具体描述
这本书旨在让读者清晰明了地接触广义相对论，广义相对论的引入，从大爆炸到黑洞，这样很容易激起读者对物理学的浓厚兴趣。附录中提供了大量的数学材料来帮助读者理解正文，而且附录的很多部分本身也是独立完整的。
本书的结构，第一章主要介绍狭义相对论和基本张量代数，包含一个场论的简要概述。紧接着的两章引入流形和曲率，包含一些具有激发性的物理知识，但主要目标是建立数学框架。第四章引入广义相对论，并且给出一些择一性定理的讨论。紧接着的四章主要讨论广义相对论的三大主要用途：黑洞，扰动理论和引力波，以及宇宙学。这些章节都贯穿有试验性结论的讨论，使得这些理论的实用性马上显现出来。
本书很适合物理系高年级本科生、研究生以及对广义相对论感兴趣的读者。
注：本书为全英文版。
作者简介
目录信息
1.1 Prelude
1.2 Space and Time, Separately and Together
1.3 Lorentz Transformations
1.4 Vectors
1.5 Dual Vectors (One-Forms)
1.6 Tensors
1.7 Manipulating Tensors
1.8 Maxwell's Equations
1.9 Energy and Momentum
1.10 Classical Field Theory
1.11 Exercises
2 Manifolds
2.1 Gravity as Geometry
2.2 What Is a Manifold?
2.3 Vectors Again
2.4 Tensors Again
2.5 The Metric
2.6 An Expanding Universe
2.7 Causality
2.8 Tensor Densities
2.9 Differential Forms
2.10 Integration
2.11 Exercises
3 Curvature
3.1 Overview
3.2 Covariant Derivatives
3.3 Parallel Transport and Geodesics
3.4 Properties of Geodesics
3.5 The Expanding Universe Revisited
3.6 The Riemann Curvature Tensor
3.7 Properties of the Riemann Tensor
3.8 Symmetries and Killing Vectors
3.9 Maximally Symmetric Spaces
3.10 Geodesic Deviation
3.11 Exercises
4 Gravitation
4.1 Physics in Curved Spacetime
4.2 Einstein's Equation
4.3 Lagrangian Formulation
4.4 Properties of Einstein's Equation
4.5 The Cosmological Constant
4.6 Energy Conditions
4.7 The Equivalence Principle Revisited
4.8 Alternative Theories
4.9 Exercises
5 The Schwarzschild Solution
5.1 The Schwarzschild Metric
5.2 Birkhoff's Theorem
5.3 Singularities
5.4 Geodesics of Schwarzschild
5.5 Experimental Tests
5.6 Schwarzschild Black Holes
5.7 The Maximally Extended Schwarzschild Solution
5.8 Stars and Black Holes
5.9 Exercises
6 More General Black Holes
6.1 The Black Hole Zoo
6.2 Event Horizons
6.3 Killing Horizons
6.4 Mass, Charge, and Spin
6.5 Charged (Reissner-Nordstrom) Black Holes
6.6 Rotating (Kerr) Black Holes
6.7 The Penrose Process and Black-Hole Thermodynamics
6.8 Exercises
7 Perturbation Theory and Gravitational Radiation
8 Cosmology
9 Quantum Field Theory in Curved Spacetime
APPENDIXES
Bibliography
Index
· · · · · · (收起)
读后感
这本书是本好的教材, 并且也适合作为主教材, 但是绝对不能少了其他的参考书. 本书数学极多, 并且涉猎广并且深, 但是使用的却是很sloppy的数学表述. 让人乍看上去好像明白了但是实际上没有明白. 书名是Geometry, 但是里面却总是说点点几何的东西然后全部用张量脚标还推, 不...
