人文物理(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谢东，倪忠强，王祖源 著

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• 思维
• 知识

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302438106

版次：2

商品编码：11990898

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：453

编辑推荐

本书可作为大学非理工科专业的科学通识课程的教材，同时也是高品位的学科普及读物，满足社会上各类读者获取物理知识和提高科学素养的要求。

内容简介

本书从一个全新的角度，运用对比的方法，从物质属性的大与小、快与慢、多与少、有序与无序、“虚”与实、简单与复杂等不同角度分篇章介绍了物理学各分支的知识，内容上保证了学科知识体系的相对完整性。主要内容包括牛顿力学、量子力学和相对论，热力学三大定律，电磁场，非线性物理学等。

本书既可作为大学本科文科类的教科书，同时也是高品位的学科普及读物。

目录

第1篇导论1
第2篇从蛇头到蛇尾27
第1章宏观世界29
第2章宇观世界48
第3章微观世界94
参考文献139
第3篇从萨维阿奇大船到爱因斯坦飞马141
第4章对称性与物理学144
第5章伽利略的相对论150
第6章爱因斯坦的飞马157
第7章爱因斯坦狭义相对论168
第8章为什么不能加速到光速182
第9章从狭义到广义186
参考文献199
第4篇从永动机到麦克斯韦妖201
第10章热力学第零定律温度203
第11章奇妙的低温世界214
第12章火热的高温世界222
第13章热的旅行与热力学第一定律232
第14章热力学第二定律熵249
第15章热现象的微观理论261参考文献277
第5篇从虚无到无所不有279
第16章电磁场概念的引入281
第17章电磁场的描述289
第18章电磁波及光的波动性301
第19章电磁场的物质性证明319
第20章电磁场的应用326
第21章场统一理论简介337
参考文献342
第6篇从简单到复杂343
第22章简单确定性系统中的复杂行为345
第23章不弥散的波包——孤立子352
第24章源于非线性的自组织365
第25章貌似随机的现象——混沌380
第26章大自然的几何学——分形401
参考文献417
第7篇物理杂谈419
1物理人生420
2格物致知悟物穷理428
3物理学家名言录436
42005世界物理年439
5困扰世界的十大物理学难题446
6世界十大经典物理实验450
参考文献453〖1〗目录目录〖2〗

