为数学家写的广义相对论

为数学家写的广义相对论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:世界图书出版公司
作者:R.K.Sachs
出品人:
页数:291
译者:
出版时间:2000-12
价格:47.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787506200783
丛书系列:Graduate Texts in Mathematics
图书标签:
  • 广义相对论
  • 数学
  • 物理
  • 相对论
  • Relativity
  • GTM
  • 微分几何
  • mathematics
  • 广义相对论
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具体描述

While using this book in classes, we found that our canonical reader can learn nonquantum physics rather quickly. Indeed, equipped with geometric intuition and a facility with abstract arguments, he is in a position to deal directly with the general, currently accepted models used in relativity without being handicapped by the prejudices that inevitably come with years of Newtonian training in the standard physics curriculum. However, this shortcut does involve a price: one cannot really see the diversity of special cases behind the deceptively simple foundation without spending more time than a mathematics student normally can or should. We have felt for a long time that a serious effort should be made by physicists to communicate with mathematicians somewhat along the line of this book. We started with the aim of keeping the physics honest, keeping th9 mathematics honest, and keeping the logical distinction between the two straight. But we were ill-prepared for the attendant trauma of such an undertaking.

  此书为英文版!

为数学家书写的广义相对论 这是一本专为数学家量身打造的广义相对论导论,它将带您深入探索这个迷人理论的核心数学结构,并揭示其深刻的几何意义。本书避免了物理学家常用的直观类比和具体数值计算,而是聚焦于其背后的严谨数学框架,为您提供一个清晰、逻辑性强的学习路径。 核心内容概览: 本书首先为您回顾并建立学习广义相对论所必需的微分几何基础。您将在此领域打下坚实根基,包括: 流形 (Manifolds): 理解光滑流形的概念,这是时空几何描述的基本载体。我们将探讨流形的局部坐标表示、图集 (Atlas) 和光滑结构,以及如何在此基础上定义函数和向量场。 切空间与余切空间 (Tangent and Cotangent Spaces): 深入理解切向量和余切向量的意义,它们是描述点处微分信息的核心工具。我们将学习切空间的基底、向量场的运算,以及余切空间的对偶性。 张量 (Tensors): 学习张量的定义、指标表示、张量代数运算(加法、乘法、缩并)以及张量场的概念。理解张量如何用于描述物理量,并在坐标变换下保持其不变性。 微分形式 (Differential Forms): 探索微分形式的结构和代数运算,特别是外微分 (Exterior Differentiation) 和内微分 (Interior Differentiation)。了解其在积分和拓扑研究中的作用,以及 Hodge 对偶等重要概念。 联络 (Connections): 这是本书的重中之重。我们将详细介绍联络的概念,包括平行移动 (Parallel Transport) 和协变导数 (Covariant Derivative)。理解联络如何赋予流形上的向量场可微性,以及 Levi-Civita 联络的唯一性及其与度量张量的关系。 曲率 (Curvature): 深入研究曲率的概念,包括 Riemann 曲率张量 (Riemann Curvature Tensor) 的定义、性质和几何解释。我们将解析曲率如何衡量时空的“弯曲”程度,以及 Ricci 曲率和数量曲率的含义。 在掌握了必要的微分几何工具之后,本书将正式引入广义相对论的物理框架,并从数学角度对其进行严格阐述: 爱因斯坦场方程 (Einstein Field Equations): 本书将以数学家的视角,揭示爱因斯坦场方程 Gμν = 8πTμν 的几何意义。我们将深入剖析左侧的爱因斯坦张量 (Einstein Tensor) Gμν,它是度量张量 Gμν 的函数,描述了时空的几何性质;以及右侧的能量-动量张量 (Energy-Momentum Tensor) Tμν,它描述了物质和能量的分布。 度量张量 (Metric Tensor): 学习度量张量 ds² = gμν dxμ dxν 如何定义时空中两点之间的距离和角度,以及它如何决定时空的几何结构。我们将探讨度量张量的变换性质,以及如何通过度量张量来计算曲率。 测地线方程 (Geodesic Equation): 理解测地线是时空中“最短”或“最长”路径的数学描述,它们是自由落体粒子在弯曲时空中运动轨迹的数学表达。我们将从协变导数的角度推导测地线方程,并分析其与曲率的关系。 牛顿引力与广义相对论的联系: 从数学结构上,我们将阐述在弱引力场和低速近似下,广义相对论如何回归到牛顿引力理论。理解度量张量的微小扰动如何对应于牛顿引力势。 本书特色: 严谨的数学推导: 本书的每一处论述都基于扎实的数学推导,避免了模糊的物理概念。 侧重几何直观: 通过对张量、联络和曲率的深入分析,帮助读者建立对弯曲时空几何的深刻直观理解。 为数学背景读者设计: 假设读者具备一定的线性代数、微积分和群论知识,并有意识地引导数学家们将已有的数学工具应用于物理问题。 清晰的逻辑结构: 内容组织层层递进,从基础的流形概念到复杂的场方程,保证学习过程的连贯性和系统性。 丰富的数学示例: 穿插各种数学示例,帮助读者理解抽象概念的实际应用。 目标读者: 本书适合所有对广义相对论的数学结构和几何本质感兴趣的数学家、数学系学生,以及具有较强数学背景、希望深入理解引力理论本质的物理学家。如果您对几何、拓扑、张量分析等数学领域有浓厚兴趣,并希望将这些工具应用于描述宇宙的基本规律,那么本书将是您不可多得的学习伴侣。 通过阅读本书,您将不仅仅理解广义相对论的方程,更将领会到其背后深邃的几何思想,为进一步探索更高级的理论物理领域奠定坚实的数学基础。