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用户评价
这本书的阅读体验，就像是一次漫步在宇宙知识的星河之中。作者的文笔细腻而富有哲思，他能够用最简单的语言，描绘出最深邃的宇宙图景。我从未想过，物理学中的一些概念，例如“时空曲率”，能够被如此直观地解释。作者用了“蹦床”的比喻，一个质量大的物体会使得蹦床凹陷，而小物体滚过时就会沿着凹陷的路径运动，这完美地解释了引力如何影响物体的运动。我尤其喜欢他对“黑洞”的描述，不仅仅是描述它的物理性质，更是探讨了黑洞内部可能存在的奇点，以及它如何挑战我们对时空的理解。作者的文字充满了画面感，我仿佛能够看到一个巨大的漩涡，将一切都吸入其中，而在这个漩涡的中心，是未知的奥秘。更让我惊喜的是，作者在书中还探讨了“时间膨胀”的概念。他并没有仅仅给出公式，而是通过一个生活化的场景：如果你乘坐一艘接近光速的飞船旅行，当你回来时，你的朋友们可能已经衰老了很多。这种对时间相对性的阐释，让我对“时间”本身有了全新的认识。读完这本书，我感觉自己的视野得到了极大的拓展，对宇宙的认识也更加深入。
评分这本书的阅读体验，如同置身于一个由数学和物理构建的宏伟迷宫，而作者则是那位最睿智的向导。他的语言风格独特而富有魅力，总能在不经意间揭示宇宙的秘密。我从未想过，“几何”这个词，能够与“时空”如此紧密地联系在一起。作者用精妙的比喻，将抽象的几何概念具体化，例如他对“黎曼几何”的介绍，通过不同的曲率表面，生动地解释了弯曲空间的概念。我尤其喜欢他对“广义相对论”的阐述，作者并没有将时空视为一个被动的舞台，而是将其描述成一个充满弹性的“织物”，质量和能量会对其产生“弯曲”，而这种弯曲，就是我们所感受到的“引力”。他用一个网球放在拉伸的橡胶膜上的例子，来形象地解释行星轨道是如何形成的。这种将抽象数学转化为直观画面的能力，让我对宇宙的运行规律有了全新的认识。更让我感到惊喜的是，作者在书中还探讨了“时间旅行”的可能性。虽然这部分内容带有猜测性，但作者在进行推测时，都引用了大量的物理理论和数学模型，让人不得不信服。读完这本书，我感觉自己的思维得到了极大的拓展，对宇宙的理解也更加深入。
评分这本书的封面设计就足够吸引人，深邃的宇宙背景，点缀着抽象的几何线条，仿佛预示着一场智力与想象力的盛宴。翻开第一页，就被作者流畅而富有诗意的语言所吸引，他以一种令人着迷的方式，将原本晦涩的物理概念描绘得生动而直观。读这本书的过程，就像是在探索一片未知的星系，每翻过一页，都感觉自己离宇宙的奥秘更近一步。作者并没有局限于枯燥的公式推导，而是巧妙地穿插了许多引人入胜的历史故事和科学家的轶事，让阅读体验充满了趣味性。我尤其喜欢他对于爱因斯坦相对论的解读，他没有直接抛出复杂的数学方程，而是通过一系列生动的比喻和类比，让我在脑海中构建出时空弯曲的立体画面。甚至连我这个物理门外汉，也能在作者的引导下，感受到宇宙运行的宏伟与和谐。这本书不仅仅是关于物理学，它更像是一堂关于如何看待世界、如何理解现实的哲学课。作者鼓励我们跳出固有的思维模式，用更广阔的视角去审视我们所处的时空。在阅读过程中，我时常会停下来，对着窗外的星空发呆，想象着自己是否也漂浮在这无垠的时空之中。这本书让我对宇宙的认识不再是简单的星球排列，而是充满了动态的、相互关联的、甚至可以说是“有生命”的实体。它激起了我内心深处对未知的好奇，让我更加渴望去探索和学习。
评分这本书的结构安排十分巧妙，仿佛是一部精心编排的交响乐，每一个章节都承载着独特的旋律，而最终汇聚成一个和谐的整体。作者的笔触细腻而富有张力，他能够将抽象的数学概念和复杂的物理模型，通过流畅的语言转化为清晰的画面。我尤其欣赏他在介绍“引力场”时所采用的类比，他并没有简单地描述成一种“力”，而是将其比作一个“时空织物”上的“凹陷”，物体在这种凹陷中沿着“最短路径”运动，这极大地帮助我理解了广义相对论中引力的新视角。书中的一些讨论，比如关于“黑洞”的形成和性质，更是将我带入了令人屏息的宇宙奇观之中。作者对黑洞视界的描述，以及它如何吞噬一切，包括光线，都充满了科学的严谨性和想象的浪漫。读到这里，我仿佛能感受到黑洞强大的引力场，以及它背后隐藏的关于时空极限的哲学意义。更让我惊喜的是，这本书并没有止步于已知的科学成果，而是大胆地探讨了一些前沿的物理猜想，比如“虫洞”存在的可能性，以及“时间旅行”的可能性。虽然这些内容充满了 speculative 的色彩，但作者在进行推测时，都基于坚实的理论基础，并且引用了大量科学家的研究成果。这让我觉得，科学的魅力不仅在于已知的结论，更在于它不断拓展边界、挑战极限的探索精神。
