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力學基本問題(全彩版)(精)

  • 作者：楊衛|責編:潘志堅//徐楊峰//孫月
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030786210
  • 出版日期：2024/06/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：302
人民幣：RMB 260 元      售價：元
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內容大鋼
    本書在全景式的視野下，以哲理式、開放式的描述方法，介紹力學學科及其學科交叉的前沿，尤其著重梳理出與之相關的70個基本問題。本書力圖展示：即使是力學這一科學發展的先行學科，也仍然存在很多基本問題尚沒有得到認識、解決。書中以「基礎力學」「流體力學」「固體力學」「交叉力學」四個板塊進行展示：頭尾體現了從基礎到交叉的脈絡，中間嵌入了力學的兩大主流領域。
    本書適合力學領域的同行閱讀，包括高年級本科生、研究生和科研人員，也適用於對力學感興趣的相關領域專家，力求為他們提供學術思想的啟迪。書中很少涉及力學的應用部分和需求牽引部分，這兩部分內容將在其姊妹書《力學工程問題》中加以展述。
作者介紹
楊衛|責編:潘志堅//徐楊峰//孫月
目錄
前言
引言
  0.1  循史：力學的引領式發展
  0.2 前瞻：力學3.0的構架
  0.3  物質世界的力學
  力學基本問題01 怎樣完整、清晰地定義力學的基本內涵？
  力學基本問題02 如何多關聯地體現跨層次、跨介質的過渡？
  0.4  精神世界的力學
第一篇  基礎力學
第1章  確定性與不確定性
  1.1  從牛頓力學到可知論到機械唯物論
  力學基本問題03 區別不同的宏觀與微觀場景（包括宏微觀關聯），如何表示力學量和力學過程內在的確定性和不確定性？我們可以精確地模擬宏觀和微觀世界嗎？
  1.2  理性力學與公理化體系
  1.3  本原不確定性：海森堡原理
  1.4  隨機與統計：薛定諤方程的演變
  力學基本問題04 量子不確定性和非局部性背後是否有更深刻的原理
  1.5  自然法則的不確定性：對因果律的爭論
  力學基本問題05 為什麼可以超距實現量子信息的糾纏，它對應于什麼樣的信息糾纏力？
  1.6  數學不確定性：非線性、分叉、混沌與奇怪吸引子
  力學基本問題06 我們是否能夠更準確地預測災害性事件（海嘯、颶風、地震）？
  1.7  信息不確定性：模糊力學
  1.8  宏觀不確定性
  力學基本問題07 有可能預知未來嗎？
第2章  連續與離散
  2.1  稠密性與連續性
  2.2  連續與離散的跨層次交替
  2.3  泡利不相容原理
  2.4  量子化：能量、空間與時間
  力學基本問題08 時空的最小尺度是多少？
  2.5  符號主義：數理邏輯與算符演繹
第3章  因果與關聯
  3.1  力學基本規律的因果陳述：從墨子到亞里士多德到牛頓
  3.2  因果表達的對稱性與美感
  力學基本問題09 宏觀世界的因果表達為什麼具有對稱性？
  3.3  從還原論到歸納法
  3.4  唯象理論：從現象關聯到數據關聯
  3.5  人工智慧的三個來源
  3.6  非結構化數據
  3.7  關聯度空間與數據驅動
  力學基本問題10 數據會主動地進行關聯嗎？數據什麼時候會產生思想？它能否成為一種新的科學範式？
  3.8  因果律與關聯律的互鑒
第4章  時間的指向與時空觀
  4.1  時間指向與記憶衰減原理
  力學基本問題11 為什麼時間似乎只朝一個方向流動？
  力學基本問題12 為什麼力學定解方程的不同部分有不同的時間箭頭作
用？逆時演化或多路徑演化可能嗎？
  4.2  老化與回復
  4.3  熵增原理與不可逆過程
  4.4  量子態的時空觀
  力學基本問題13 量子多體糾纏比量子場更為基本嗎？