作者简介

目录信息

读后感

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沒仔細接觸GR,你是想不到GR的書居然可以用如此高深的語言寫成,而寫文章風格和GTM系如出一辄,都是一個propostiion接着一個proposition,真是令我faint~ 但是,它爲你揭示GR一幅幅華麗的風景。爲數學家寫的,你看了,你就是數學家!

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沒仔細接觸GR,你是想不到GR的書居然可以用如此高深的語言寫成,而寫文章風格和GTM系如出一辄,都是一個propostiion接着一個proposition,真是令我faint~ 但是,它爲你揭示GR一幅幅華麗的風景。爲數學家寫的,你看了,你就是數學家!

用户评价

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拿到《为数学家写的广义相对论》这本书,我的第一感觉就是,这绝对是一本“硬核”读物,但同时也充满了吸引力。我一直对物理学的终极问题,比如宇宙的本质、引力的由来有着浓厚的兴趣,而广义相对论正是解答这些问题的核心理论。然而,我深知,要真正理解广义相对论,数学是绕不开的坎。我曾经尝试阅读过一些介绍性的书籍,但往往在遇到复杂的数学推导时,就失去了继续深入的动力。这本书的标题,“为数学家写”,恰好说明了它所采取的视角和方法——它并非回避数学,而是将数学作为理解广义相对论的基石。我期望这本书能够为我提供一个系统而严谨的数学框架,让我能够从根源上理解广义相对论的数学结构。我希望书中能够详细介绍张量分析,包括张量的定义、运算,以及它们在描述物理量时的优势。我更期待看到关于微分几何的内容,了解曲面和流形的数学概念是如何被用来构建弯曲时空的几何模型的。我希望书中能够清晰地推导爱因斯坦场方程,并深入解释方程中各项的物理含义,以及它们如何描述物质和能量对时空几何的影响。此外,我也希望能看到书中对一些重要概念的详尽阐述,比如测地线,它如何代表自由粒子在时空中的运动轨迹,以及曲率张量,它如何量化时空的弯曲程度。我设想,作者会用清晰的逻辑和严谨的推导,一步步引导读者走进广义相对论的数学世界,并在此过程中,揭示引力的本质。

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当我看到《为数学家写的广义相对论》这本书名时,我立刻被它所吸引。多年来,我一直被宇宙的神秘和广义相对论的深刻思想所打动,但每次试图深入了解,都会被数学的障碍所阻挡。那些抽象的公式和概念,对我来说就像一道道无形的墙。这本书的标题,明确地表明了它的受众和内容——它将以一种严谨的数学方式来阐释广义相对论。我期待这本书能够为我打开通往理解广义相对论的数学之门。我希望书中能详细介绍张量分析,从张量的基本定义、运算,到度规张量在时空描述中的作用,以及曲率张量如何反映时空的弯曲程度。我尤其希望能够看到爱因斯坦场方程的完整推导过程,并对其背后的物理原理进行深入的剖析。我猜想,书中会包含对微分几何的介绍,解释流形、联络等概念如何在描述弯曲时空中发挥作用。我期待作者能够用清晰的语言和精炼的数学符号,将那些复杂的概念变得易于理解。此外,我也希望能看到书中对广义相对论一些重要应用的讨论,比如引力波的产生和探测,黑洞的性质,以及宇宙学中的一些基本模型。我希望这本书不仅仅是理论的介绍,更能帮助我建立起一种用数学语言思考物理问题的能力,从而更深刻地理解宇宙的奥秘。

