引力(精)

作者：(美)C.W.米斯納//K.S.索恩//J.A.惠勒|責編:李蓓|譯者:李新洲//李佳牧
出版社：湖南科技
ISBN：9787571034658

出版日期：2025/09/01
裝幀：精裝
頁數：1279

人民幣：RMB 398 元售價：元

內容大鋼

《引力》自1973年首次出版以來，一直是愛因斯坦廣義相對論領域的權威研究生教材。它被《科學》雜誌譽為「教學傑作」，適合一年的物理研究生課程。這本書不僅培養了數代物理學家和天文學家，還持續影響著專家們的思考。它全面闡述了相對論的幾何框架，描述了從恆星到黑洞再到引力波直至引力研究的前沿物理應用。書中採用獨特的雙軌教學法：初階適合一個學期的課程，高階則提供高等課題，適合兩個學期的課程。2017版的前言和序，為讀者提供了書的出版歷史和首版后的重大進展。
本書教導學生掌握平直與彎曲時空中的物理定律、預言數量級的能力、主要的現代幾何計算工具、愛因斯坦物理學的幾何框架，以及中子星、黑洞、引力坍縮、引力波和宇宙學等應用。

作者介紹

(美)C.W.米斯納//K.S.索恩//J.A.惠勒|責編:李蓓|譯者:李新洲//李佳牧

框目錄
插圖目錄
2017年版前言
2017年版序
序
致謝
第Ⅰ篇  時空物理學
  第1章  幾何動力學概要
    1.1  蘋果的寓言
    1.2  有坐標與無坐標的時空
    1.3  失重
    1.4  有坐標和無坐標的局域Lorentz幾何
    1.5  時間
    1.6  曲率
    1.7  物質對幾何的效應
第Ⅱ篇  平直時空中的物理學
  第2章  狹義相對論的基礎
    2.1  概述
    2.2  幾何客體
    2.3  矢量
    2.4  度規張量
    2.5  微分形式
    2.6  梯度和方嚮導數
    2.7  幾何對象的坐標表示
    2.8  離心機和光子
    2.9  Lorentz變換
    2.10  碰撞
  第3章  電磁場
    3.1  Lorentz力和電磁場張量
    3.2  普遍意義下的張量
    3.33  +1觀點與幾何觀點的比較
    3.4  Maxwell方程
    3.5  張量運算
  第4章  ?電磁學和微分形式
    4.1  外微分
    4.2  電磁2-形式和Lorentz力
    4.3  形式闡明電磁學和電磁學闡明形式
    4.4  輻射場
    4.5  Maxwell方程組
    4.6  外微分和閉形式
    4.7  來自局域定律的超距作用
  第5章  能量動量張量和守恆定律
    5.1  入門初階
    5.2  3維體積和能量動量張量的定義
    5.3  能量動量張量的分量
    5.4  粒子群的能量動量張量
    5.5  理想流體的能量動量張量
    5.6  電磁能量動量張量
    5.7  能量動量張量的對稱性
    5.84  維動量守恆：積分公式

    5.94  維動量守恆：微分公式
    5.10  ▽×T=0的簡單應用
    5.11  角動量
  第6章  加速觀測者
    6.1  用狹義相對論分析加速觀測者
    6.2  雙曲運動
    6.3  對加速參考系大小的限制
    6.4  均勻加速觀測者承載的4—標架
    6.5  任意加速度觀測者的Fermi-Walker移動4—標架
    6.6  加速觀測者的局域坐標系
  第7章  引力與狹義相對論不相容性
    7.1  將引力併入狹義相對論的嘗試
    7.2  由能量守恆導出引力紅移
    7.3  引力紅移意味著時空彎曲
    7.4  引力紅移作為等效原理的證據
    7.5  局域平直，整體彎曲
第Ⅲ篇  彎曲時空的數學
  第8章  微分幾何：概述
    8.1  第Ⅲ篇概述
    8.2  初階和高階的比較：觀點和功力上的差異
    8.3  幾何的三個層面：圖示、抽象和分量
    8.4  彎曲時空中的張量代數
    8.5  平行移動，協變導數，聯絡係數，測地線
    8.6  局域Lorentz參考系：數學討論
    8.7  測地線偏離和Riemann曲率張量
  第9章  微分拓撲學
    9.1  無度規、無測地線時空的幾何對象
    9.2  「矢量」和「方嚮導數」升華為切矢量
    9.3  矢量的基，分量和變換定律
    9.4  1-形式
    9.5  張量
    9.6  對易子和圖示技術
    9.7  流形與微分拓撲學
  第10章  仿射幾何學：測地線，平行移動和協變導數
    10.1  測地線和等效原理
    10.2  平行移動和協變導數：圖示方法
    10.3  平行移動和協變導數：抽象方法
    10.4  平行移動和協變導數：分量方法
    10.5  測地線方程
  第11章  測地線偏離和時空曲率
    11.1  曲率壓軸
    11.2  相鄰測地線的相對加速度
    11.3  潮汐引力與Riemann曲率張量
    11.4  繞閉曲線的平行移動
    11.5  平直性等價于Riemann曲率為零
    11.6  Riemann法坐標系
  第12章  彎曲時空語言下的Newton引力
    12.1  Newton引力概要
    12.2  Newton時空的層次
    12.3  Galileo坐標系