评分这部作品的独特之处在于它能够跨越学科的界限，将物理学、哲学甚至艺术融为一体。作者的文笔如同涓涓细流，缓缓地注入读者的心灵，却又能激起层层涟漪。他并没有将科学理论视为冰冷的公式，而是赋予它们生命和情感。例如，在阐述“量子纠缠”时，他并没有停留在概率和态的描述，而是引申到一种“神秘的连接”，一种跨越时空的“默契”。这种诗意的解读，让我在理解科学的同时，也感受到了宇宙的某种神秘之美。书中的一些章节，更是直接触及了人类存在的根本问题，比如“意识”与“时空”的关系，以及我们如何理解“现实”的本质。作者并没有给出确切的答案，而是抛出了许多发人深省的问题，引导读者自己去思考。我曾在那一章停留了很久，反复咀嚼作者的每一句话，试图在自己心中勾勒出一幅关于“我”与宇宙关系的图景。这本书的另一个亮点是其丰富的插图和图表，它们并非简单的装饰，而是与文字内容紧密结合，有效地辅助了对复杂概念的理解。例如，对“黎曼几何”的解释，作者就利用了不同曲率的表面来直观地展示曲面几何的差异。这些精美的视觉元素，让我在阅读过程中获得了一种全方位的体验。
评分我必须承认，在拿起这本书之前，我对“时空”和“几何”这两个词的理解是相当模糊的。然而，作者以一种近乎魔法的方式，将这些抽象的概念具象化。他的语言充满了画面感，仿佛在我的脑海中绘制出了一幅幅关于宇宙演化的壮丽画卷。我记得书中关于“光速不变原理”的解释，作者没有直接给出公式，而是通过一个生动的比喻：无论你是在静止的地面上，还是在一辆快速行驶的列车上，你看到的灯光速度都是一样的。这种简单而深刻的解释，让我瞬间明白了相对论的核心思想之一。接着，作者又将这个原理推广到时空的结构，解释了为什么高速运动会引起时间的膨胀和空间的收缩。阅读过程中，我时常会感到一种“顿悟”的喜悦，仿佛一道闪电划破了思维的迷雾，让我看到了事物的本质。书中对于“弯曲时空”的描述，更是令人拍案叫绝。作者并没有将时空看作一个僵硬的背景，而是将其描述成一个充满弹性的“幕布”，质量和能量会使其发生弯曲，而这种弯曲，就是我们所感受到的“引力”。我特别喜欢他用一个网球放在拉伸的橡胶膜上，然后让小钢珠滚向网球的例子来解释行星的轨道。这种直观的演示，让我对宇宙的运行规律有了全新的认识。
评分我必须赞叹作者的叙事能力，他能够将如此宏大且复杂的科学主题，以一种引人入胜的方式呈现给读者。这本书的文笔流畅而富有韵律，仿佛是一位经验丰富的音乐家，正在演奏一曲关于宇宙的交响乐。作者并没有选择直接灌输知识，而是通过层层递进的叙述，引导读者一步步深入。例如，在介绍“相对性原理”时，他并没有一开始就抛出爱因斯坦的理论，而是从伽利略的实验开始，讲述了绝对静止概念的动摇。这种历史的纵深感，让我在学习科学知识的同时，也了解了科学发展的脉络。书中的“引力”部分，更是让我耳目一新。作者并没有将引力仅仅描述成一种“拉力”，而是将其阐释为时空本身的“弯曲”。我特别喜欢他关于“潮汐力”的解释，他并没有仅仅给出公式，而是通过月球对地球不同部分的作用力差异，来生动地说明潮汐力的本质。读到这里，我仿佛能感受到地球被月球“撕扯”的感觉，对引力有了更深刻的体悟。书中对“多重宇宙”的探讨，更是将我的想象力推向了极致。虽然这部分内容可能带有科幻色彩，但作者在进行推测时，都基于一些前沿的物理理论，并且引用了许多科学家的研究成果。这让我觉得，科学的边界是如此的辽阔，而我们的想象力也应该如此。