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《为数学家写的广义相对论》这个名字,首先就让我产生了浓厚的兴趣。我一直对宇宙的运行机制,尤其是引力理论的演进,有着近乎着迷的探索欲望。爱因斯坦的广义相对论,以其优雅的数学形式和深刻的物理洞察力,一直是我心中的一座高峰。然而,每次当我试图攀登这座高峰时,都会被其背后艰深的数学语言所阻碍。那些精妙的张量运算,复杂的微分几何,总是让我感到力不从心,如同站在一座宏伟但无法进入的殿堂外。这本书的标题,“为数学家写”,反倒给了我一种莫名的安心感。它预示着,这本书不会回避数学,而是将数学视为理解广义相对论的“母语”。我期待这本书能够为我提供一个清晰、严谨且易于理解的数学框架,让我能够真正掌握理解广义相对论所需的数学工具。我希望书中能够详细介绍张量分析,从基础的张量运算到更复杂的张量方程,并解释它们在描述引力场时的物理意义。我尤其希望看到关于度规张量的详尽讲解,理解它如何决定时空的几何性质,以及如何通过它来计算曲率。爱因斯坦场方程的推导过程,无疑是这本书的重头戏,我期待能够看到其逻辑严谨的推导,并深入理解方程中的各项代表了什么物理实体。此外,我也希望书中能够包含一些对广义相对论重要验证和应用的介绍,比如引力透镜效应、引力波的探测,以及黑洞附近的物理现象。这本书对我而言,不仅是一次知识的获取,更是一次思维的升华,一次用数学的精确性去解读宇宙深层规律的难得机会。

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《为数学家写的广义相对论》这个名字,让我眼前一亮。我一直对宇宙的宏大图景以及支配它的基本法则感到着迷,而广义相对论无疑是理解这些的基石。然而,我深知,它的数学门槛相当高,常常让非专业人士望而却步。我曾经试图阅读一些介绍相对论的书籍,但很多时候,那些数学符号和抽象概念就像一道道高墙,阻碍了我深入理解。这本书的标题,尤其是“为数学家写”这一点,恰恰击中了我内心的痛点。它暗示着这本书会采用一种严谨、系统、且适合数学背景的读者的方式来讲解。我期望这本书能够详细阐述广义相对论的数学基础,包括微分几何、张量分析等。我希望能够清晰地理解度规张量是如何定义时空的几何属性,以及如何通过它来计算时空的曲率。我特别期待书中能够详细推导爱因斯坦场方程,并解释方程中各项的物理意义。我也希望能看到书中对一些关键概念的深入讲解,比如协变导数、测地线、曲率张量等。我设想,作者会用严谨的数学语言,配合精炼的物理解释,将这些抽象的概念具象化。此外,我非常希望书中能够包含一些对广义相对论重要预言的探讨,例如引力透镜效应、引力波的产生和传播,以及黑洞的性质。我期待作者能够提供一些具体的例子和计算,让我能够亲身体验数学的力量是如何揭示宇宙奥秘的。这本书对我来说,不仅仅是学习理论的教材,更是一次思维模式的重塑,一次用数学语言解读宇宙的深刻体验。

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拿到《为数学家写的广义相对论》这本书,我的第一反应是,这会不会是一本“劝退”指南?毕竟,“数学家”这个标签就足以让不少人望而却步。然而,我仔细翻阅了目录,看到了“张量分析入门”、“微分流形基础”等章节,我的好奇心反而被点燃了。我一直对物理学中的某些抽象概念感到着迷,比如宇宙的形状、时间的本质,但每次深入研究,总会被数学的严谨性挡在门外。我曾经尝试阅读过一些介绍广义相对论的书籍,但那些充斥着复杂公式和抽象符号的篇章,常常让我云里雾里。所以,当看到这本书的标题时,我脑海中闪过一个念头:也许,这本书能为我打开一扇新的大门。我希望这本书能够清晰地阐释广义相对论的核心思想,也就是引力并非一种力,而是时空弯曲的表现。我期待书中能够详细介绍度规张量(metric tensor)的概念,以及它如何描述时空的几何性质。我想知道,为什么弯曲的时空会产生我们所感受到的引力效应,以及爱因斯坦场方程是如何精确地描述这种关系的。我特别希望能看到书中对那些看似“无关紧要”的数学工具,如协变微分、曲率张量等的详细解释,并展示它们在广义相对论框架下的具体应用。我也期待,作者能在书中提供一些直观的类比或思考实验,帮助我理解那些难以想象的物理情境,比如黑洞视界附近的物理现象,或者宇宙膨胀的动力学。我设想,这本书的结构会循序渐进,从基础的数学工具讲起,逐步深入到复杂的物理理论。也许,会有专门的章节探讨引力波的探测及其意义,以及广义相对论在宇宙学中的应用。我坚信,这本书将不仅仅是一本理论的罗列,更是一次思维的训练,一次对宇宙深层规律的探索。

