本書(上冊(cè))是物理系研究生課(兼本科選課)的基礎(chǔ)性教材,共10章。前5章從零開始講授微分幾何入門知識(shí),第6章以此為工具剖析狹義相對(duì)論,第7-10章介紹廣義相對(duì)論和宇宙論的基本內(nèi)容。本書強(qiáng)調(diào)低起點(diǎn)(大學(xué)物理系本科2年級(jí)水平),力求深入淺出,化難為易,為降低難度甚至不惜耗費(fèi)篇幅詳加解說(shuō)。適用于物理系碩、博士研究生、二年級(jí)以上本科生、物理工作者,特別是廣義相對(duì)論及理論物理工作者。不關(guān)心相對(duì)論而想學(xué)習(xí)近代微分幾何的讀者也可把本書前5章作為入門讀物。
更多科學(xué)出版社服務(wù),請(qǐng)掃碼獲取。
本書可以作為本科二年級(jí)以上選修課、研究生課程教材使用,也可以作為相對(duì)論工作者的參考讀 物。為適應(yīng)不同讀者的需要,本書內(nèi)容分為必讀和選讀兩大部分,初學(xué)者可以只學(xué)習(xí)書中最基本的入門性內(nèi)容。
梁燦彬,1989年首屆優(yōu)秀教學(xué)成果***特等獎(jiǎng),主要研究引力與相對(duì)論天體物理領(lǐng)域;周彬,北京師范大學(xué)物理學(xué)副教授,主要研究廣義相對(duì)論、場(chǎng)論,在外文期刊上發(fā)表多篇論文。
第二版前言
第一版前言
第1章 拓?fù)淇臻g簡(jiǎn)介
1.1 集論初步
1.2 拓?fù)淇臻g
1.3 緊致性〔選讀〕
習(xí)題
第2章 流形和張量場(chǎng)
2.1 微分流形
2.2 切矢和切知場(chǎng)
2.3 對(duì)偶矢量場(chǎng)
2.4 張量場(chǎng)
2.5 度規(guī)張量場(chǎng)
2.6 抽象指標(biāo)記號(hào)
習(xí)題
第3章 黎曼(內(nèi)稟)曲率張量
3.1 導(dǎo)數(shù)算符
3.2 矢量場(chǎng)沿曲線的導(dǎo)數(shù)和平移
3.3 測(cè)地線
3.4 黎曼曲線率張量
3.5 內(nèi)稟曲率和外曲率
習(xí)題
第4章 李導(dǎo)數(shù)、Killing場(chǎng)和超曲面
4.1 流形間的映射
4.2 李導(dǎo)數(shù)
4.3 Killing矢量場(chǎng)
4.4 超曲面
習(xí)題
第5章 微分形式及其積分
5.1 微分形式
5.2 流形上的積分
5.3 Stokes定理
5.4 體元
5.5 函數(shù)在流形上的積分,Gauss定理
5.6 對(duì)偶微分形式
5.7 用標(biāo)架計(jì)算曲率張量〔選讀〕
習(xí)題
第6章 狹義相對(duì)論
6.1 4維表述基礎(chǔ)
6.2 典型效應(yīng)分析
6.3 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)
6.4 連續(xù)介質(zhì)的能動(dòng)張量
6.5 理想流體動(dòng)力學(xué)
6.6 電動(dòng)力學(xué)
習(xí)題
第7章 廣義相對(duì)論基礎(chǔ)
7.1 引力與時(shí)空幾何
7.2 彎曲時(shí)空中的物理定律
7.3 費(fèi)米移動(dòng)與無(wú)自轉(zhuǎn)觀者
7.4 任意觀者的固有坐標(biāo)系
7.5 等效原理與局部慣性系
7.6 潮汐力與測(cè)地偏離方程
7.7 愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程
7.8 線性近似和牛頓極限
7.9 引力輻射
習(xí)題
第8章 愛(ài)因斯坦方程的求解
8.1 穩(wěn)態(tài)時(shí)空和靜態(tài)時(shí)空
8.2 球?qū)ΨQ時(shí)空
8.3 施瓦西真空解
8.4 Reissner-Nordstrom(來(lái)斯納-諾斯特朗)解
8.5 軸對(duì)稱度規(guī)簡(jiǎn)介〔選讀〕
8.6 平面對(duì)稱度規(guī)簡(jiǎn)介〔選讀〕
8.7 Newman-Penrose形式(NP formalism)〔選讀〕
8.8 用NP形式求解愛(ài)因斯坦-麥克斯韋方程舉例〔選讀〕
8.9 Vaidya度規(guī)和Kinnersley度規(guī)
8.10 坐標(biāo)條件,廣義相對(duì)論的規(guī)范自由性
習(xí)題
第9章 施瓦西時(shí)空
9.1 施瓦西時(shí)空的測(cè)地線
9.2 廣義相對(duì)論的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
9.3 球?qū)ΨQ恒星及其演化
9.4 Kruskal延拓和施瓦西黑沿
習(xí)題
第10章 宇宙論
10.1 宇宙運(yùn)動(dòng)學(xué)
10.2 宇宙動(dòng)力學(xué)
10.3 宇宙的熱歷史
10.4 標(biāo)準(zhǔn)模型的疑難和克服
10.5 暗能量和“新標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型”
習(xí)題
附錄A 幾何與非幾何單位制的轉(zhuǎn)換
習(xí)題
慣例與符號(hào)
關(guān)于慣例的說(shuō)明
符號(hào)一覽表
參考文獻(xiàn)
索引