIR模型）中觀察到的相變行為。 讀者對象： 統計物理學、凝聚態物理學、理論化學及需要應用復雜係統分析工具的研究人員。 --- 捲冊四：《經典電動力學的微分幾何基礎與規範場論的雛形》 核心內容概述： 本書旨在彌閤經典電動力學（Classical Electrodynamics, CED）與現代規範場論之間的理論鴻溝。全書以微分幾何的語言重新構建麥剋斯韋方程組，並追溯電磁場規範不變性如何預示瞭量子場論中的規範原理。 第一部分：微分幾何在物理學中的應用 詳細介紹瞭流形（Manifolds）、張量分析（Tensor Analysis）和微分形式（Differential Forms）的基礎知識。將電磁勢 $A_mu$ 和場強 $F_{mu u}$ 統一錶示為一次微分形式 $mathbf{F} = dmathbf{A}$。通過外微分算子 $d$ 和霍奇對偶 ，簡潔而優雅地重寫瞭無源條件下的麥剋斯韋方程組（$ abla cdot mathbf{B} = 0$ 和 $ abla imes mathbf{E} = - partial mathbf{B} / partial t$）。 第二部分：規範不變性與拉格朗日量 深入探討瞭電磁場的規範不變性（Gauge Invariance）在經典層麵的物理意義。構建瞭基於規範不變性的電磁場拉格朗日密度，並導齣洛倫茲規範和庫侖規範下的特定場方程解。討論瞭規範選擇對物理可觀測量的獨立性，並解釋瞭電磁場中“虛粒子”（如規範玻色子）在經典類比中的體現。 第三部分：相對論性電動力學與協變性 係統迴顧瞭狹義相對論如何自然地統一電場和磁場。重點分析瞭洛倫茲變換如何作用於四維電磁場張量 $F^{mu u}$，並討論瞭具有質量的電磁場（如德拜-休剋爾理論中的有限範圍電磁場）在協變形式下的修正。 第四部分：從經典到現代規範理論的過渡 本書最後探討瞭早期嘗試將引力與電磁場統一的理論（如卡魯紮-剋萊因理論的早期形態），以及如何將電荷的局域規範變換概念推廣到更一般的內部對稱群上。分析瞭經典電動力學作為 $U(1)$ 規範場論的最小實例，為理解楊-米爾斯理論（Yang-Mills Theory）的結構奠定瞭必要的數學和物理直覺基礎。 讀者對象： 經典場論、理論物理、數學物理、相對論及研究生級彆的電動力學課程學生。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書的時候，我並沒有立刻沉浸其中。畢竟，“牛頓力學”這個詞匯，在我學生時代的印象裏，總是與“經典”、“基礎”甚至“陳舊”聯係在一起。然而，《現代科學研究叢書》這個係列名稱，以及“橫嚮研究”和“紀念《自然哲學之數學原理》發錶300年”這樣充滿學術氣息的副標題，讓我産生瞭強烈的求知欲。我不是一個物理學專業的學生，對《自然哲學之數學原理》原文也隻是一知半解。但我一直相信，偉大的科學理論不僅僅是知識的積纍，更是人類認識世界方式的一次飛躍。因此，我非常期待這本書能夠超越單純的理論闡述，去探討牛頓力學是如何在曆史的長河中“橫嚮”地拓展其影響的。比如，它如何與當時的哲學思想發生碰撞？在工業革命中扮演瞭怎樣的角色？又是如何孕育瞭後來的科學方法論？我更關注的是，這本書能否幫助我理解，盡管相對論和量子力學在某些層麵已經超越瞭牛頓力學，但為什麼牛頓力學在今天依然具有如此重要的地位？它在宏觀低速世界中的普適性，以及作為理解更復雜理論的基石，它的價值體現在哪裏？我希望這本書能夠用一種不那麼學院派的語言，但又足夠深刻的方式，來解答我的這些疑問，讓我能夠重新審視這位科學巨匠的偉大遺産，並理解它在現代科學體係中是如何被“傳承”和“轉化”的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名就透著一股子嚴謹和厚重感，“現代科學研究叢書”的定位，加上“牛頓力學的橫嚮研究”，以及紀念《自然哲學之數學原理》發錶300年的副標題，還有“第2版”的標識，這一切都預示著這是一本不尋常的書，非同一般的科普讀物，更像是一部學術專著的導讀或者深化研究的起點。我當初是因為對牛頓力學的曆史發展和其在現代科學中的地位産生強烈好奇而購入的。讀《自然哲學之數學原理》原文對我來說是一項艱巨的任務，即使是精煉過的譯本，其數學形式和邏輯推演也相當燒腦。因此，我期待這本書能夠像一位經驗豐富的嚮導，帶著我在牛頓力學的廣袤領域裏進行一次“橫嚮”的探險。這裏的“橫嚮”二字尤其吸引我，它暗示著這本書可能不會拘泥於牛頓力學自身的發展脈絡，而是會將其置於更廣闊的科學史、哲學史乃至社會文化背景下去審視，去探討牛頓力學是如何與其他學科相互影響，又是如何深刻地塑造瞭我們對世界的認知。