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《为数学家写的广义相对论》这个书名,给我一种“终于来了”的感觉。长久以来,我一直在寻找一本能够真正带我领略广义相对论精髓的书籍。那些为大众科普的书籍,虽然有趣,但往往在数学深度上有所保留,让我总觉得隔靴搔痒。而那些专门的物理学教材,又过于晦涩,对于没有深厚数学功底的我来说,阅读起来如同天书。这本书的标题,恰好点出了它的定位——它并非一本简化的科普读物,而是为那些拥有一定数学基础的读者量身打造的。我期待这本书能够以一种清晰、严谨且逻辑性强的方式,介绍广义相对论的核心概念和数学工具。我希望书中能够从基础的数学概念讲起,比如微分几何中的流形、度规,然后逐步引入张量分析,解释张量如何在物理学中扮演关键角色。我迫切希望能够看到对爱因斯坦场方程的详细推导,理解方程中的每一个项所代表的物理意义,以及它们如何支配时空的几何。我设想,书中会提供大量的数学细节,但这并非为了炫技,而是为了让读者真正掌握理解广义相对论的“语言”。我也希望书中能够包含一些具体的例子,比如如何用广义相对论来描述牛顿引力,如何计算引力场的曲率,以及如何理解黑洞等奇异天体的形成。我期待这本书能成为我深入理解宇宙运行规律的一扇窗口,让我能够用数学的视角去审视那些宏伟的宇宙现象。

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读到《为数学家写的广义相对论》这个书名,我内心是既期待又有些许的忐忑。我对宇宙的运行规律一直充满好奇,尤其是爱因斯坦的广义相对论,它描述了引力不是一种简单的“力”,而是时空本身的弯曲,这个概念着实令我着迷。但同时,我也深知,要真正理解它,数学的门槛是极高的。我曾经尝试过阅读一些科普读物,但总觉得隔靴搔痒,很多深刻的物理内涵被抽象的数学语言所掩盖,让我无法真正领会。这本书的标题“为数学家写”,反而给了我一丝希望——它似乎暗示着,虽然会涉及数学,但会以一种数学家所熟悉且易于理解的方式来呈现,从而 bridge 了我与那些深奥理论之间的鸿沟。我期待这本书能为我提供一套完整的数学框架,用以理解广义相对论。我想知道,微分几何的语言是如何被用来描述时空弯曲的,度规张量到底扮演着怎样的角色,而爱因斯坦场方程又是如何从这些数学结构中自然而然地推导出来的。我特别希望能看到书中对于曲率概念的深入剖析,以及它如何解释引力现象。此外,我也期待书中能够涵盖一些广义相对论的重要应用和验证,比如引力透镜效应、引力红移,以及最近备受瞩目的引力波探测。我希望作者能够提供一些生动形象的类比,或者是一些巧妙的thought experiment,帮助我克服直觉上的障碍,去理解那些反常识的物理现象。我设想,这本书的每一章都将是一个精心设计的环节,从基础的数学概念,到核心的物理理论,再到前沿的观测证据,层层递进,最终构建起一个完整而深刻的认知体系。