    12.4  Newton引力的無坐標幾何闡述
    12.5  物理學的幾何觀點：一個評論
  第13章  Riemann幾何：度規作為一切的基礎
    13.1  狹義相對論的局域有效性施於幾何的新特徵
    13.2  度規
    13.3  彎曲時空幾何中的測地線對應于局域Lorentz幾何中的直線
    13.4  測地線作為極值固有時的世界線
    13.5  由度規導致的Riemann的性質
    13.6  加速觀測者的固有參考系
  第14章  曲率計算
    14.1  曲率作為理解物理學的工具
    14.2  構建Einstein張量
    14.3  更有效的計算
    14.4  測地線的Lagrange量方法
    14.5  曲率2-形式
    14.6  用外微分形式計算曲率
  第15章  Bianchi恆等式和邊界的邊界
    15.1  Bianchi恆等式概要
    15.2  Bianchi恆等式作為「邊界的邊界為零」的一種表現
    15.3  轉矩：縮並Bianchi恆等式的關鍵
    15.4  轉矩的計算
    15.5  從「邊界的邊界為零」看轉矩守恆
    15.6  轉矩守恆的微分形式表示
    15.7  從轉動矩守恆到Einstein的幾何動力學：預覽
第Ⅳ篇  Einstein的幾何引力理論
  第16章  等效原理和「引力場」的測量
    16.1  概述
    16.2  彎曲時空中的物理定律
    16.3  等效原理中的因子序問題
    16.4  測量空間和時間間隔的尺和鍾
    16.5  引力場的測量
  第17章  質量-能量如何產生曲率
    17.1  場方程表述的中心思想是源的自動守恆
    17.2  源的自動守恆：動力學必然
    17.3  宇宙學常數
    17.4  Newton極限
    17.5  公理化Einstein理論？
    17.6  「沒有前幾何」：Einstein理論與其他引力理論的重大區別
    17.7  回顧Einstein方程的歷史
  第18章  弱引力場
    18.1  引力的線性理論
    18.2  引力波
    18.3  引力對物質的效應
    18.4  近Newton引力場
  第19章  引力系統的質量與角動量
    19.1  弱引力源的外場
    19.2  質量和角動量的測量
    19.3  完全相對論性源的質量和角動量
    19.4  閉宇宙的質量和角動量
  第20章  4維動量和角動量的守恆定律

    20.1  概述
    20.24  維動量與角動量的Gauss通量積分
    20.34  維動量和角動量的體積分
    20.4  為何引力場的能量不能局域化
    20.5  總4維動量和角動量守恆定律
    20.6  從場方程導出運動方程
  第21章  變分原理和初值數據
    21.1  動力學需要初值數據
    21.2  Hilbert作用量原理和Palatini變分法
    21.3  物質Lagrange量和能量動量張量
    21.4  將時空分裂成時間和空間
    21.5  內稟曲率和外賦曲率
    21.6  Hilbert作用量原理和在時空分解Arnowitt-Deser-Misner對它的修正
    21.7  幾何動力學的Arnowitt，Deser-Misner表述
    21.8  時間的朝前積分
    21.9  薄三明治框架中的初值問題
    21.10  時間對稱和時間反對稱初值問題
    21.11  確定4維幾何的York「手柄」
    21.12  Mach原理和慣性的起源
    21.13  連接條件
  第22章  熱力學，流體力學，電動力學，幾何光學和動理學理論
    22.1  本章的動機
    22.2  彎曲時空中的熱力學
    22.3  彎曲時空中的流體力學
    22.4  彎曲時空中的電動力學
    22.5  彎曲時空中的幾何光學
    22.6  彎曲時空中的動理學理論
第Ⅴ篇  相對論性恆星
  第23章  球狀恆星
    23.1  引子
    23.2  靜態球狀系統的坐標和度規
    23.3  Schwarzschild坐標的物理解釋
    23.4  恆星內部物質的描述
    23.5  結構方程
    23.6  外引力場
    23.7  如何建立恆星模型
    23.8  靜態恆星的時空幾何
  第24章  脈衝星和中子星；類星體和超大質量恆星
    24.1  概述
    24.2  恆星演化的終點
    24.3  脈衝星
    24.4  超大質量恆星和恆星的不穩定性
    24.5  類星體和星系核的爆發
    24.6  相對論性星團
  第25章  Schwarzschild幾何中運動的主要新特徵是「深勢坑」
    25.1  從Kepler定律到Schwarzschild幾何中運動的有效勢
    25.2  對稱性和守恆定律
    25.3  Schwarzschild幾何中的運動守恆量
    25.4  引力紅移
    25.5  粒子的軌道

