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R. K. Pathria 和 Paul D. Beale合著的“统计力学”内容简介: 热度 1 Fangjinqin 2017-5-23 18:00; R. K. Pathria 和 Paul D. Beale 合著 “统计力学” 内容简介本书系根据英国珀珈芒出版社(Pergamon Press) (或学术出版社, Academic Press ) 出版，系 R. K. Pathria 和 Paul D. Beale 合著的 “统计力学”一书2011年第三版，由方锦清和戴越译出，中国教育出版社即将出版. 全书共十六章。首先阐述了经典统计力学理论，包括热力学的统计基础和系综理论的基本原理，讨论了微正则系综、正则系综和巨正则系综。随后, 将系综概念和量子力学概念相结合，详细讲述了量子统计力学,并将其表述形式具体应用于遵循玻色-爱因斯坦统计法和费米-狄拉克统计法等系统。同时，讨论了统计力学的若干其它重要课题：相互作用系统的统计力学主要方法（集团展开法、赝势法和量子化场方法）；相变理论（各种模型的严格解、重正化群方法）；早期宇宙的热力学;非平衡态统计力学和涨落理论,以及蒙特卡罗和分子动力学模拟方法等，还有若干相关附录和练习题。本书可作为物理、化学和交叉科学（如复杂性科学、网络科学等）专业的研究生教材，亦可供相关专业的高年级本科生、科研人员和教师参考。; 个人分类: 信息交流|4437 次阅读|1 个评论

《统计力学》第三版译者序言: 热度 6 Fangjinqin 2017-5-23 17:53; 《统计力学》第三版译者序言方锦清本书第一版中译本曾于1985和1986年由中国高等教育出版社分上、下册出版，译者湛垦华和方锦清是根据本书作者R. K. Pathria1977年的《统计力学》修订本翻译的。迄今为止，本书在我国高等教育中已经沿用三十多年了，它在我国统计力学教学和科研中已经发挥了良好的作用，产生了比较广泛的影响。但是，随着现代科学技术的突飞猛进，从20世纪80年代开始，特别是1985年以后，国际上统计力学相关的许多课题发生了巨大变化，并取得了重要进展。为了反映这些最新的科研成果，作者于1996年修订出版了《统计力学》第二版。2009年作者Pathria又邀请Paul D. Beale作为共同作者，对于原书进行了大量的补充完善工作，这次中译本就是根据2011年他俩合作出版的最新《统计力学》英文第三版重新翻译出版的。由于中译本的原来译者之一湛垦华先生已经辞世多年，本人作为合作译者，经与高等教育出版社商定，大胆聘用时为博士生的戴越参加《统计力学》英文第三版合作翻译工作。我们经过两年多的努力，于2014年已合作完成这本新版《统计力学》的中译本，可惜鉴于出版社编辑繁忙等缘故，才拖延到了2017年，终于要与广大读者见面了。统计力学的理论和方法，博大精深，普适性大，应用广泛。国内外对于统计物理知识的需求一直非常迫切，任何新的成果进展都备受国内外各个领域的高度重视和普遍关注，并不断推动着新兴科学的诞生和发展。本书按照量子力学的精神来论述系统的宏观描述与微观描述之间的物理联系。因此，贯穿全书有两个主要论点：用一组量子态来表征一个物理系统的动力学特性；由这些量子态的多重性来确定物理系统的热力学之特性。书中详尽地论述了物理系统的平衡态理论，对量子统计学的一些最新应用也作了深入浅出的介绍，其中包括了著者自己的贡献。本书第三版增加的最重要课题之一是，玻色-爱因斯坦凝聚现象及其理论方法。20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦早在20世纪20年代就提出玻色-爱因斯坦凝聚（BEC)现象的科学预言，但是由于实验上技术限制迟迟难以实现。正是“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”，1997年美籍华人物理学家朱棣文因“发明了用激光冷却和俘获原子的方法”荣获诺贝尔物理学奖。令人可喜的是，正是激光冷却与囚禁中性原子的技术迅速发展才为BEC的研究提供了及其优越的现代实验技术，终于在1995年从实验上观察实现了气相原子的BEC现象。