General Relativity and the Einstein Equations

General Relativity and the Einstein Equations pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Choquet-Bruhat, Yvonne
出品人:
页数:816
译者:
出版时间:2009-2
价格:$ 163.85
装帧:
isbn号码:9780199230723
丛书系列:
图书标签:
  • 广义相对论
  • 爱因斯坦方程
  • 引力
  • 时空
  • 物理学
  • 天体物理学
  • 宇宙学
  • 数学物理
  • 相对论
  • 黑洞
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具体描述

General Relativity has passed all experimental and observational tests to model the motion of isolated bodies with strong gravitational fields, though the mathematical and numerical study of these motions is still in its infancy. It is believed that General Relativity models our cosmos, with a manifold of dimensions possibly greater than four and debatable topology opening a vast field of investigation for mathematicians and physicists alike. Remarkable conjectures have been proposed, many results have been obtained but many fundamental questions remain open. In this monograph, aimed at researchers in mathematics and physics, the author overviews the basic ideas in General Relativity, introduces the necessary mathematics and discusses some of the key open questions in the field.

《广义相对论与爱因斯坦方程》是一部深入探索爱因斯坦广义相对论核心理论与数学框架的著作。本书旨在为读者提供一个全面且严谨的理解,阐述引力如何被重新诠释为时空的几何弯曲,以及支配这一弯曲的数学语言——爱因斯坦场方程。 本书的开篇,我们将从狭义相对论的基石出发,回顾其在惯性参考系下对时间和空间的革命性描述。在此基础上,作者将引导读者逐步认识到狭义相对论的局限性,特别是在处理加速运动和引力现象时遇到的困难。这为进入广义相对论的殿堂奠定了必要的基础。 接着,本书将详细介绍广义相对论的几个关键概念。首先是等效原理,这是广义相对论的出发点,它揭示了引力与加速度之间的深刻联系。通过对等效原理的深入剖析,读者将理解为何在局部参考系中,引力效应可以被视为惯性效应。本书将通过一系列思想实验和具体例子来阐释这一原理的精髓。 随后,本书将聚焦于时空几何的数学描述。我们将引入微分几何的语言,特别是黎曼几何,它提供了描述弯曲时空的数学工具。读者将学习协变导数、曲率张量等核心概念,理解它们如何量化时空的弯曲程度。本书将尽可能清晰地解释这些数学概念,并提供必要的背景知识,即使是没有深厚数学背景的读者也能逐步掌握。 本书的核心无疑是爱因斯坦场方程。作者将详细推导这一方程,并解释其物理意义。爱因斯坦场方程以一种简洁而优雅的方式,将物质和能量的分布(由能量-动量张量描述)与时空的几何(由爱因斯坦张量描述)联系起来。我们将深入探讨方程的每一项,理解它们各自在描述引力现象中所扮演的角色。 在介绍完场方程之后,本书将着重于方程的求解与应用。我们将探讨在各种对称性假设下,如何获得精确解,例如史瓦西解(描述孤立球对称引力源周围的时空)、克尔解(描述旋转黑洞周围的时空)等。这些精确解对于理解黑洞、引力波等重要物理现象至关重要。 本书还将详细讨论广义相对论在观测和实验上的检验。我们将回顾对水星近日点进动的解释、光线在引力场中的弯曲、引力红移等经典实验证据。同时,本书也将介绍近年来在引力波探测、黑洞成像等领域取得的突破性进展,展示广义相对论在现代物理学中的旺盛生命力。 此外,本书还将探讨广义相对论的诸多重要推论和前沿课题。这包括对黑洞视界、奇点的概念性理解,对宇宙学模型(如大爆炸宇宙学)的支撑作用,以及引力与量子力学融合的挑战——量子引力理论的研究方向。 本书的写作风格将力求清晰、严谨且引人入胜。作者将避免不必要的数学晦涩,而是通过直观的解释和生动的比喻来帮助读者理解抽象的物理概念。同时,对于需要严格数学推导的地方,本书也会提供详尽的步骤和解释,以满足对理论深度有追求的读者。 总而言之,《广义相对论与爱因斯坦方程》是一部致力于为读者构建对广义相对论完整认识的指南。它不仅深入剖析了理论的精髓,更展示了其在解释宇宙现象和指导前沿探索中的关键作用。本书适合物理学专业学生、对宇宙学和天体物理学感兴趣的普通读者,以及任何渴望理解引力本质的求知者。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这部物理学的经典之作,以其深邃的洞察力和严谨的数学推导,为我们打开了一扇通往宇宙宏观结构的大门。作者在论述中展现了对爱因斯坦场方程的深刻理解,通过精妙的几何学语言,将引力这一基本力的本质展现得淋漓尽致。阅读过程中,我仿佛置身于一个由时空弯曲构成的复杂迷宫,每一步推演都充满了逻辑的严密性和美学的震撼。书中对不同背景解的探讨,从最基础的静态球对称解到波动的引力波,都进行了细致入微的剖析,这不仅是对理论的梳理,更是一次对人类认知边界的探索。尤其在对奇点理论的论述部分,作者的处理方式既保持了理论的精确性,又兼顾了读者的接受度,使得原本晦涩的概念变得相对易懂,这对于非专业背景的物理爱好者来说,无疑是一次宝贵的学习体验。整体而言,本书是理解现代宇宙学和天体物理学不可或缺的基石。