  4.5  物質態的光速不可逾越與量子信息態的瞬時改變
  力學基本問題14 為什麼真空光速為定值？我們能以光速行駛嗎？
  力學基本問題15 我們最多可以將粒子加速到多快？
  4.6  時間的最小步長
第5章  質量的起源與表象
  5.1  牛頓質量：物質的含量
  5.2  質量與速度：愛因斯坦的質能公式
  力學基本問題16 質量可以轉化為能量，能量可以凝聚為質量嗎？
  5.3  質量與時空的交織：廣義相對論與引力波
  力學基本問題17 什麼是引力？
  力學基本問題18 愛因斯坦的廣義相對論是正確的嗎？
  5.4  費米子與玻色子
  力學基本問題19 什麼是物質的最小組成部分？
  5.5  中微子的質量與中微子振蕩
  5.6  楊米爾斯場與質量的缺失
  力學基本問題20 質量的起源是什麼？
  5.7  質量賦予機制：希格斯理論
  5.8  質量描述：自發對稱性的破缺
  力學基本問題21 會有「萬有理論」嗎？
  力學基本問題22 能找到宇宙中所有未呈現的物質嗎？
第二篇  流體力學
第6章  NS方程與湍流
  6.1  千禧年的七大數學問題
  6.2  NS方程解的存在性與光滑性
  力學基本問題23 NS問題會得到解決嗎？
  力學基本問題24 NS方程、玻爾茲曼方程和薛定諤方程三者之間有何聯繫？
  6.3  從機翼繞流看渦街和湍流的形成
  6.4  湍流的統計理論
  6.5  湍流層次律
  力學基本問題25 湍流的最終統計不變性是什麼？
  力學基本問題26 湍流的能量級聯與氣體連續變化的分子自由程有關嗎？
  6.6  湍流的場平均與模式理論
  力學基本問題27 如何利用AI來封閉NS方程的平均場計算？
  6.7  湍流的結構理論
  6.8  湍流的能量級聯
  力學基本問題28 如何融匯湍流的結構理論和統計理論？
  6.9  NS方程的計算
第7章  渦的物質與時空描述
  7.1  渦動力學
  7.2  無黏流體的渦面守恆律
  力學基本問題29 渦面有物質（或類物質）的描述嗎？
  7.3  物質面的拉格朗日描述
  7.4  渦面場演化的跟蹤
  力學基本問題30 對渦結構有幾何（或流形）描述嗎？
  7.5  渦面場的三參數表徵理論
第8章  分子自由程：從稀薄氣體到非牛頓流體
  8.1  分子自由程與結構特徵尺度
  力學基本問題31 如何量化流體性質與分子自由程的關係？
  8.2  玻爾茲曼統計理論
  8.3  格子玻爾茲曼方法

  8.4  玻爾茲曼方程的矩統計
  8.5  稀薄氣體力學的四種表徵形態
  8.6  高階矩統計
  8.7  非牛頓流體
第9章  阻力與升力的極致構象
  9.1  普朗特機翼理論
  9.2  布拉修斯層流邊界層解
  9.3  轉捩與二次擾動
  9.4  湍流邊界層
  9.5  阻力與升力的計算
  力學基本問題32 阻力存在極小值嗎？存在全域超滑行為嗎？
  力學基本問題33 如何找到自適應的最大升力構形？
  9.6  高速列車與極低軌空天飛行器理論
第10章  燃燒與爆轟
  10.1  熱傳導與輻射
  力學基本問題34物質傳熱的極限是什麼？
  10.2  強對流
  10.3  多相流
  10.4  PDF方法
  10.5  湍流燃燒
  力學基本問題35什麼樣的湍流燃燒可以達到最充分的或最快的燃燒？
  10.6  火焰穩定性
  力學基本問題36可實現火焰穩定性的最高超燃馬赫數是多少？
  10.7  爆轟波
第11章  理想強度與理想硬度
  11.1  Frenkel理想強度
  11.2  Griffith缺陷理論
  力學基本問題37理想強度可以實現嗎？
  力學基本問題38理想硬度可以實現嗎？
  11.3  Lindemann理論
  11.4  Born的晶格穩定性理論
  11.5  強硬固體的探求
  11.6  理想硬度：缺陷移動的密集防禦
  11.7  理想強度：消除臨界尺寸以上的缺陷
  11.8  調控塑性：重塑能帶的輸運行為
  力學基本問題39施加應變可以改變固體的輸運性質嗎？
  力學基本問題40壓力誘導的高溫超導的微觀機理是什麼？
第12章  納米尺度下的極端力學
  12.1  低維固體
  力學基本問題41低維固體可以在何種價鍵結構下形成？
  12.2  Rayleigh不穩定性——EUV原理
  12.3  從粉筆到珍珠貝
  力學基本問題42能夠產生仿生命過程的神奇固體行為嗎？
  12.4  高熵合金的應變熔化
  力學基本問題43室溫下單純施加應變可以使固體直接熔化嗎？
  12.5  納米冰單晶纖維的極致彈性
  12.6  原子精度製造
第13章  模量的可控性與輸運性能
  13.1  光、電、磁、聲、力的基本方程與斗篷理論
  13.2  變換效應

  力學基本問題44何種物理場（或耦合場）下的斗篷最難實現？
  13.3  五模材料
  13.4  超材料與輸運性能的調製
  力學基本問題45可以製作出真人大小的隱形斗篷嗎？
  13.5  能帶設計與能帶工程
第14章  缺陷運行的極限速度
  14.1  Eshelby的位錯運行極限速度
  14.2  裂紋運行速度的禁區
  14.3  跨聲速分層理論
  14.4  地震中的超剪切與激波
  14.5  超聲速擴展裂紋
  14.6  超聲速位錯運行
  14.7  高能流引致的缺陷演化
  力學基本問題46缺陷傳播的極限速度是什麼？是波速、光速、還是超距？
第15章  可編程固體
  15.1  多物理場下的固體變形
  15.2  感測/致動/控制與可編程
  力學基本問題47實現可編程固體的主要瓶頸是什麼？
  15.3  3D列印技術
  15.4  4D列印技術與時空設計
  15.5  從智柔體到生命體
  力學基本問題48如何在智柔體中注入生命元素？
  力學基本問題49物質如何被編碼而成為生命材料？
  力學基本問題50為什麼生命需要手性？
……
第三篇  固體力學
第四篇  交叉力學
結束語


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