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维基百科:台湾教育专案/台大物理系服务学习/112-2/古典力学 (戈德斯坦书籍)

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Classical Mechanics
第二版封面
作者Herbert Goldstein（英语：Herbert Goldstein）
类型Non-fiction
语言英语
主题经典力学
发行信息
出版机构Addison-Wesley
出版时间1951, 1980, 2002
出版地点United States of America
媒介Print
页数xviii + 638
规范控制
ISBN978-0-201-65702-9

《古典力学》是由哥伦比亚大学教授Herbert Goldstein（英语：Herbert Goldstein）撰写的教科书。此书面向高年级大学生和研究生，自1950年首次出版以来，一直是全球该学科的重要参考书之一。[1][2]

概要[编辑]

在第二版中，戈德斯坦修正了所有被指出的错误，新增了一章关于微扰理论的内容，增加了一节有关伯特兰定理的内容，以及另一节关于诺特定理的内容。其他论点和证明也被简化和补充。[3]

在2005年主作者去世之前，此书发行了第三版，与南卡罗来纳大学的Charles P. Poole教授和John L. Safko教授合著。[4] 在第三版的书中，详细讨论了牛顿力学的各种数学上复杂的重新表述，即应用于粒子、刚体和连续介质的分析力学。此外，它还详细介绍了古典电磁学、狭义相对论以及经典场论和相对论性场论，还附有关于群论的附录。第三版新增了一章关于非线性动力学和混沌的内容，一节关尤拉和拉格朗日获得的三体问题精确解的讨论，以及解释约瑟夫森结的阻尼驱动摆的讨论。为了防止第三版超过前一版的篇幅，对一些章节进行了删减。例如，由于埃尔米特矩阵与量子力学与量子力学较有关因此其讨论被省略，另外劳斯程序和不含时微扰理论的讨论也被删减。 [5]

目录(第三版)[编辑]

版本[编辑]

  1. Goldstein, Herbert. Classical Mechanics 1st. Addison-Wesley. 1950. 
  2. Goldstein, Herbert. Classical Mechanics 1st. Addison-Wesley. 1951. ASIN B000OL8LOM. 
  3. Goldstein, Herbert. Classical Mechanics 2nd. Addison-Wesley. 1980. ISBN 978-0-201-02918-5. 
  4. Goldstein, Herbert; Poole, C. P.; Safko, J. L. Classical Mechanics 3rd. Addison-Wesley. 2001. ISBN 978-0-201-65702-9. 

回响[编辑]

第一版[编辑]

哥伦比亚大学的S.L. Quimby认为，第一版的前半部分专门介绍了拉格朗日力学的发展，包括速度相关位能的处理，这在电磁学中非常重要，并且使用凯莱-克莱因参数和矩阵代数来处理刚体动力学。之后是对哈密顿力学的全面而清晰的讨论。每章结尾的参考文献提高了这本书的价值。Quimby认为，尽管这本书适合为量子力学做准备的学生，但并不适合对分析力学感兴趣的学生因为它的处理过于简略。Quimby称赞了这本书的印刷和装订品质，使其非常吸引人。[6]

在《富兰克林学会杂志》中，Rupen Eskergian认为《古典力学》第一版以成熟的视角探讨了该主题，使用了向量和张量表示法，并且重视变分方法。该书以回顾基础概念开始，然后介绍了虚功原理、限制条件、广义座标和拉格朗日力学。同一章节中还讨论了散射、连心力和两体问题。与大部分的力学书不同，本书详细描述了位力定理。对正则变换、接触变换、哈密顿-雅可比理论和作用量-角度坐标的讨论之后，介绍了几何光学和波动力学。Eskergian认为这本书是通往现代物理学的桥梁。[7]

L. Rosenhead在《数学公报（英语：The Mathematical Gazette）》上评论《古典力学》第一版时，祝贺戈德斯坦对古典力学的清晰叙述引向现代理论物理学。他认为这本书将经得起时间的考验，与埃德蒙·泰勒·惠特克的《解析动力学（英语：Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies）》和阿诺·索末菲的《理论物理学讲义（英语：Lectures on Theoretical Physics）》等公认的经典著作齐名。这本书内容完整，适合已完成大学前两年数学和物理课程的学生。每章末附有评论和参考文献，以及一些例题，增加了本书的价值。Rosenhead还对本书中的图表、索引和印刷品质表示赞赏。[8]

第二版[编辑]

第二版的封面

关于第一版的第二刷，纽约大学数学研究小组的Vic Twersky认为这本书具有教育价值，它以清晰简单的方式解释了内容，而且幽默又不显得牵强。该书出版于1950年代，作为一部现代的古典力学教材，取代了过时且零散的论文和补充材料，通常用于初级研究生课程中。书中包含例题和习题，展示了古典力学与物理学其他分支之间的联系，包括声学、电动力学、热力学、几何光学和量子力学。书中还有一章专门介绍场和连续介质的力学。每章结尾附有参考文献列表，并有作者对每个文献的评论。特维尔斯基表示，戈德斯坦的《古典力学》相比惠特克的的更古老的《解析动力学》更适合物理学家，因为他认为后者更适合数学家。[1]