    25.6  Schwarzschild幾何中的光子、中微子或者引力子軌道
    25.7  球狀星團
  第26章  恆星的脈動
    26.1  動機
    26.2  立題
    26.3  Euler擾動與Lagrange擾動的對比
    26.4  初值方程
    26.5  動力學方程和邊界條件
    26.6  結果總結
第Ⅵ篇  宇宙
  第27章  理想化的宇宙學
    27.1  宇宙的均勻性和各向同性
    27.2  宇宙的能量動量含量：流體理想化
    27.3  均勻和各向同性的幾何含意
    27.4  宇宙的共動、同步坐標系
    27.5  膨脹因子
    27.6  均勻性超曲面的可能3維幾何
    27.7  流體的運動方程
    27.8  Einstein場方程
    27.9  時間參量和Hubble常數
    27.10  閉宇宙的初等Friedmann宇宙學
    27.11  違背Einstein宇宙學觀念的均勻各向同性宇宙模型
  第28章  宇宙演化到它的目前狀態
    28.1  宇宙的「標準模型」
    28.2  為原初混沌修正的標準模型
    28.3  在初始奇點「之前」是什麼？
    28.4  其他的宇宙學理論
  第29章  宇宙的當前狀態和未來演化
    29.1  決定宇宙命運的參量
    29.2  宇宙學紅移
    29.3  距離-紅移關係式；Hubble常數的測量
    29.4  星等-紅移關係式；減速參量的測量
    29.5  搜尋宇宙的「透鏡效應」
    29.6  今天的宇宙密度
    29.7  目前有關宇宙學參量知識的總結
  第30章  各向異性和非均勻宇宙學
    30.1  為什麼宇宙如此均勻和各向同性？
    30.2  各向異性宇宙的Kasner模型
    30.3  各向異性的絕熱冷卻
    30.4  各向異性的粘滯耗散
    30.5  各向異性宇宙中粒子的創生
    30.6  非均勻宇宙學
    30.7  攪拌大師宇宙
    30.8  視界與微波背景的各向同性
第Ⅶ篇  引力坍縮和黑洞
  第31章  Schwarzschild幾何
    31.1  大質量恆星坍縮是不可避免的
    31.2  引力半徑的非奇異性
    31.3  在處Schwarzschild坐標的行為
    31.4  表現良好的幾種坐標系

    31.5  Kruskal-Szekeres與Schwarzschild坐標系之間的關係
    31.6  Schwarzschild幾何的動力學
  第32章  引力坍縮
    32.1  Schwarzschild幾何的重要性
    32.2  Birkhoff定理
    32.3  坍縮星的外部幾何
    32.4  均勻密度零壓強恆星的坍縮
    32.5  具有內壓強的球對稱坍縮
    32.6  人落入奇點的命運
    32.7  真實的引力坍縮——概覽
  第33章  黑洞
    33.1  為什麼取名「黑洞」？
    33.2  黑洞的引力場和電磁場
    33.3  質量、角動量、電荷和磁矩
    33.4  對稱性和參考系拖曳
    33.5  測試粒子的運動方程?Carter（1968a）?
    33.6  主類光線匯
    33.7  黑洞能量的儲存與移除?Penrose（1969）?
    33.8  可逆變換與不可逆變換?Christodoulou（1970），Christodoulouand Ruffini（1971）?
  第34章  整體技術，視界和奇點定理
    34.1  整體技術與局域技術
    34.2  漸近平直時空中的「無窮遠」
    34.3  因果性和視界
    34.4  視界的整體結構
    34.5  黑洞動力學第二定律的證明?Hawking（1971b，1972a，1973）?
    34.6  奇點定理和「終態問題」
第Ⅷ篇  引力波
  第35章  引力波的傳播
    35.1  觀點
    35.2  真空中「線性理論」的評述
    35.3  線性理論中的平面波解
    35.4  橫向無跡（TT）規範
    35.5  線性引力波中的測地線偏離
    35.6  平面波的偏振
    35.7  引力波攜帶的能量-動量
    35.8  廣義相對論完整理論中的引力波
    35.9  一個精確平面波解
    35.10  精確平面波的物理性質
    35.11  精確的平面電磁波與平面引力波的比較
    35.12  關於精確平面波的新觀點
    35.13  短波近似
    35.14  背景曲率對波傳播的影響
    35.15  引力波的能量動量張量
  第36章  引力波的產生
    36.1  引力波的四極本性
    36.2  用內在功率流表示輻射功率
    36.3  引力波的實驗室發生器
    36.4  引力波的天體物理源：一般討論
    36.5  引力坍縮，黑洞，超新星和脈衝星作為波源
    36.6  作為引力波源的雙星

