《统计物理和蛋白质折叠讲义》是作者于2004年在清华大学周培源应用数学**，给多种学科背景的学者讲述统计物理在生物学科的应用的讲义基础上形成的。《统计物理和蛋白质折叠讲义》分16章和一个附录。前10章简洁地归纳了生命科学中用得着的核心概念，它们分别是熵、麦克斯韦ˉ玻尔兹曼分布、自由能、化学势、相变、相变动力学、关联函数、随机过程和朗之万方程。第11章开始，讲述的侧**逐步转移到生命科学。其中第11章讲述蛋白质结构同生命过程的联系。第12章讲述自组装的生物学过程，第13章介绍蛋白质折叠的动力学机理，第14章讲述蛋白质折叠的指数律，第15章阐述自回避行走和湍流，第16章作为全书的结尾，提出了控制蛋白质一级、二级、三级结构的机制的假设，附录中介绍蛋白质分子中能量级联机制的物理学模型。
《统计物理和蛋白质折叠讲义》以简洁的语言，精辟地提出了可能的研究方向，对于从事生命科学研究的多学科读者都具有指导意义。

本书是由作者在清华大学周培源应用数学**，给包括统计物理知识在内的不同学科背景的听众，介绍生物学研究，尤其是介绍蛋白质结构研究的一系列讲稿组成的。这本书出版很及时，因为给人的感觉是，通过应用统计物理的原理，包括应用统计力学、动力理论及随机过程理论，生物学和生物物理学就经历了高速的发展。
1—10章比较透彻地介绍了统计物理学。本书第二部分（11—16章）的讲述逐步转向生物学的应用。本书的讲述风格是，一旦像自回避无规行走和湍流（15章）等数学/物理原理建立起来，便能讲述生物物理的专题。
“生命过程”从11章开始讨论，这里包括一级、二级、三级结构的基本课题。第16章作为结尾，提出了掌控二级、三级结构的形式和相互作用的基本原理的有用假设。作者尽量回避对经验信息的详细讨论，代之以给出标准出版物的参考目录。有兴趣的读者可以沿着文献指引的方向深入探索，**他们读读由RogerH.Pain主编的Mechanisms ofProtein Folding（Oxford，2000）一书。传统上讲，从蛋白质的氨基酸顺序来预测它的结构是研究蛋白质结构的关键手段。不过近来侧**则开始向研究机制的方向倾斜了。如果读者为了更好地理解这本书而对一般的背景信息感兴趣的话，那就**你读读由Carl Branden和John Tooze的Introduction to Protein Structure（Garland，1999）一书。本书的另一特点是从上述两本书中复制了大量关键性的图。
蛋白质结构问题很复杂，的确所有的问题都很复杂，对它的研究需要采用几种不同的平行方法，这些方法彼此补充才行。因此可想而知，在很长一段时间里，更好地弄懂折叠的机制将有利于推动更好的预估方法的发展。我希望在不多的几年里就能出版本书的
第二版，那就可以把所有新的进展，详尽地充实到书中来。的确，上述提到的两本很有影响的书，已是第二版了。我希望本书在生物物理学科的发展中，也会起到相似的作用。

Foreword
Introduction

1.Entropy
1.1StatisticalEnsembles
1.2MicrocanonicalEnsembleandEntropy
1.3Thermodynamics
1.4PrincipleofMaximumEntropy
1.5Example:DefectsinSolid

2.Maxwell-BoltzmannDistribution
2,1ClassicalGasofAtoms
2.2TheMostProbableDistribution
2.3TheDistributionFunction
2.4ThermodynamicProperties

3.FreeEnergy
3.1CanonicalEnsemble
3.2EnergyFluctuations
3.3TheFreeEnergy
3.4Maxwell'sRelations
3.5Example:UnwindingofDNA

4.ChemicalPotential
4.1ChangingtheParticleNumber
4.2GrandCanonicalEnsemble
4.3Thermodynamics
4.4CriticalFluctuations
4.5Example:IdealGas