美国科罗拉多大学实验天体物理联合研究所(JILA)和国家标准技术研究所(NIST)的威曼（Wieman）小组于1995年7月首先报道了在实验上观察到的Rb87原子的BEC现象；同年８月，美国莱斯大学（Rice University）的布拉德利（Bradley）小组报道了Li7原子的BEC的观察结果；11月，美国麻省理工学院（MIT）的戴维斯（Davis）等人又报道了Na23原子的BEC的实验结果．这三个实验宣告了在超冷气体实验实现了BEC。一石激起千层浪，在全世界物理界引起了强烈反响，成为国际研究玻色-爱因斯坦凝聚的一个重要里程碑而载入物理学史册。尔后，21世纪初又在简并费米气体中实现了BEC，这些突破性进展导致了不少学科，诸如原子物理、分子物理、光学和复杂网络等出现了革命变化，也为人们理解复杂系统，尤其是凝聚态系统的量子行为和复杂性提供了一条宝贵途径和有力的理论武器。现在已经建立了一套解析理论来研究有限系统中玻色-爱因斯坦凝聚的行为(如玻色-爱因斯坦凝聚的有限尺度行为)。令人感兴趣和值得关注的是，在《统计力学》第三版里，首先增加的新内容就是“在超冷原子气体中玻色-爱因斯坦凝聚和简并费米气体行为”。作为新兴交叉科学的一个典型，20世纪与21世纪之交，复杂网络的研究取得了突破性进展,其中统计力学方法就是一个重要的有力武器。其突出表现在1999年物理学家艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西（A. L. Barabasi）和他的博士生阿尔伯特（R. Albert）合作，他们正是利用统计物理方法发现了现实世界复杂网络系统中普遍存在的无标度网络及其无标度特性。而在1998年，博士生瓦茨（Watts）与他的导师史蒂文·斯托罗加茨（Strogatz）发现了小世界网络。上述两大发现标志着一门崭新的广泛的交叉科学——现代网络科学诞生了，十几年来，它正以迅猛之势在国内外继续深入发展，其应用前景非常广阔。更令人惊奇的是，21世纪初，在一些真实世界的复杂网络动态演化中居然发现了类似的玻色-爱因斯坦凝聚现象。与宏观网络不同，量子网络系统的基本特征是其节点可是粒子能级或可观粒子组成，它们从物理上反映微观粒子的动力学和拓扑性质的演化。例如，量子玻色（Bose）网络，尽管它可能是非平衡的或不可逆的，值得注意的是网络的演化可映射为玻色气体的变化，特点是：网络节点对应于能级，其连接线表示粒子。这时一个节点吸引了大量的连接线（反映能级大小），其演化成类似于一种星形网络结果，即导致了类似于玻色－爱因斯坦凝聚现象。其中，具有重要价值的复杂网络适应性模型能够和玻色气体之间建立精确的数理对应关系。这意味着适应性网络和玻色气体在其物理行为的原理上是相同的。这里网络的“适应性”大小取代了BEC中的能量大小，网络中的每个节点分别对应玻色气体中的一个能级。复杂网络和巨大的量子气团相似，其中的链接行为类似于亚原子粒子。这种对应关系带来的最重要结果是，某些实际网络会出现BEC现象。最值得庆幸的是，正是因为发现复杂网络中的玻色-爱因斯坦凝聚现象，因此，复杂网络的一些特性及其带来的效应将微观和宏观世界有机地联系在一起，从而将网络科学研究从过去长期由数学中图论占主导地位一下子推进到了物理学的怀抱，现代统计力学已经名副其实成为网络科学的两大理论支柱之一，显示了现代统计力学方法的魅力和惊奇所在。 2002 年无标度网络的发现者A·L·巴拉巴西和R·阿尔伯特在美国顶级刊物《现代物理评论》发表了长篇评述：“复杂网络的统计力学”（Statisticalmechanics of complex networks. Rev. Mod. Phys., 2002, 74, 47-98.），系统评价了统计力学理论方法及其在复杂网络中的应用。2011年在本人与毕桥的合著《网络科学与统计物理方法》（北京大学出版社）中，系统总结了主持负责的国家自然科学第一个网络科学重点基金项目等课题研究中取得的成果和经验，阐明了统计力学对网络科学研究的关键作用、具体表现和重要贡献。毫无疑问，迄今统计力学方法与数学图论同等并列为网络科学的最重要两大理论基石。毫不夸张地说，物理学家与各个不同领域学者在这个最大跨学科——现代网络科学及其应用研究中，已经发挥了并必将继续发挥着举足轻重的促进作用。