正版 从零学相对论 梁灿彬 广义相对论课程教材 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁灿彬 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040381214

商品编码：10084575286

包装：平装

出版时间：2013-10-01

基本信息

书名：从零学相对论

：25.70元

作者：梁灿彬,曹周键

出版社：高等教育出版社

出版日期：2013-10-01

ISBN：9787040381214

字数：290000

页码：246

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书由我国著名相对论专家北京师范大学梁灿彬教授撰写，本书用浅显而直观的几何语言，较少的数学公式，对狭义与广义相对论的物理基础及前沿领域作了通俗、清晰而富有趣味的介绍，对广大理工科学生和教师理解相对论有很大的帮助。除了相对论基础知识，本书还详细讲述了光速为什么是极限速率、高速物体的视觉形象、相对论在全球定位系统（GPS）的重要作用、虫洞和时间机器（以及弑母悖论）等饶有兴味的专题。
本书可作为我国高等学校物理类、天文类各专业本科生及研究生的广义相对论课程教材，亦可供有关的科学研究人员和教师参考。各行各业的相对论爱好者（及优秀高中生）只要稍有微积分初步知识都可将本书选作从零起学习相对论的入门读物。

目录

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第1章 狭义相对论的引入
1.1 相对性原理
1.2 麦克斯韦电磁理论的挑战
1.3 洛伦兹变换
第1章 习题

第2章 学一点点几何
2.1 线元与几何
2.2 闵氏几何
2.3 球面几何
2.4 曲率
2.5 测地线
第2章 习题

第3章 相对论的几何表述
3.1 世界线和时空图
3.2 惯性观者、参考系和坐标系
3.3 光速不变的4维表述
3.4 固有时与坐标时的区别和联系
3.5 时空图中的坐标轴
3.6 时序和因果关系
3.7 何谓几何语言？何以要用几何语言？
第3章 习题

第4章 趣味运动学效应
4.1 尺缩效应和车库佯谬
4.1.1 尺缩效应
4.1.2 车库佯谬
4.2 钟慢效应
4.2.1 通常的钟慢效应
4.2.2 用洛伦兹变换讨论尺缩钟慢
4.2.3 不同比钟方式有不同结果
4.2.4 多普勒频移
4.2.5 钟慢尺缩效应的实验验证
4.3 双子效应（佯谬）
4.3.1 双子效应的戏剧性描述
4.3.2 双子效应的几何剖析
4.3.3 双子“悖论”的长期论战
4.3.4 双子效应的实验验证
4.4 高速物体的视觉形象
4.5 用几何语言导出洛伦兹变换
第4章 习题

第5章 相对论质点力学
5.1 动量和动量守恒
5.2 力的定义
5.3 动能
5.4 能量和能量守恒
5.5 对“质能相当性”的述评
5.6 结合能和质量亏损
5.7 质能动关系式
5.8 光子及其能量和动量
5.9 质点为何必须亚光速？
第5章 习题

第6章 广义相对论初步
6.1 引力的实质是时空的弯曲
6.2 弯曲时空的物理定律
6.3 等效原理
6.4 潮汐力与测地偏离
6.5 爱因斯坦场方程

第7章 恒星演化和黑洞
7.1 引力是天体物理学的主角
7.2 恒星演化
7.2.1 恒星的形成红巨
7.2.2 白矮星
7.2.3 中子星
7.2.4 超新星
……

第8章 史瓦西时空
第9章 虫洞和时间机器

附录A 单位制、量纲和公式转换
习题答案
参考文献
索引

作者介绍

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梁灿彬， 1938年生于广东省中山县。1959年毕业于北京师范大学物理系。1986年起任北师大物理系教授。1996年起任博士生导师。长期从事电磁学和广义相对论教学。1981至1983年在美国芝加哥大学费米研究所任访问学者。1981年起从事广义相对论研究。1983年起逐渐开设微分几何与广义相对论系列研究生课程。1999年退休后接受北师大物理系返聘,继续对研究生及本科生授课。2000年出版《微分几何入门与广义相对论》上册,2001年出版下册。 2001至2002年应清华大学之邀为该校“基科班”(尖子班)以《微分几何入门与广义相对论》为教材授课(还讲授过电磁学提高课两遍),2004年应中科院数学与系统科学研究院之邀为中科院博、硕士研究生以《微分几何入门与广义相对论》为教材开设系列课程(现在正在讲第三学期的课)。

