科学新书榜 | 自然科学类（2024年4月）

科学新书榜

自然科学类（2024年4月）

“科学新书榜”基于科学出版社2024年出版的新书在各大电商平台上个月的销售排行产生，分为自然科学、工业技术、医药卫生和人文社科4类，希望能为您的阅读提供参考借鉴，与您一起阅读科学！

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空间-时间-物质

本书是被誉为20世纪最伟大的数学家之一的德国数学家赫尔曼·外尔(Hermann Weyl, 1885—1955)的名著《空间-时间-物质》(Raum, Zeit, Materie), 是黎曼几何与广义相对论领域的经典著作. 1916年到1917年, 外尔在苏黎世联邦工学院讲授相对论课程时, 力图把哲学思想、数学方法以及物理学理论结合起来, 用自己的思想清晰而严格地阐述广义相对论. 1917年到1919年这几年间, 外尔在几何学与物理学上作出了巨大贡献, 其中最重要的成果之一就是他的专著《空间-时间-物质》, 内容包括：欧几里得空间, 它的数学表示及其在物理学中的作用; 度量连续统; 时空的相对性; 广义相对论共四章. 本书德文第一版于1918年出版, 英文第一版于1922年出版, 至今已有百余年.

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植物功能生态学：从器官到生态系统

本书介绍了植物功能性状的概念、内涵及其发展历史，梳理了植物功能性状的指标体系及其主要分类、制定了适用于植物功能性状的野外调查样地设置规范，以及植物不同器官的样品采集和测量技术规范。同时，本书原创性提出概念体系，如植物群落功能性状、生态系统功能性状、植物功能性状网络、基于功能性状的生产力预测框架等，实现了植物功能性状在复杂生态系统中的多维度拓展（单性状–多性状、单器官–多器官、单物种–多物种），形成了通过植物功能性状探究群落维持机制和生态系统功能优化机制的新思路，构建了以功能性状为核心的生态系统生态学研究和整合生态学研究的新理论框架。

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量子材料序参量和电子显微学

量子材料是 21 世纪凝聚态物理的研究热点，其各种物相及宏观性能与材料中多个序参量（包括点阵、电荷、自旋、轨道及拓扑）密切相关。现代先进电子显微学为在原子尺度表征量子材料的诸序参量及其关联机制提供了强有力的工具。本书在介绍电子显微学原理的基础上，系统介绍了如何采用电子显微学方法测量和研究量子材料序参量，并总结了对铁性材料、磁光材料、高温超导材料等进行序参量测量和协同性研究的成果。

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Python数值分析算法实践

本书以数值分析原理为纲,以算法设计为本,基于Python语言,详细介绍了原理分析到“自编码”算法设计与应用的过程和思想,旨在提升学生的数值计算和实践编码能力,其数值算法设计思想可迁移到机器学习和深度学习,为学术深造和应用研究奠定科学计算和自编码基础.本书共包含数值分析的12个领域,教师可以根据不同的学习对象和教学目的选择相应的章节.书中计算方法均结合数学原理独立设计算法,并结合经典数值算例辅助学习和理解,且配备了实验题目,使理论与实践、学习与提升相辅相成.

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岩石磁学演绎

本书分为岩石磁学理论篇和应用篇。在理论篇，首先采用通俗易懂的叙述方式，从磁性的源头—能量出发，介绍了矿物具有磁性的原因，并进一步介绍了岩石磁学各参数的来龙去脉，以及测量各参数所采用的技术手段；其次介绍了几种常见磁性矿物的基本磁学特征。在应用篇，综合各磁学参数的复杂变化，探讨了其在利用陆相、海相介质解决环境气候问题及环境污染等方面的应用。

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机器学习数学基础

本书首先介绍机器学习的矩阵代数基础, 包括线性代数基础、范数理论与投影映射、矩阵分解及应用、梯度矩阵; 然后介绍机器学习的概率与优化基础, 包含概率统计与信息论基础、凸函数、优化理论、迭代算法; 最后介绍几个经典的机器学习模型. 阅读本书需要微积分、线性代数和概率论与数理统计的基础知识.

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当代天体物理学导论: 原书第二版

《当代天体物理学导论》第二版经过彻底修订，反映了过去十年中天体物理学发生的巨大变化和进步。本书的内容包括以下几部分。第一部分“天文学的工具”：天球、天体力学、光的连续谱、狭义相对论、光与物质的相互作用、望远镜；第二部分“恒星的性质”：双星系统和恒星参数、恒星光谱分类、恒星大气、恒星内部、太阳、星际介质和恒星形成、主序和主序后恒星的演化、恒星脉动、大质量恒星的命运、恒星的简并遗迹、广义相对论和黑洞、密近双星系统；第三部分“太阳系”：太阳系中的物理过程、类地行星、巨行星的王国、太阳系小天体、行星系统的形成；第四部分“宇宙中的星系”：银河系、星系的性质、星系演化、宇宙的结构、活动星系、宇宙学、早期宇宙。书后还有附录部分。

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凸分析

凸分析的主要研究对象是欧氏空间中的凸集合和凸函数，以锥、次微分和对偶理论为核心, 建立了优化问题的最优性条件，并构建了现代非光滑和变分分析的基础. 本书共分三章：第 1 章主要介绍相关的基本概念和工具，包括欧氏空间、拓展实值函数、函数半连续性、包算子、仿射映射等；第 2 章聚焦于凸集和凸锥以及各自诱导的包算子，主要内容包括凸包、相对拓扑、锥近似、投影、Moreau 分解和分离定理等；第 3 章聚焦于凸函数，主要内容包括凸函数的仿射下界、Moreau 包络、连续性、对偶理论、次微分等.

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地震学中的Lamb问题.下

本书分为上下册，以地震学中经典的Lamb问题为主题，系统地论述了地震学的基础理论以及Lamb问题的两种解法。上册介绍了理论地震学的基础知识，并在回顾Lamb问题研究历史的基础上，系统地介绍了Lamb问题频率域解法的基础理论和数值实现；下册主要探讨Lamb问题的时间域解法，运用Cagniard-de Hoop方法，首先对二维问题得到闭合形式的解答，然后对三维问题，在得到积分表达的基础上，分别针对三类Lamb问题以及推广的运动源Lamb问题做细致的分析，最终得到时间域的广义闭合形式解答。本书对理论和方法的叙述力求详细、清楚，便于读者自学。

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生物地磁学——现象、机理及应用

生物地磁学是由地磁学与生命科学交叉融合形成的分支学科，主要研究地磁场及其变化对生物影响的机理和规律，分析生物感磁起源与机制，以及生物记录的地磁场信息等，对于揭示地球系统中地磁场对生物圈演化的作用具有重要意义。本书系统总结了生物地磁学的最新研究进展，包括在地磁场变化性、生物趋磁性起源与演化、动物地磁导航行为与机制、生物响应极端弱磁场的机制、生物源磁性纳米矿物及其在古地磁学和生物医学的应用等研究中取得的原创性成果。本书写作深入浅出，内容系统丰富。

（本文编辑：刘四旦）

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