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我对这本书的评价是:它是一部具有里程碑意义的教科书,它成功地将一个理论物理学中最具挑战性的领域之一,进行了系统化和结构化的展示。不同于某些注重历史叙述或应用案例的书籍,此书的重心完全放在了理论的内在一致性和数学的完备性上。书中对于爱因斯坦方程的各种近似解和精确解的分类讨论,展现了作者深厚的学术功底和清晰的逻辑脉络。我特别留意了关于黑洞物理学的那几章,作者没有回避理论中的矛盾和未解之谜,反而将其作为激励读者进一步研究的契机。这本书的行文风格非常内敛和专业,几乎没有多余的修饰语,每一个句子都承载着重要的信息量,要求读者保持高度的专注力。对于研究生级别的学习者来说,这本书无疑是案头必备的工具书,其详尽的索引和丰富的附录也极大地提高了查阅和复习的效率。

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这本书给我的感觉是,它像一位循循善诱的导师,用一种近乎苛刻但极其负责的态度,引领你进入引力理论的核心领域。它没有走捷径,而是要求读者从最基本的黎曼几何概念开始,逐步搭建起理解整个理论的脚手架。我特别欣赏作者在解释物理图像与数学描述之间的桥梁构建上所下的功夫。例如,在讨论引力如何表现为时空曲率时,书中通过一系列精心设计的思想实验和数学等价性展示,帮助读者跨越了概念上的鸿沟。虽然初读时可能会觉得节奏偏慢,但这种慢节奏是必要的,它确保了对基础概念的牢固掌握,防止读者在面对更复杂的应用时基础不稳。这本书的价值在于其内容的扎实和体系的完整性,它不仅告诉你“是什么”,更深入地解释了“为什么”和“如何得出”,是学术深潜的理想伴侣。

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老实说,这本书的阅读体验更像是一场智力上的马拉松,而不是轻松的下午茶。对于那些期待快速掌握广义相对论皮毛的读者,这本书可能会显得有些过于“硬核”。作者似乎丝毫没有打算妥协于读者的理解难度,而是坚定地站在了理论物理的最前沿,用最纯粹的数学工具来构建整个理论框架。我个人最欣赏的是其在处理张量分析和微分几何部分时的详尽程度,每一个符号的引入都有其明确的物理意义,这极大地帮助我建立起了对四维时空几何的直观感受。然而,这种深度也带来了挑战,许多章节需要反复阅读和思考,甚至需要借助其他辅助教材来消化其中的高阶数学概念。但正是这种挑战性,使得最终豁然开朗时的成就感倍增,它不仅仅是知识的灌输,更是一种思维方式的重塑,教会你如何用更高级的视角去看待空间、时间和质量之间的深刻联系。

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这部关于相对论的巨著,以其独特的学术气质,成功地在浩如烟海的物理学文献中占据了一席之地。它的叙述方式是极其克制的,没有花哨的图表来分散注意力,一切都依靠纯粹的逻辑推导和严谨的数学论证来支撑起宏大的理论体系。我曾尝试阅读过其他几本入门级的材料,但最终发现,只有通过这本书,才能真正领会到引力理论在数学结构上的精妙与优雅。作者似乎有一种魔力,能将看似毫不相关的几何概念与物质的运动规律完美地编织在一起。对于那些希望深入研究引力理论的数学结构,并希望能够独立处理爱因斯坦方程的各种边界条件和解法的人来说,这本书提供的视角是无可替代的。它要求读者投入大量的时间和精力,但回报是你能构建起一个坚不可摧的理论基础,去面对和理解任何前沿的物理学问题。

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