另一个值得注意的是，《统计力学》第三版特别增加了三章新内容，系统全面地论述了复杂系统里的一个关键课题：相变理论。分别总结了：临界性、普适性和标度性（第12章）；各种模型的严格结果（第13章）和重正化群方法（第14章）。第15章涨落与非平衡统计力学，比原来新增一节涨落-耗散定理，突出了非平衡统计力学问题，当然对这个令人关注的课题还有待深入发展。另外，第三版还增加了二章，涉及早期宇宙的热力学和计算机模拟（方法），以及各章补充了习题和附录等，这样使得第三版《统计力学》内容更加丰富，课题更加先进，方法更为完善。因此，我愿意把该书推荐给我国高校和科研院所的广大读者，希望有利于大家在学习和借鉴的基础上，举一反三，开拓创新，推动我国科学教育事业的进一步繁荣和发展。这个新译本传承第一版本精神，全书由本人负责组织翻译，大体分工如下：由本人主要承担第1-8章、第10章、第15章、附录A-E；由戴越承担第9章、第11-14章、第16章、附录F-I、序言和索引。我们在此非常感谢：第一版翻译时由江仁寿教授生前的推荐和湛垦华教授的合作，以及钟金城、徐锡申等编校工作。本次第三版新老内容再次认真全部核实和全新译出。戴越对英文版勘误进行了校订。新版编辑过程中所遇到的不明之处，由编辑王超统一请教了如下教授：中科院半导体研究所姬扬、四川大学吴大诚、南京大学物理学院鞠国兴等，他们对本书翻译的宝贵意见和建议；为了确保习题的翻译准确无歧义，出版社还在 “朗道集结号读者QQ群”中请部分读者阅读新增习题的译文。在此，译者向所有对新译本做出贡献的人士致以衷心的谢意。最后，我们要感谢高等教育出版社自然科学学术著作分社的本书责任编辑王超博士，他的耐心、细致和尽责的辛勤工作，确保完成本书的出版任务。限于译者的专业水平、语言水平和沟通不够，译文中难免会有不少错误和不当之处，恳请广大读者发现后予以批评指正。读者可通过本书的微信、微博、读者QQ群（详见封底，群号：373454863）进行反馈，我们也将通过这些渠道发布本书的勘误。方锦清研究员 2014 年11月24日初稿 2017 年5月12日修改于中国原子能科学研究院; 个人分类: 杂谈评论|8301 次阅读|9 个评论

[转载]《理解信念》译者序：科学与信念: 热度 1 Kara0807 2017-4-24 13:39; 《理解信念》译者序：科学与信念王飞跃编者按：《Understanding Beliefs》是人工智能研究中逻辑学派的奠基人之一Nils J. Nilsson的新著。书中，Nils Nilsson教授结合自身经历，探讨了信念的产生、形成、性质、作用、影响及其评价方法，讲述了他的元信念，即他自己关于信念的信念。全书涉及科学、哲学、社会学及心理学，内容丰富，观点新颖，耐人寻味。本书在中科院自动化所王飞跃教授的主导下已经完成翻译工作，书籍的印刷出版也在紧锣密鼓的进行中，德先生后期将陆续发布《Understanding Beliefs》精彩文章并将全网首发该书，敬请感兴趣的读者持续关注德先生。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一年多前，我去 Oregon 拜访退休在 Medford 的斯坦福大学计算机系前主任、人工智能实验室的创始元老 Nils Nilsson 教授。聊天时，望着从自己后院流过的清清小溪， Nils 突然对我说：他越来越不相信绝对真理的存在，真理不过是非常合理而且十分可靠的信念而已！为此，他专门写了本小册子，就是刚由 MIT 出版的《 Understanding Beliefs （理解信念 —— 人工智能的科学理解）》。我一时无语，感到愕然。这似乎与我 “ 认识 ” 的 Nils 不同。我从来都认为 Nils 是推动人工智能研究从 “ 文学 ” 到科学的最大功臣，一生追求科学 “ 真理 ” ，治学极其严谨。自己曾深受其影响，三十多年前花过苦功夫通读了他在机器学习、人工智能和智能机器人方向几乎全部的著作和论文，还写过数篇评论文章。 Nils 曾是以逻辑推理为主导的人工智能 “ 纯净派（ Neats ） ” 的先锋大将，就连实质为连续逻辑的模糊逻辑都被其斥之为 “ 暂时的癖好（ temporary idiosyncrasy ） ” 。