文摘

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序言

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巨

好的，这是一份关于非《正版 从零学相对论 梁灿彬 广义相对论课程教材 高等教育出版社》的图书简介，力求内容详实，风格自然，字数在1500字左右。 --- 《宇宙的织锦：现代物理学前沿的宏大叙事》 导言：探寻极限的边界 人类对宇宙的认知，是一部不断推翻旧有藩篱、构建全新宏伟蓝图的历史。从伽利略的落体实验到牛顿的经典力学构建起宏伟的机械宇宙观，再到十九世纪末经典物理学在微观和高速运动面前的“两朵乌云”，预示着一场深刻的革命正在酝酿。当我们试图描述那些超越日常经验的速度（接近光速）以及引力的本质时，我们发现原有的工具箱已然失效。 《宇宙的织锦》并非一本晦涩的数学教科书，它是一场思想的探险，旨在向广大学术爱好者、物理初学者以及所有对宇宙终极规律抱有好奇心的人，系统而生动地勾勒出现代物理学——特别是量子场论、粒子物理学标准模型以及宇宙学的——核心框架、关键概念、历史演变及其相互间的深刻联系。本书以叙事的手法，层层递进地剖析了二十世纪物理学的两大支柱如何从根本上重塑了我们对物质、能量、时空和因果关系的理解。 第一部分：微观世界的奇点——量子力学的革命性构建 本篇聚焦于量子力学的诞生及其对经典世界观的颠覆。我们从黑体辐射的难题入手，追溯普朗克“量子化”假说的划时代意义，随后深入探讨爱因斯坦对光电效应的解释，确立了光子的概念。 1.1 波粒二象性与不确定性： 书中详尽阐述了德布罗意波与电子衍射实验如何确立了物质波的概念，将微观粒子置于一个概率的迷雾之中。随后，海森堡的不确定性原理被置于核心地位，我们探讨了它并非测量技术的限制，而是宇宙内在的根本属性。如何理解“粒子”与“波”的对立统一，是理解后续所有量子现象的基石。 1.2 薛定谔方程与概率诠释： 本节将细致解析描述量子态演化的核心方程——薛定谔方程。不同于牛顿定律的确定性，量子力学引入了波函数 $Psi$。我们深入探讨了玻恩对波函数的概率幅的诠释，以及量子叠加态（Superposition）的奇特现象。书中通过生动的类比，解释了诸如“薛定谔的猫”等思想实验，旨在揭示量子世界的非直觉性。 1.3 散射、跃迁与角动量： 介绍氢原子能级结构的建立，解释了原子光谱的奥秘。同时，本书也引入了自旋（Spin）的概念，这是非相对论性量子力学中一个纯粹的量子力学特征，为理解费米子和玻色子的基本区别做了铺垫。 第二部分：高速世界的秩序——狭义相对论的几何视角 在深入量子领域之前，我们必须首先修正对时空的基本认知。狭义相对论（Special Relativity, SR）是理解光速不变性所带来的必然后果。 2.1 时空的新框架： 本部分着重解析洛伦兹变换的几何本质。我们不再将时间和空间视为独立的背景，而是统一于闵可夫斯基时空。书中详细讨论了同时性的相对性、时间膨胀效应（Time Dilation）以及长度收缩（Length Contraction）如何从基础的运动学假设中自然涌现。 2.2 质能等价与四维动量： 爱因斯坦最著名的方程 $E=mc^2$ 在本书中被置于更广阔的四维动量矢量框架下进行考察。我们探究了质量如何成为能量的一种形式，以及如何利用四维矢量来简洁描述高速粒子的一切运动学和动力学属性，为后续理解高能物理学打下坚实基础。 第三部分：现代物理学的殿堂——量子场论与粒子标准模型 将狭义相对论与量子力学相结合的尝试，催生了量子场论（Quantum Field Theory, QFT）。QFT被认为是描述除引力外所有基本相互作用的最成功的理论框架。 3.1 场论的兴起： 本章解释了为何需要场论。单一的量子粒子概念在高速碰撞中会产生或湮灭，这要求我们从粒子概念转向“激发态”或“场量子”的概念。书中系统介绍了狄拉克方程，以及它如何预言了反物质的存在，这是QFT的第一个伟大胜利。 3.2 规范场论与相互作用的统一： 规范对称性是现代物理学的核心设计原则。本书详细介绍了描述电磁力（QED）、弱核力和强核力（QCD）的量子场论——电磁场量子论（QED）、电弱统一理论以及量子色动力学（QCD）。我们探讨了费曼图如何成为计算高能散射过程的强大工具，以及重整化（Renormalization）如何处理理论计算中出现的无穷大问题，确保了理论的物理意义。 3.3 标准模型：物质的“元素周期表”： 标准模型是目前描述除引力外所有基本粒子及其相互作用的最完备理论。本书将粒子分为夸克、轻子和规范玻色子，并详细介绍了希格斯机制如何赋予基本粒子质量，这是理论的最后一块关键拼图。我们也会审视标准模型的局限性，例如它对暗物质、暗能量以及中微子质量的解释无力。 第四部分：时空的曲率与宇宙的演化 在系统阐述了微观和高速的物理学之后，我们将视野投向宇宙的宏大尺度，探讨引力这一最古老但至今仍最神秘的相互作用。 4.1 经典引力的终结与新范式的需要： 虽然本书不侧重于广义相对论的数学推导，但它强调了牛顿引力在描述强引力场和高速运动时的不自洽性。引入等效原理——引力效应与加速度的局部等价性，是通往新理论的哲学起点。 4.2 几何化的引力： 我们以概念性的方式阐述了爱因斯坦引力场方程的核心思想：物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。探讨了引力场如何表现为时空的曲率，而不是一种力的传递。通过介绍水星近日点的进动、引力时间延迟效应以及光线在强引力场中的弯曲，说明广义相对论的实验证据。 4.3 现代宇宙学的基石： 现代宇宙学建立在广义相对论的弗里德曼方程之上。本书将追溯大爆炸模型的建立过程，介绍宇宙膨胀的观测证据（哈勃定律、宇宙微波背景辐射CMB）。最后，我们简要探讨了暗物质和暗能量在驱动宇宙演化中的支配性角色，它们是当前理论物理面临的最严峻挑战。 结语：未竟的探索 《宇宙的织锦》的结尾，是对未来物理学方向的展望。从弦论、圈量子引力等试图统一引力和量子力学的尝试，到对新物理粒子和新相互作用的持续搜寻，人类对“万有理论”的追求从未停歇。本书旨在为读者装备好理解这些前沿讨论所需的知识储备，使读者能够自信地站在现代物理学的知识前沿，继续这场永无止境的探索之旅。 ---