前言/序言

好的，这是一份关于一本假定名为《空间几何与拓扑学导论》的图书简介，旨在详细介绍该书内容，且不涉及《人文物理（第2版）》的任何信息，字数控制在1500字左右。 --- 空间几何与拓扑学导论：从欧几里得到黎曼流形 作者：[在此处填写作者姓名] 出版社：[在此处填写出版社名称] 卷首语：探索空间的本质 自古以来，人类对空间的理解便伴随着文明的进步。从最初对平面和立体图形的直观认知，到后来对非欧几何的深入探索，再到现代物理学中对时空弯曲的描绘，空间的概念经历了深刻的哲学与数学的演变。《空间几何与拓扑学导论》旨在为读者构建一个坚实的桥梁，连接古典几何学的严谨性与现代拓扑学的前沿思想。本书不仅是一本几何学的教材，更是一部关于空间结构、连续性与形变本质的哲学之旅。 本书的编写遵循从具体到抽象、从局部到全局的递进路线，力求在保持数学严谨性的同时，赋予读者对高维空间和抽象几何直觉的深刻理解。 第一部分：欧氏几何的复兴与基础（第1章至第4章） 本部分致力于夯实读者对欧几里得几何的理解，并引入现代数学的视角来重构这一经典领域。 第1章：公理体系与逻辑基石 本章首先回顾了欧几里得五大公设的经典表述，重点分析了第五公设的特殊地位。随后，我们将引入更现代的公理化方法，例如希尔伯特公理系统，分析如何在严格的逻辑框架内建立几何学的可靠基础。讨论将涵盖点、线、面、平面之间的关系定义，以及基本的运动（刚体变换）概念。 第2章：平面欧氏几何的深度剖析 超越中学几何的范畴，本章深入探讨平面几何的度量性质。重点内容包括：勾股定理的代数表述（向量与内积），三角形的各种中心（重心、垂心、内心、外心）之间的关系，以及莫雷-密点定理等经典结果的证明。我们将使用解析几何的工具来阐明几何性质，例如使用坐标系来分析共线性和共面性。 第3章：立体几何与三维空间 本章将空间扩展至三维。详细讨论了多面体（如柏拉图多面体和阿基米德多面体）的欧拉公式（$V-E+F=2$）的普适性，并探索其在拓扑学中的初步意义。三维空间中的旋转群、反射和反演变换被系统地引入，为后续的高维空间分析打下基础。 第4章：解析几何的威力：线性代数视角 本章是连接几何与代数的关键。我们引入向量空间的概念，将$mathbb{R}^n$空间中的点和向量作为研究对象。重点讲解仿射空间、欧几里得空间的概念，通过正交基和正交变换，清晰地阐述了刚体运动如何通过正交矩阵表示。对二次型和二次曲面的分类（椭球面、双曲面等）将在这一章中得到代数的精确描述。 第二部分：非欧几何的诞生与微分几何的序曲（第5章至第7章） 本部分将挑战读者对“直线”和“平坦”的传统观念，进入非欧几何的世界，并为微分几何的严密性做准备。 第5章：双曲几何的构建 本章集中讨论罗巴切夫斯基几何。我们将详细介绍庞加莱圆盘模型和庞加莱上半平面模型，并分析这些模型如何满足前四条欧氏公设，同时否定第五公设。重点分析双曲空间中的三角学（例如，双曲正弦定理）与欧氏三角学的根本区别，以及如何在弯曲空间中定义“测地线”。 第6章：椭圆几何与球面几何 与双曲几何相对，本章探讨黎曼几何的入门——球面几何。我们将使用单位球体作为模型，分析球面上的最短路径（大圆）的性质。对比欧氏、双曲和椭圆几何的曲率特性（曲率为零、负、正），初步建立几何学与曲率概念之间的联系。 第7章：曲线的局部性质：曲率与挠率 本章是微分几何的起点。在$mathbb{R}^3$中研究光滑曲线的性质。引入单位切向量、主正法向量和副法向量构成的Frenet-Serret标架。重点推导Frenet-Serret公式，精确量化曲线的弯曲程度（曲率$kappa$）和空间扭曲程度（挠率$ au$）。本章强调局部性质的描述，为研究曲面做铺垫。 第三部分：拓扑学的抽象视野（第8章至第11章） 拓扑学关注的是那些在连续形变下保持不变的性质。本部分将从抽象空间的概念出发，系统介绍点集拓扑学的核心工具。 第8章：拓扑空间的基础定义 本章定义了拓扑空间的核心元素：开集、闭集、邻域和连续函数。我们将从度量空间（如欧氏空间）出发，自然地导出拓扑结构，并探讨如何构造新的拓扑结构（如子空间拓扑、商拓扑）。对紧致性和连通性的深入讨论将是本章的重点，这些性质是描述空间整体结构的关键不变量。 第9章：连续映射与同胚 本章严格定义了连续函数，并引入了拓扑学的核心等价概念——同胚（Homeomorphism）。通过大量的例子，读者将理解同胚如何捕捉了“拉伸而不撕裂”的直观概念。讨论将扩展到拓扑性质的保持，例如，圆环与咖啡杯在拓扑上是等价的。 第10章：代数拓扑的萌芽：基本群 为了更精细地分类空间，本章引入了代数拓扑学的第一个工具：基本群（Fundamental Group）。详细介绍路径和路径同伦的概念，并计算简单空间的拓扑不变量，例如，圆周$mathbb{S}^1$的基本群$mathbb{Z}$，以及二维圆盘$mathbb{D}^2$的基本群是平凡群。布劳威尔不动点定理将在本章中通过基本群的性质得到优雅的证明。 第11章：流形的概念：光滑空间的推广 本章将前两部分（微分几何）和第三部分（拓扑学）有机结合。流形被定义为局部上看起来像欧氏空间的拓扑空间。我们将研究一维、二维流形（如球面、环面）的拓扑分类。重点介绍流形上的光滑结构，以及张量场、微分形式和流形上的积分概念，为更高阶的微分几何和广义相对论的理解奠定基础。 结语：展望未来 《空间几何与拓扑学导论》不仅提供了从古希腊到20世纪现代数学的空间探索历程，更重要的是，它训练了读者对抽象结构进行精确推理的能力。掌握了这些工具，读者将能更深入地理解现代物理学中的时空概念，以及计算机图形学、数据科学中对高维几何结构的分析需求。 本书特色： 严谨与直觉的平衡： 理论推导详尽，并配有大量几何图像和物理类比辅助理解。 跨学科连接： 明确展示几何学、拓扑学、线性代数与分析学之间的相互依赖关系。 丰富的习题集： 每章末尾均设有从基础验证到开放性研究的习题，旨在巩固理论。 ---

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，物理学是一门极其严谨且充满挑战的学科，对我这样非专业人士来说，往往是望而却步的。但《人文物理（第2版）》的出现，彻底颠覆了我的这种看法。这本书的语言风格非常流畅且富有感染力，作者仿佛是一位经验丰富的向导，引领着我穿梭于物理学的奇妙世界。他没有直接抛出枯燥的公式和定理，而是通过生动形象的比喻，以及一些引人入胜的故事，将那些原本听起来高不可攀的物理概念，变得平易近人。我尤其喜欢他将物理学与人类社会的进步、哲学思想的演变进行对比和连接的方式。例如，在讲到量子力学的不确定性原理时，他并没有停留在概念本身，而是延伸到人类对自由意志的探讨，以及在信息时代我们所面临的种种模糊和不确定性。这种跨越时空的联想，让我觉得无比惊艳。这本书让我感受到，物理学不仅仅是关于物质世界的规律，更是关于人类认识世界、改造世界的一种方式，它渗透在我们生活的方方面面，影响着我们的思维方式和价值观念。