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这本书的名字就叫《为数学家写的广义相对论》,光听这个名字,我就觉得有点心痒痒的。毕竟,相对论这种东西,听上去总是那么高深莫测,好像和我们这些不太擅长数学的人没有什么关系。但“为数学家写”这个前缀,却又让我觉得,或许这本书会以一种我能够理解的方式来阐述。我一直对宇宙的奥秘充满好奇,从霍金的《时间简史》到各种科普纪录片,我都抱着一种仰视的态度去接收信息。然而,很多时候,那些关于黑洞、引力波、时空弯曲的解释,总是会因为涉及到一些我无法消化的数学概念而戛然而止。所以我一直渴望有一本书,能够以一种更加严谨但又不失趣味的方式,带我深入了解广义相对论。我希望这本书能够像一个耐心而又博学的向导,一步步地引导我穿过数学的迷宫,到达理论的核心。我期待书中能够包含对爱因斯坦方程的详细推导,以及这些方程背后蕴含的深刻物理意义。我希望作者能够用生动的语言,解释张量、微分几何这些抽象的概念,并展示它们在描述引力场时的强大力量。同时,我也希望书中不会过于回避那些令人头疼的数学公式,而是能够用一种清晰、逻辑性强的方式呈现出来,让我能够随着作者的思路,一步步地理解每一个推导过程。我猜想,这本书一定会在概念的引入上花费大量的篇幅,从狭义相对论的基本原理出发,逐步过渡到弯曲时空的几何描述。也许会有一章专门讲解黎曼几何,为后续的内容打下坚实的基础。我甚至可以想象,作者会在书中穿插一些历史故事,讲述爱因斯坦是如何一步步构建出这个革命性的理论,以及它在物理学史上留下的印记。总之,我对这本书的期望很高,希望它能成为我理解广义相对论的敲门砖,甚至是一把开启更深层次探索的钥匙。

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《为数学家写的广义相对论》这个书名,毫不夸张地说,是一种召唤。我一直对物理学的宏大理论充满敬畏,尤其是广义相对论,它以一种令人惊叹的方式重塑了我们对空间、时间和引力的理解。然而,每次接触到相关的书籍,那些令人望而生畏的数学公式和抽象概念,总是让我感觉力不从心。这本书的标题,直截了当地点出了它的核心:用数学的语言,严谨地探讨广义相对论。我期待这本书能够成为我理解广义相对论的“解码器”。我希望它能够系统地介绍理解广义相对论所必需的数学工具,比如张量分析的方方面面,从张量的定义、类型,到它们在物理学中的应用。我非常希望能够看到书中对微分几何的详细讲解,了解如何用流形、度规张量等概念来描述弯曲的时空。爱因斯坦场方程,无疑是这本书的核心之一,我期待它能够被详细地推导,并且对其中每一个项所代表的物理意义进行深入的阐释。我设想,作者会用一种层层递进的方式,将读者从基础的数学概念引入到复杂的理论框架中,并在过程中,不断地穿插物理上的解释和直观的类比。我也希望书中能够涉及广义相对论的一些重要预言和验证,例如引力场的效应,黑洞的形成和性质,以及宇宙的演化。这本书对我而言,将是一次严谨的学术探索,一次用数学的语言与宇宙进行对话的旅程。

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《为数学家写的广义相对论》这本书,单看名字就透露出一种“硬核”的气息,但同时又带着一丝邀请,仿佛在说:“别怕,我们用数学的语言,来聊聊最深刻的物理。”我一直以来都对宇宙学和天体物理学抱有浓厚的兴趣,尤其痴迷于那些关于宇宙起源、黑洞形成、时空扭曲的宏大叙事。然而,每当我试图深入了解这些话题时,总会被数学公式的海洋所淹没。那些看起来像天书一样的方程,总是让我感到挫败和无力。我渴望能够真正理解,而不是仅仅停留在表面概念的认知。因此,这本书的出现,对我来说就像是黑暗中的一道光。我期望这本书能够以一种清晰、系统的方式,引导我掌握理解广义相对论所必需的数学工具。我希望书中不仅会给出公式,更会深入剖析这些公式背后的几何直觉和物理意义。我猜想,作者一定会在书中花费大量的篇幅来讲解张量分析,从张量的定义、运算,到度规张量的作用,以及曲率张量的物理含义。我期待能够看到,如何通过求解爱因斯坦场方程,来描述不同引力源产生的时空几何。我希望书中能够包含对一些经典解的讨论,比如史瓦西度规,它描述了黑洞周围的时空,以及克尔度规,它描述了旋转黑洞的时空。我还会期待书中能够深入探讨广义相对论的预言,例如光线在引力场中的弯曲,水星近日点的进动,以及引力波的存在。我设想,作者在讲解这些内容时,会引用大量的图示和例子,帮助读者建立直观的理解。这本书对我来说,不仅仅是学习广义相对论的工具,更是一次思维的洗礼,一次探索宇宙深层奥秘的旅程。

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