因此，他一直给人以 “ 要么绝对真理，要么什么都不是 ” 的绝对 “ 正统 ” 感觉。记得 1992 年自己带学生去加州硅谷 San Jose 参加第一届 AAAI （当时的美国人工智能学会，现在的人工智能促进会）举办的机器人比赛和展示，与时任 AAAI 主席 Nils 不期而遇。当时他对智能机器人的未来发展，态度也是逻辑上之必然的 “ 真理 ” 感觉。眼下 Nils 对真理的 “ 新 ” 认识，多少有些让我感觉是对 “ 真理 ” 的 “ 模糊逻辑 ” 式的理解，相信不是 “ 暂时的癖好 ” 。其实， Nils 现在对真理的看法，更能引起我的共鸣。关于真理，从来就有客观与主观、唯物与唯心的争论。叔本华把真理载体的世界作为意志和表象的合成，尽管不同哲学家对谁为意志谁为表象的看法往往截然相反，但多数认可其关于源自柏拉图的 “ 理念 ” 是意志和表象之间一个中介的观点。或许，信念就是多数人 “ 相信了的理念 ” 之简称，是人们进行思维活动的工具和表达思维活动结果的方式而已。问题是思维本身也是时间或时代的函数。思维是人类认识世界的方式和手段。狭义地讲，就是人们思考问题、表述问题、讨论问题的 “ 框架（ Framework ） ” 。在不同的历史阶段，人们对思维 “ 框架 ” 的认识也不同，古希腊的柏拉图有 “ 蜡板 ” 之说，工业革命前夕的法国哲学家笛卡儿有 “ 天赋观念 ” 之论，英国哲学家洛克还有 “ 白板 ” 理论，等等。正如后来德国哲学家恩格斯所言： “ 每一个时代的理论思维，包括我们这个时代的理论思维，都是一种历史的产物，它在不同的时代具有完全不同的形式，同时具有完全不同的内容 ” 。我们处于什么时代？我们又需要什么样的思维和信念？这是一个重要的问题。我认为人类社会已进入开发波普尔的第三世界 “ 人工世界（虚理世界） ” 的 “ 新 IT ” （ Intelligent Technology 智能技术）时代，我们需要 “ 计算思维 ” 和 “ 智能信念 ” 。对此，作为人工智能和智能机器人的杰出开拓者， Nils 的《理解信念——人工智能的科学理解》一书为我们提供了很好的思考材料和启示途径。在文艺复兴和科学兴起之前，人类追求的主要是神圣的 “ 上帝认可 ” ，期盼 “ 天人合一 ” ，否则心理不安。现代科学体系确立之后，我们的追求变为牛顿定律般永恒的因果律 “ 理性认可 ” ，希望 “ 知行合一 ” ，否者就不彻底。今天，物联网、大数据、云计算等新 IT 技术唤醒了人们对个性化、针对性、瞬变态等 “ 长尾 ” 现象的兴趣与关注，导致具有局部和暂时特性但有效的 “ 关联认可 ” ，特别是 “ 数据关联 ” 的思维与相应的数据挖掘和机器学习等方法与技术。这是 “ 暂时的癖好 ” ，还是发展的时代趋势，我们只能拭目以待。更进一步，生物医学，特别是近来脑科学的研究表明，每个人的思维方式可能都有其特殊的生物结构、生理状态和心脑框架。正如 Nils 在书中所描述的，许多研究表明思维与大脑的生理构造相关，思维活动与一个人生来的 DNA 和脑结构相联，甚至人类语言结构就是大脑组织的反映，这一切更与每个人的人生成长之经历密不可分。这就是维特根斯坦所声称的：人们不仅是在 “ 看东西 ” ，而是 “ 看成什么东西 ” （ People not only see things, they see them as something ）。如此多的主观变数，难怪 Nils 要说：无论柏拉图是怎么想的，我们的思维无法直接通向 “ 永恒的真理 ” 。可是，诚如爱因斯坦所言： “ 整个科学无非就是对日常思维的提炼。 ” 因此我们对于真理、信念、思维等问题的讨论一定要持开放的态度，不要忘记科学中海森伯的 “ 测不准原理 ” ；库恩的思想本质上 “ 不可分度、不可比较、不可交流 ” 的 “ 3C ” 理论；哲学上 “ 明希豪森三难困境（ Munchausen Trilemma ） ” 所揭示的人之理性与智力的局限性。数学家和哲学家怀德海也讲过： “ 没有完全的真理；所有的真理都是半真的。罪恶源于试图把半真的当作全真的。 ” Nils 在书里把我们的科学理论视为人类为自己构造的最大 “ 虚拟现实 ” ，人只能像飞行员一样通过有限的仪表仪器来感受机外的巨大世界。至于对真理或信念的检验问题，借用法官 Holmes 的话就是： “ 使其自身在市场的竞争中被接受，这一想法的威力本身就是对真理最好的检验。 ” 学究一点，我们不妨回访一下 Horkheimer 和 Adorno 及其学派建立批判理论的过程，争取使主观思维和相对思维在大数据和新 IT 时代有所拓展，更加 “ 科学化 ” ，并获得新的应用。英文 Belief 的另一个意思是信仰，我同 Nils 也讨论过信念与信仰的关系。信仰太神秘，不是本书的范围，但 Nils 讲起 “ 信条安慰（ credo consolans ） ” 和书中的一首赞美词： “ 真理像钉子一样坚硬和坚韧，这就是为什么我们需要童话故事，我厌倦了逻辑理论，为什么要我拒绝自己的幻想？ ” 或许，信仰的神秘还是爱因斯坦总结的好： “ 神秘是我们最深刻和最美丽的体验，是一切严肃艺术和科学成就的源泉。 ” 更让我感到神奇的是：在一次飞往旧金山的途中，我一边翻着《理解信念——人工智能的科学理解》，一边看着座舱播放的电影《钢琴家》；当我正看着扉页上手写的 “ 真理的尽头是信仰？ ” ，极力回忆为何写这句话时，影片已至尾声，出现陷入绝境的犹太钢琴家茨皮尔曼与良心发现对其救助的纳粹军官之间的对话：钢琴家：我不知道该怎样感谢你。纳粹军官：感谢上帝，不是我，他让我们活下去。纳粹军官：这就是为什么我们要信仰他。也许，信仰就是人类 “ 活下去 ” 的原因和动力，信念的尽头也是信仰？为此，我后来又重新看了一遍片尾，十分失望地发现英文原文是： Well, that’s what we have to believe ，不是 “ 这就是为什么我们要信仰他 ” ，而是 “ 唉，这就是为什么我们必须相信他 ” 。难道相信（ Believe ）真的就是行动中的信念（ Belief ）？信念就是相信了的理念？所以，不可轻言信仰，从信念到信仰需要特殊的行动和过程。现代管理学家德鲁克曾说信仰需要经历绝望： “ 只有通过绝望，通过苦难，通过痛苦和无尽的磨练，才能达至信仰。信仰不是非理性的、伤感的、情绪化的、自生自发的。信仰是经历严肃的思考和学习、严格的训练、完全的清醒和节制、谦卑、将自我服从于一个更高的绝对意愿的结果。每个人都可能获得信仰。 ” 而且，就是经过绝望获得信仰，也不要忘记哲学家罗素的忠告： “ 我永远不会为信仰而死，因为我的信仰可能是错的。 ” 《理解信念——人工智能的科学理解》，就是帮助你建立自己的信念，理性地走完人生通向真理和信仰的完整过程。最后，感谢中科院自动化所袁勇博士、王坛博士、赵红霞博士参与译稿的通读，并感谢机械工业出版社坚喜斌编辑所提供的帮助。王飞跃中国科学院自动化研究所国防科学技术大学在 Nils Nilsson 的家中（ Medford, Oregon, US ）参考文献：王飞跃 . 建立人工智能的数学体系 —— 介绍《 LogicalFoundations of Artificial Intelligence 》 , 计算机科学 , 1989(2):79-80. Nils J. Nilsson. On Logical Foundations of Artificial Intelligence:A Response to the Reviews by S. Smoliar and J. Sowa, Artificial Intelligence,1989, 38(1):132-133. 王飞跃 . 面向计算社会的计算素质培养 : 计算思维与计算文化 , 工业和信息化教育 , 2013(6):4-8. 王飞跃 . 从计算思维到计算文化 , 中国计算机学会通讯 , 2007, 3(11):72-76. 王飞跃 . “ 阿尔法围棋 ” 走向何方 , 光明日报 , 2016 年 07 月 08 日 10 版 . 王飞跃教授主导翻译的《Understanding Beliefs》近期将在德先生旗下“求知书店”全网首发，欢迎关注德先生。; 个人分类: 王飞跃教授|1670 次阅读|1 个评论

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