评分☆☆☆☆☆

读完《人文物理（第2版）》，我的第一感觉是，这本书完全超出了我对“物理”二字的固有认知。我原本以为会读到很多关于宇宙大爆炸、黑洞、相对论的硬核科普，结果它更多的是在探讨一种“思考物理”的方式。作者的文笔非常优美，充满了哲学思辨的韵味，他将一些抽象的物理概念，巧妙地融入到对人类文明、艺术、历史的观察之中。我特别喜欢他谈论“尺度”的那一部分，不仅仅是天文和微观的尺度，更是将这种“尺度”的概念，扩展到人类社会、历史进程，乃至我们个体生命的短暂与永恒。这种由宏观到微观，再由物质到精神的转换，让我觉得非常震撼。这本书没有给我提供具体的物理知识点，但它却极大地拓展了我对科学与人文关系的认知。它让我明白，科学的进步并非是线性的，而是与人类整体的文化、哲学、甚至情感需求息息相关。读这本书的过程，更像是在进行一场智识的冒险，不断被新的视角和思考方式所启发。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书我之前完全没听说过，纯粹是在书店里闲逛时偶然翻到的。封面上“人文物理”几个字，就足以让我驻足。我一直对那些能够打破学科界限、触及事物本质的书籍充满兴趣。拿到《人文物理（第2版）》后，我被它独特的视角深深吸引。作者的文字不像传统的物理科普那样，充满公式和专业术语，而是以一种更加诗意、更加哲学化的语言，来探讨物理学。他并没有直接解答“为什么会是这样”，而是引导你去思考“为什么我们会这样去理解”。我印象特别深刻的是，他将物理学中的一些基本原理，例如“对称性”和“守恒定律”，与人类社会的发展、艺术的审美规律，甚至我们对美的定义联系起来。这种跨越学科的联想，让我看到了科学与人文之间意想不到的联系。它并没有教我具体的物理知识，而是让我从一种全新的角度去理解科学，去感受科学与人类文明的深层互动。读完之后，我感觉自己的思维方式被打开了，对世界的认知也变得更加丰富和立体。

评分☆☆☆☆☆

这本书我买来的时候，纯粹是抱着“看个热闹”的心态。我本人并非学物理出身，人文也算不上是我的专业领域，平时也就是偶尔在网上看看那些关于宇宙、哲学、历史的科普文章。拿到《人文物理（第2版）》的时候，我被它的封面设计吸引了，那种简约又带点艺术感的风格，一下子就勾起了我的好奇心。我以为它可能会像我之前读过的一些科普书一样，讲讲黑洞有多么神秘，或者爱因斯坦的相对论有多么颠覆三观。但翻开第一页，我就意识到这可能不是我预想的那种“硬核”物理科普。作者的语言风格很不一样，不像那种冷冰冰的公式堆砌，而是带着一种娓娓道来的叙事感，像是老朋友在和你聊天，聊一些平时可能不敢想、不屑想，或者压根就没往那个方向想过的东西。比如，他会把一些复杂的物理概念，通过一些生活中的小例子，或者是一些艺术作品、历史事件联系起来，让你觉得“哦，原来是这样啊！”。这种感觉特别棒，就像是在一片熟悉的风景里，突然发现了隐藏的另一条小径，而这条小径通往的地方，是你从未想象过的美好。它没有直接灌输给我多少物理公式，更多的是在打开我的思维方式，让我从一个新的角度去看待科学，看待我们所处的世界。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始对这本书并没有抱太高的期待，我通常更喜欢那种能够提供具体知识点、学习方法的书籍。然而，《人文物理（第2版）》却给了我一个完全意想不到的惊喜。它并没有像我预期的那样，给我罗列一堆物理定律或者解题技巧，而是以一种非常独特且引人入胜的方式，将人文的视角融入到了物理学的探讨之中。作者的笔触细腻而富有哲思，他并没有回避那些抽象而深奥的物理概念，但却能巧妙地将它们置于更广阔的人类文明史和哲学思考的框架下。我印象最深刻的是，他讨论时间的时候，不仅仅是从牛顿的绝对时间，到爱因斯坦的相对时间，更进一步地将其与人类对生命的感知、对历史的叙述方式联系起来。这种跨学科的融合，让我觉得非常有启发性。我开始思考，我们之所以会发展出某种物理理论，是不是也受到了我们所处的文化和时代背景的影响？书中的一些案例，比如如何从艺术作品中解读出当时的物理观念，或者从哲学家的思辨中找到物理学的线索，都让我大开眼界。它让我明白，科学并非是孤立的学科，而是与人类的思考、创造、情感紧密相连的。