评分这本书带给我的，不仅仅是知识的增长，更是一种思维方式的重塑。作者的写作风格充满了智慧与幽默，他能够用最简洁的语言，阐释最深刻的道理。我尤其喜欢他对“参考系”的讨论，他并没有简单地给出定义，而是通过一系列的场景，例如在一个旋转的游乐场里，你站着不动，但你仍然在旋转。这让你思考，到底是谁在“运动”？这种对“运动”本质的探讨，最终引向了对“惯性”和“非惯性参考系”的理解。书中对“黑洞”的描述，也是我非常着迷的部分。作者没有回避黑洞的极端性和复杂性，而是用一种清晰而富有逻辑的方式，解释了它的形成、性质以及对周围时空的影响。我记得他对于“事件视界”的描述，一旦越过这个边界，任何物质，即使是光，也无法逃脱。这种对宇宙边界的探索，充满了科学的魅力和对未知的敬畏。更让我感到惊喜的是，作者在书中还探讨了“时间旅行”的可能性。虽然这部分内容带有猜测性，但作者在进行推测时，都引用了大量的物理理论和数学模型，让人不得不信服。读完之后，我感觉自己对时间、空间和宇宙的理解，都达到了一个全新的高度。
评分这部作品给我最深刻的印象，莫过于作者将那些艰深的物理学概念，转化为如此引人入胜的故事。他的笔触如同一位经验丰富的探险家，带领读者一步步深入宇宙的腹地。我记得书中对“惯性系”的讨论，作者并没有简单地给出定义，而是通过一个在行驶的火车上抛接球的例子，来解释无论你在哪个惯性系中，物理定律都是相同的。这种基于日常经验的讲解，让我对相对论的第一个基本原理有了深刻的理解。接着，作者又将这个原理引申到“光速不变”，以及由此产生的各种奇妙效应，例如“时间膨胀”和“长度收缩”。我尤其着迷于他对“黑洞”的描绘，作者用生动的语言，将黑洞的强大引力，以及它如何吞噬一切，包括光线，都描绘得淋漓尽致。读到这里，我仿佛能够感受到时空被扭曲到极致的恐怖景象，以及它背后隐藏的宇宙奥秘。更让我感到惊叹的是，作者在书中还探讨了“虫洞”存在的可能性。虽然这部分内容带有猜测性，但作者在进行推测时，都引用了大量的物理理论和数学模型，让人不得不信服。读完这本书，我感觉自己的思维受到了极大的启发，对宇宙的理解也更加全面。
评分这部作品的叙事风格极其引人入胜，作者像是位技艺精湛的导游，带领读者穿梭于复杂的物理理论迷宫之中。他并没有选择直接灌输知识，而是循序渐进地铺陈，从一些我们熟悉的现象入手，逐步引导读者进入更深层次的思考。例如，书中对“惯性参考系”的阐述，并非直白地给出定义，而是通过日常生活中的一些场景，比如在行驶的火车上看窗外的景物，来引出这个概念，并且解释了不同观察者之间的相对性。这种“润物细无声”的教学方式，让我在不知不觉中吸收了大量信息。更让我印象深刻的是，作者在解释量子力学的一些概念时，运用了大量类比，比如“波粒二象性”他就用了“既是水波又是粒子”的说法，虽然这在严谨的科学描述上可能有所简化，但对于激发读者的直觉和理解起到了至关重要的作用。我曾被量子叠加态的概念困扰许久，在这本书里，作者通过一个简单的“薛定谔的猫”的例子，将这个抽象的理论变得触手可及。读完之后，我感觉自己对微观世界的运作方式有了一个全新的认识。这本书的价值不仅在于它传达了多少科学知识，更在于它教会了我如何去思考科学问题，如何培养批判性思维。作者鼓励我们不要盲目接受任何理论，而是要去质疑，要去探索，要去寻找更合理的解释。这种治学态度，正是现代科学精神的精髓所在。
评分这本习题不用做，有基础仔细看半个月搞定，去年一天一章看完的，数学写的不舒服，还是wald跟摊子写的书舒服。
评分这本习题不用做，有基础仔细看半个月搞定，去年一天一章看完的，数学写的不舒服，还是wald跟摊子写的书舒服。
评分写得挺有意思的，很多解释都到位。先是从微分几何出发，然后是爱因斯坦场方程，然后是史瓦西解，黑洞，宇宙学，标准的广义相对论内容安排。最后还有一章讲弯曲时空量子场论，弯曲时空量子场论这个内容很多书上没有。
评分Hartle的高级科普不能满足我了，Caroll这本正适合作为读Wald之前的铺垫，一开始就是微分几何和各种Formalism，很酷
评分写得挺有意思的，很多解释都到位。先是从微分几何出发，然后是爱因斯坦场方程，然后是史瓦西解，黑洞，宇宙学，标准的广义相对论内容安排。最后还有一章讲弯曲时空量子场论，弯曲时空量子场论这个内容很多书上没有。
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