直觉的力量：科学与工程问题中的简化艺术

作　者：	桑乔伊·马哈詹
出版社：	上海科学技术出版社
丛编项：
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标　签：	暂缺

ISBN	出版时间	包装	开本	页数	字数
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作者简介

　　桑乔伊·马哈詹（Sanjoy Mahajan）：加州理工学院物理学博士，曾任教于麻省理工学院、剑桥大学、欧林工程学院。多年致力于改革理工科课程的教学方式与学习方式。曾在麻省理工学院开设广受好评的公开课“科学与工程中的近似艺术”。

内容简介

本书介绍了科学与工程学中的一种创造性思维方法：通过洞察复杂问题的本质，采用大胆而机智的手段去除繁冗的步骤，一眼看到问题的答案，从而删繁就简、化难为易。本书的涉及面上至理论物理，下至寻常生活，都在运用这种创造性的思维方式来简化并解决复杂的问题。全书共分为三个部分：第一部分叫做“组织复杂性”，讲述的是如何将问题分解成几个部分，并找出各部分之间的联系，再运用类比法加以分析。第二部分名为“忽略复杂性（无信息丢失）”，讨论的是如何筛选关键信息，忽略那些不重要的细节；如何利用科学和工程学中的常用方法，比如寻找守恒量、量纲分析和标度指数分析，来处理数量关系。第三部分探讨了“有信息丢失”时的简化方法。介绍了如何使用近似法和概率估计法等手段来简化问题。此外，还会介绍简谐振动模型及其在自然科学领域的广泛应用。作者精心设计的习题也能帮助你掌握这种思维方法。

图书目录

第一篇组织复杂性

第1章分而治之法………………………………………003

1.1 热身……………………………………………003

1.2 铁路与公路……………………………………006

1.3 树图………………………………………………008

1.4 需求估算…………………………………………011

1.5 对同一个量用多种方法进行估算……………017

1.6 与直觉对话……………………………………018

1.7 物理估算…………………………………………021

1.8 小结及进一步的问题…………………………027

第2章抽象……………………………………………029

2.1 燃烧碳氢化合物释放的能量……………………030

2.2 扔硬币游戏……………………………………034

2.3 抽象的目的………………………………………037

2.4 类比…………………………………………039

2.5 小结及进一步的问题…………………………058

第二篇忽略复杂性且无信息丢失

第3章对称性与守恒 ………………………………………………063

3.1 不变量………………………………………………………063

3.2 从不变性到对称操作…………………………………………073

3.3 物理对称 ………………………………………………………081

3.4 黑箱模型与守恒量……………………………………………083

3.5 能量守恒与阻力………………………………………………093

3.6 飞行………………………………………………………103

3.7 小结及进一步的问题…………………………………………110

第4章正比分析……………………………………………………113

4.1 人口标度………………………………………………………113

4.2 找出标度指数…………………………………………………115

4.3 流体力学中的标度指数………………………………………129

4.4 数学中的标度指数……………………………………………135

4.5 二维中的对数标度……………………………………………139

4.6 优化飞行速度…………………………………………………141

4.7 小结及进一步的问题…………………………………………149

第5章量纲…………………………………………………………151

5.1 无量纲量……………………………………………………153

5.2 一个独立的无量纲量………………………………………163

5.3 更多的无量纲量………………………………………………169

5.4 温度和电荷……………………………………………………185

5.5 原子、分子和材料 ……………………………………………196

5.6 小结及进一步的问题…………………………………………215

第三篇忽略复杂性时有信息丢失

第6章团块化………………………………………………………225

6.1 近似! ………………………………………………………225

6.2 对数标度的取整………………………………………………226

6.3 典型值或特征值………………………………………………230

6.4 将团块化用于形状……………………………………………240

6.5 量子力学……………………………………………………259

6.6 小结及进一步的问题………………………………………265

第7章概率分析……………………………………………………267

7.1 作为信念度的概率：贝叶斯概率 ……………………………267

7.2 合理的范围：为何分而治之法有效 …………………………271

7.3 无规行走：黏性与热流 ……………………………………281

7.4 无规行走的输运………………………………………………298

7.5 小结及进一步的问题…………………………………………313

第8章简单案例……………………………………………………316

8.1 热身………………………………………………………316

8.2 两区域 ………………………………………………………319

8.3 三区域………………………………………………………329

8.4 两个无量纲量…………………………………………………346

8.5 小结及进一步的问题…………………………………………350

第9章弹簧模型 ……………………………………………………356

9.1 键弹簧………………………………………………………356

9.2 能量分析……………………………………………………361

9.3 产生声、光及引力辐射 ……………………………………371

9.4 辐射的效应：蓝天与红日 ……………………………………387

9.5小结及进一步的问题…………………………………………395

一路顺风：长期持久的学习……………………………………………400

参考文献…………………………………………………………………402

索引………………………………………………………………………406