    36.7  近乎Newton型慢運動源的輻射公式
    36.8  慢運動源的輻射反作用
    36.9  推導輻射公式的基礎
    36.10  在慢運動近似下輻射場的計算
    36.11  輻射反作用勢的導出
  第37章  引力波的探測
    37.1  坐標系和衝擊波
    37.2  機械探測器的加速度
    37.3  機械探測器的類型
    37.4  振動的機械探測器：簡介
    37.5  穩定通量單色波激發的理想化波為主探測器
    37.6  任意通量輻射激發的理想化波主導探測器
    37.7  任意通量輻射激發的一般的波主導探測器
    37.8  雜訊探測器
    37.9  非機械探測器
    37.10  展望未來
第Ⅸ篇  廣義相對論的實驗檢驗
    38.1  在太陽系進行檢驗比在遙遠的太空更容易
    38.2  廣義相對論檢驗分析的理論框架
    38.3  自由落體唯一性原理的檢驗：E?tv?s-Dicke實驗
    38.4  檢驗度規的存在性，它支配著長度和時間測量以及粒子運動學
    38.5  測地線運動的測試：引力紅移實驗
    38.6  等效原理的檢驗
    38.7  未知長程場存在性的檢驗
  第39章  其他引力理論和后Newton近似
    39.1  其他理論
    39.2  引力的度規理論
    39.3  后Newton極限與PPN表述
    39.4  PPN坐標系
    39.5  太陽系中物質的描述
    39.6  后Newton展開的性質
    39.7  Newton近似
    39.8  PPN度規係數
    39.9  PPN坐標相對於「宇宙靜止系」的速度
    39.10  PPN能量動量張量
    39.11  PPN運動方程
    39.12  PPN坐標與周圍宇宙的關係
    39.13  PPN形式的總結
  第40章  太陽系實驗
    40.1  用來區分廣義相對論與提出的引力度規理論的多種實驗
    40.2  利用光線和射電波檢驗引力
    40.3  「光」偏折
    40.4  雷達傳播的時間延遲
    40.5  測地線軌道中的近日點移動和周期性擾動
    40.6  月球軌道中的三體效應
    40.7  慣性系的拖曳
    40.8  引力常數是常數嗎？
    40.9  行星和太陽在測地線上運動嗎？
    40.10  廣義相對論實驗檢驗的總結
第Ⅹ篇  前沿

  第41章  旋量
    41.1  反射、旋轉和旋轉的組合
    41.2  無窮小轉動
    41.3  以旋量代數表示Lorentz變換
    41.4  以旋量代數表示Thomas進動
    41.5  旋量
    41.6  矢量與旋量之間的對應
    41.7  旋量代數
    41.8  旋量空間及其基旋量
    41.9  將旋量視為旗桿加旗幟加指向-糾纏關係
    41.10  夜空的外觀：旋量的一個應用
    41.11  旋量作為引力理論中的有力工具
  第40章  REGGE計演算法
    42.1  為什麼要研究Regge計演算法
    42.2  Regge計演算法簡介
    42.3  單形和虧損角
    42.4  場方程的骨架形式
    42.5  點陣結構的選擇
    42.6  邊長的選擇
    42.7  Regge計演算法的以往應用
    42.8  Regge計演算法的未來
  第43章  超空間：幾何動力學的競技場
    43.1  空間、超空間和時空的區別
    43.2  用(3)超空間語言描述的幾何動力學
    43.3  Einstein-Hamilton-Jacobi方程
    43.4  幾何漲落
  第44章  超越時間的盡頭
    44.1  引力坍縮是物理學的空前危機
    44.2  預言坍縮的理論評價
    44.3  真空漲落：其普遍性和最終支配地位
    44.4  神奇的構建材料不是幾何而是前定幾何
    44.5  作為命題演算的前幾何
    44.6  黑箱：宇宙再加工
文獻和人名索引
索引
附錄  用常用單位和幾何單位表示的一些有用常數

同類熱銷排行榜

最近瀏覽的商品

引力(精)