300年的跨度，本身就是一個巨大的曆史維度，在這段漫長的時間裏，牛頓力學無疑經曆瞭一係列的挑戰、修正、拓展，甚至在某些領域被更先進的理論所取代。這本書能否清晰地梳理齣這些演變的過程，並且點明牛頓力學在現代科學中的“剩餘價值”和“深遠影響”，是我最為期待的部分。同時，作為一本麵嚮“現代科學研究”的叢書，它應該能夠連接牛頓力學與20世紀乃至21世紀的物理學前沿，比如相對論、量子力學是如何在某種意義上“繼承”或“顛覆”瞭牛頓的經典框架的。我希望它能以一種啓發性的方式，為我打開一扇新的視角，去理解科學的進步是如何層層遞進，又充滿著革命性的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開這本《現代科學研究叢書·牛頓力學的橫嚮研究》時，腦海中浮現的並非一本枯燥的教科書，而是一場穿越時空的科學對話。書名中的“橫嚮研究”幾個字，仿佛一把鑰匙，開啓瞭我對牛頓力學更深層次的探求。我一直以來都對科學史的演進充滿興趣，而牛頓的《自然哲學之數學原理》無疑是人類思想史上的一座豐碑。然而，即便是如此偉大的著作，它所處的時代背景、它與其他學科的相互作用，以及它在後世的衍變和影響，卻常常被我們忽略。這本書正是從這個“橫嚮”的角度，打破瞭對牛頓力學孤立的解讀，試圖將其置於一個更宏大的圖景中進行審視。我尤其好奇的是，作者是如何處理“紀念《自然哲學之數學原理》發錶300年”這個主題的。是在迴顧其曆史意義的基礎上，更側重於探討牛頓力學如何滲透到後來的物理學、天文學、工程學甚至哲學思想中？還是通過對比和反思，展現牛頓力學在麵對相對論和量子力學等新理論時的局限性與超越性？我希望這本書能提供一種新的理解方式，不是簡單地羅列事實，而是通過深入的分析，揭示齣牛頓力學背後蘊含的深刻的科學方法論和哲學思想，是如何在長達三個世紀的時間裏，不斷地被人們繼承、發展、挑戰和重新詮釋的。這本書的“第2版”也暗示瞭它經過瞭時間的檢驗和內容的完善，這讓我對它的價值有瞭更高的期待。

評分☆☆☆☆☆

當我看到這本《現代科學研究叢書·牛頓力學的橫嚮研究》的書名時，腦海中立刻湧現齣許多關於科學史和物理學前沿的疑問。我並非物理學專業齣身，但一直對科學的演進過程及其對人類思想的深遠影響抱有濃厚的興趣。牛頓的《自然哲學之數學原理》無疑是科學史上的一座裏程碑，但要真正理解其偉大之處，並將其置於現代科學的宏大圖景中進行審視，並非易事。這本書的“橫嚮研究”概念，對我來說是一個非常新穎且吸引人的切入點。我期待它能夠超越對牛頓力學概念本身的簡單闡述，而是去探索它與其他科學領域、哲學思想，甚至社會文化之間的聯係和互動。紀念《自然哲學之數學原理》發錶300年這個副標題，也讓我猜測這本書會從一個曆史的縱深感齣發，去迴顧和評價牛頓力學在人類科學發展史上的地位。我尤其好奇的是，在相對論和量子力學已經深刻改變瞭我們對時空和物質的理解之後，牛頓力學在今天依然有著怎樣的“生命力”？它在工程學、天文學等實際應用領域是否仍然扮演著不可替代的角色？這本書是否有能力將這些看似“過時”的經典理論，與現代科學的最新進展聯係起來，展示齣一種連續性和繼承性，抑或是一種深刻的斷裂與超越？我期待它能提供一種獨特的視角，讓我能夠更全麵、更深刻地理解牛頓力學的價值所在，以及它對整個科學體係的深遠塑造。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字本身就勾起瞭我濃厚的興趣。“現代科學研究叢書”的定位，讓我覺得這是一本嚴肅的學術著作，而“牛頓力學的橫嚮研究”這個主題，則讓我眼前一亮。我一直以來都對科學理論的發展史充滿瞭好奇，尤其是像牛頓力學這樣 foundational 的理論，是如何在曆史的長河中不斷演變，並與其他學科相互影響的。副標題“紀念《自然哲學之數學原理》發錶300年（1687-1987）”，更是增添瞭一層曆史的厚重感，讓我期待這本書能夠從一個長遠的視角來審視牛頓力學的影響力。我特彆在意“橫嚮研究”這幾個字，這暗示著作者可能不會僅僅沿著牛頓力學自身發展的縱嚮綫索去梳理，而是會將其置於更廣闊的背景下進行探討。例如，牛頓力學是如何與當時的哲學思想、數學發展、甚至是社會變革相互激蕩的？它又是如何為後來的科學革命奠定基礎，並影響瞭我們對宇宙的根本認知？我希望這本書能夠幫助我理解，牛頓力學並非孤立存在，而是與人類文明的發展緊密相連。同時，作為一本“第2版”，我也期待它能夠包含最新的學術觀點和研究成果，對牛頓力學在現代科學中的地位和影響進行更深入、更全麵的分析，或許還能解答一些關於經典力學局限性以及其在當代科學研究中依然不可或缺的價值等問題。