密歇根州底特律的一位讲师E. W. Banhagel观察到尽管《古典力学》第一版仅需要多变量和向量微积分的知识，但成功地向学生介绍了一些物理学中的新概念。数学工具则根据需要逐步引入。他认为每章末尾附带的注释参考文献具有很高的价值。[9]

第三版[编辑]

来自中阿肯色大学的Stephen R. Addison评论道，尽管《古典力学》第一版本质上是一部带有练习的论文，但第三版的学术性有所减弱，已变得更像一本教科书。这本书对于那些准备学习量子力学的学生最有用。与第二版相比，第三版中大多数的呈现方式没有改变，然而许多旧的参考文献和脚注被删除了。关于作用量-角度坐标与哈密顿-雅可比方程、旧量子论、波动力学和几何光学之间关系的部分被移除。第7章处理狭义相对论，经过大量修订后，对于想要研究广义相对论的学生可能比前几版的对应部分更有用。第11章提供了一个清晰但稍微过时的经典混沌概述。附录B可能对高年级学生复习有所帮助，但篇幅过短而不足以用来学习。总而言之，Addison认为这本书依然是十八世纪和十九世纪理论力学方法的经典教材；那些对以微分几何和李群语言表达的现代方法感兴趣的人应参考Vladimir Arnold的《古典力学的数学方法（英语：Mathematical Methods of Classical Mechanics）》。[4]

Corrected Figure 3.13. 原标题: 当 时，连心力作用下的运动轨道略微偏离圆形轨道。

纽约市立大学的Martin Tiersten指出了这本书中的一个严重错误，错误在三版中都存在，甚至还被放到了书的封面上。一个闭合轨道，在第80页的一张图表（如图3.7）中有所描述，对一个具有引力的连心力是不可能的因为这条路径不能朝着力的中心凹。在第91页（如图3.13）中还出现了一个类似错误的图表。Tiersten指出，这个错误之所以长期未被注意到，是因为高级力学教材在处理中心力问题时通常不使用向量，特别是加速度向量的切向和法向分量。他写道：“因为一个引力总是指向力的中心，所以在转折点处朝向曲率中心的方向必须指向力的中心。”对此，Poole和Safko承认了这个错误，并表示他们正在制作一份勘误表。[2]

另见[编辑]

References[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Goldstein, Herbert; Twersky, Vic. Classical Mechanics. Physics Today（英语：Physics Today）. September 1952, 5 (9): 19–20. Bibcode:1952PhT.....5i..19G. doi:10.1063/1.3067728 （英语）. 
  2. ^ 2.0 2.1 Tiersten, Martin. Errors in Goldstein's Classical Mechanics. American Journal of Physics（英语：American Journal of Physics） (American Association of Physics Teachers). February 2003, 71 (2): 103. Bibcode:2003AmJPh..71..103T. ISSN 0002-9505. doi:10.1119/1.1533731. 
  3. ^ Goldstein, Herbert. Preface to the Second Edition. Classical Mechanics. Addison-Wesley. 1980. ISBN 0-201-02918-9. 
  4. ^ 4.0 4.1 Addison, Stephen R. Classical Mechanics, 3rd ed.. American Journal of Physics. July 2002, 70 (7): 782–3. Bibcode:2002AmJPh..70..782G. ISSN 0002-9505. doi:10.1119/1.1484149. 
  5. ^ Goldstein, Herbert; Safko, John; Poole, Charles. Preface to the Third Edition. Classical Mechanics. Addison-Wesley. 2002. ISBN 978-0-201-65702-9. 
  6. ^ Quimby, S.L. Classical Mechanics by Herbert Goldstein. Book Reviews. Science (American Association for the Advancement of Science (AAAS)). July 21, 1950, 112 (2899): 95. JSTOR 1678638. doi:10.1126/science.112.2899.95.a. 
  7. ^ Eskergian, Rupen. Classical Mechanics, by Herbert Goldstein. Journal of the Franklin Institute. September 1950, 250 (3): 273. doi:10.1016/0016-0032(50)90712-5. 
  8. ^ Rosenhead, L. Classical Mechanics by Herbert Goldstein. Review. The Mathematical Gazette (The Mathematical Association). February 1951, 35 (311): 66–7. JSTOR 3610571. doi:10.2307/3610571. 
  9. ^ Banhagel, E. W. Classical Mechanics by Herbert Goldstein. Review. The Mathematics Teacher (National Council of Teachers of Mathematics). October 1952, 45 (6): 485. JSTOR 27954117. 

External links[编辑]

Category:1951 non-fiction books（英语：Category:1951 non-fiction books）

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