评分☆☆☆☆☆

作为一个非物理专业出身的爱好者，我一直对广义相对论心存敬畏，总觉得那是只有顶尖学者才能企及的领域。但是，这本书的出现彻底颠覆了我的看法。它的语言风格非常“有人情味”，不像那种冷冰冰的公式堆砌。作者在关键概念的引入和解释上，展现了极高的教学艺术。他似乎深知读者在学习过程中可能会在哪里卡住，因此总能提前布下伏笔，或者在关键时刻给出“画龙点睛”的解释。特别是关于等效原理的阐述，简直是教科书级别的精彩。通过一系列思想实验的串联，原本感觉像是魔术般的结论，被一步步严密地推导出来，让人不得不信服。这本书更像是一位耐心的导师，循循善诱，而不是一位高高在上的权威。

评分☆☆☆☆☆

我个人认为，这本书的价值在于它提供了一个从“牛顿思维”向“爱因斯坦思维”转变的完整路径。很多初级读物往往只停留在介绍爱因斯坦的结论，或者仅仅演示如何使用黎曼几何的工具，却忽略了思维转化的关键环节。这本书则不同，它细致入微地展示了经典物理学在面对高速运动和强引力场时的内在矛盾，正是这些矛盾，才催生了相对论的诞生。作者在构建新理论时，始终保持着对旧理论的尊重和审视，这种辩证的思维方式，对于培养真正的科学精神至关重要。读完后，我感觉自己对“引力”这个概念的理解，已经提升到了一个前所未有的高度，不再仅仅是简单的“吸引力”，而是一种时空几何属性的体现。

评分☆☆☆☆☆

我是在一位资深天体物理学家的推荐下翻开这本书的，原本以为会是一次枯燥的理论学习之旅，没想到却被其精妙的逻辑和严谨的推导深深吸引。这本书最让我称道的一点是，它极其注重理论的物理图像的建立。很多教材在介绍广义相对论时，常常会过早地陷入繁复的张量分析，让人在尚未理解核心物理意义之前就被数学的海洋所淹没。然而，这本书的处理方式截然不同，它巧妙地运用了一些启发性的类比和清晰的几何图像，让曲率、测地线这些抽象的概念变得触手可及。例如，在解释引力如何被描述为时空弯曲时，作者所构建的模型是如此直观，以至于我能“看”到行星是如何沿着弯曲的时空轨道运行的。这种以物理直觉为先导的教学方法，无疑大大降低了理解门槛。

评分☆☆☆☆☆

这本书的版面设计和内容组织也给我留下了深刻的印象。它并非那种密密麻麻、让人望而生畏的理工科书籍。相反，适当的留白和清晰的章节划分，让阅读体验变得非常舒适。更重要的是，书中穿插的历史背景介绍和哲学思考，极大地丰富了阅读的层次感。理解广义相对论，不仅仅是掌握数学工具，更重要的是理解人类认知边界的拓展。作者没有回避关于实在性、观察者依赖性等深刻的哲学问题，而是将它们融入到物理推导的脉络之中。这使得整本书读起来，既有硬核的科学严谨性，又不失人文思考的深度。每读完一个章节，我总会花时间回味一下，思考引力本质的全新定义对我们世界观的冲击。

评分☆☆☆☆☆

这本物理学的经典著作，对于任何想要深入理解宇宙奥秘的人来说，都是一本不可多得的宝藏。作者的叙述方式非常独特，他没有采用那种枯燥乏味的教科书腔调，而是将复杂的概念娓娓道来，仿佛在与读者进行一场深入的哲学对话。我尤其欣赏书中对思想史的梳理，它清晰地展示了爱因斯坦是如何一步步构建起他的相对论大厦的，这使得理论的推导过程不再是空中楼阁，而是有着坚实的思想根基。每当读到关键性的思想飞跃时，总会有一种豁然开朗的感觉，仿佛自己也参与了那段波澜壮阔的科学探索历程。对于初学者来说，这本书或许有些挑战性，但只要投入足够的时间和精力去啃读，收获绝对是巨大的。它不仅仅是关于物理公式的讲解，更是关于一种全新的时空观的构建，这对于拓宽思维的边界有着不可估量的价值。

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不错 正品

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