5.PhaseTransitions
5.1First-OrderPhaseTransitions
5.2Second-OrderPhaseTransitions
5.3VanderWaalsEquationofState
5.4MaxwellConstruction

6.KineticsofPhaseTransitions
6.1NucleationandSpinodalDecomposition
6.2TheFreezingofWater

7.TheOrderParameter
71Ginsburg-LandauTheory
7.2Second-OrderPhaseTransition
7.3First-OrderPhaseTransition
7.4Cahn-HilliardEquation

8.CorrelationFunction
8.1CorrelationLength
8.2Large-DistanceCorrelations
8.3UniversalityClasses
8.4CompactnessIndex
8.5ScalingProperties

9.StochasticProcesses
9.1BrownianMotion
9.2RandomWalk
9.3Diffusion
9.4CentralLimitTheorem
9.5DiffusionEquation

10.LangevinEquation
10.1TheEquation
10.2Solution
10.3Fluctuation-DissipationTheorem
10.4PowerSpectrumandCorrelation
10.5Causality
10.6EnergyBalance

11.TheLifeProcess
11.1Life
11.2CellStructure
11.3MolecularInteractions
11.4PrimaryProteinStructure
11.5SecondaryProteinStructure
11.6TertiaryProteinStructure
11.7DenaturedStateofProtein

12.Self-Assembly
12.1HydrophobicEffect
12.2MicellesandBilayers
12.3CellMembrane
12.4KineticsofSelf-Assembly
12.5KineticArrest

13.KineticsofProteinFolding
13.1TheStatisticalView
13.2DenaturedState
13.3MoltenGlobule
13.4FoldingFunnel
13.5ConvergentEvolution

14.PowerLawsinProteinFolding
14.1TheUniversalRange
14.2CollapseandAnnealing
14.3Self-AvoidingWalk(SAW)

15.Self-AvoidingWalkandTurbulence
15.1Kolmogorov'sLaw
15.2VortexModel
15.3QuantumTurbulence
15.4ConvergentEvolutioninTurbulence

16.ConvergentEvolutioninProteinFolding
16.1MechanismofConvergentEvolution
16.2EnergyCascadeinTurbulence
16.3EnergyCascadeinthePolymerChain
16.4EnergyCascadeintheMoltenGlobule
16.5SecondaryandTertiaryStructures

A.ModelofEnergyCascadeinaProteinMolecule
A.1BrownianMotionofaForced
HarmonicOscillator
A.2CoupledOscillators
A.2.1EquationsofMotion
A.2.2EnergyBalance
A.2.3Fluctuation-DissipationTheorem
A.2.4PerturbationTheory
A.2.5Weak-DampingApproximation
A.3ModelofProteinDynamics
A.4Fluctuation-DissipationTheorem
A.5TheCascadeTime
A.6NumericalExample

Index
……

本书是作者于2004年在清华大学周培源应用数学**，给多种学科背景的学者讲述统计物理在生物学科的应用的讲义基础上形成的。全书分16章和一个附录。前10章简洁地归纳了生命科学中用得着的核心概念，它们分别是熵、麦克斯韦ˉ玻尔兹曼分布、自由能、化学势、相变、相变动力学、关联函数、随机过程和朗之万方程。第11章开始，讲述的侧**逐步转移到生命科学。其中第11章讲述蛋白质结构同生命过程的联系。第12章讲述自组装的生物学过程，第13章介绍蛋白质折叠的动力学机理，第14章讲述蛋白质折叠的指数律，第15章阐述自回避行走和湍流，第16章作为全书的结尾，提出了控制蛋白质一级、二级、三级结构的机制的假设，附录中介绍蛋白质分子中能量级联机制的物理学模型。
全书以简洁的语言，精辟地提出了可能的研究方向，对于从事生命科学研究的多学科读者都具有指导意义。