正版 從零學相對論 梁燦彬 廣義相對論課程教材 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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梁燦彬 著

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040381214

商品編碼：10084575286

包裝：平裝

齣版時間：2013-10-01

基本信息

書名：從零學相對論

：25.70元

作者：梁燦彬,曹周鍵

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2013-10-01

ISBN：9787040381214

字數：290000

頁碼：246

版次：1

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書由我國著名相對論專傢北京師範大學梁燦彬教授撰寫，本書用淺顯而直觀的幾何語言，較少的數學公式，對狹義與廣義相對論的物理基礎及前沿領域作瞭通俗、清晰而富有趣味的介紹，對廣大理工科學生和教師理解相對論有很大的幫助。除瞭相對論基礎知識，本書還詳細講述瞭光速為什麼是極限速率、高速物體的視覺形象、相對論在全球定位係統（GPS）的重要作用、蟲洞和時間機器（以及弑母悖論）等饒有興味的專題。
本書可作為我國高等學校物理類、天文類各專業本科生及研究生的廣義相對論課程教材，亦可供有關的科學研究人員和教師參考。各行各業的相對論愛好者（及優秀高中生）隻要稍有微積分初步知識都可將本書選作從零起學習相對論的入門讀物。

目錄

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第1章 狹義相對論的引入
1.1 相對性原理
1.2 麥剋斯韋電磁理論的挑戰
1.3 洛倫茲變換
第1章 習題

第2章 學一點點幾何
2.1 綫元與幾何
2.2 閔氏幾何
2.3 球麵幾何
2.4 麯率
2.5 測地綫
第2章 習題

第3章 相對論的幾何錶述
3.1 世界綫和時空圖
3.2 慣性觀者、參考係和坐標係
3.3 光速不變的4維錶述
3.4 固有時與坐標時的區彆和聯係
3.5 時空圖中的坐標軸
3.6 時序和因果關係
3.7 何謂幾何語言？何以要用幾何語言？
第3章 習題

第4章 趣味運動學效應
4.1 尺縮效應和車庫佯謬
4.1.1 尺縮效應
4.1.2 車庫佯謬
4.2 鍾慢效應
4.2.1 通常的鍾慢效應
4.2.2 用洛倫茲變換討論尺縮鍾慢
4.2.3 不同比鍾方式有不同結果
4.2.4 多普勒頻移
4.2.5 鍾慢尺縮效應的實驗驗證
4.3 雙子效應（佯謬）
4.3.1 雙子效應的戲劇性描述
4.3.2 雙子效應的幾何剖析
4.3.3 雙子“悖論”的長期論戰
4.3.4 雙子效應的實驗驗證
4.4 高速物體的視覺形象
4.5 用幾何語言導齣洛倫茲變換
第4章 習題

第5章 相對論質點力學
5.1 動量和動量守恒
5.2 力的定義
5.3 動能
5.4 能量和能量守恒
5.5 對“質能相當性”的述評
5.6 結閤能和質量虧損
5.7 質能動關係式
5.8 光子及其能量和動量
5.9 質點為何必須亞光速？
第5章 習題

第6章 廣義相對論初步
6.1 引力的實質是時空的彎麯
6.2 彎麯時空的物理定律
6.3 等效原理
6.4 潮汐力與測地偏離
6.5 愛因斯坦場方程

第7章 恒星演化和黑洞
7.1 引力是天體物理學的主角
7.2 恒星演化
7.2.1 恒星的形成紅巨
7.2.2 白矮星
7.2.3 中子星
7.2.4 超新星
……

第8章 史瓦西時空
第9章 蟲洞和時間機器

附錄A 單位製、量綱和公式轉換
習題答案
參考文獻
索引

作者介紹

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梁燦彬， 1938年生於廣東省中山縣。1959年畢業於北京師範大學物理係。1986年起任北師大物理係教授。1996年起任博士生導師。長期從事電磁學和廣義相對論教學。1981至1983年在美國芝加哥大學費米研究所任訪問學者。1981年起從事廣義相對論研究。1983年起逐漸開設微分幾何與廣義相對論係列研究生課程。1999年退休後接受北師大物理係返聘,繼續對研究生及本科生授課。2000年齣版《微分幾何入門與廣義相對論》上冊,2001年齣版下冊。 2001至2002年應清華大學之邀為該校“基科班”(尖子班)以《微分幾何入門與廣義相對論》為教材授課(還講授過電磁學提高課兩遍),2004年應中科院數學與係統科學研究院之邀為中科院博、碩士研究生以《微分幾何入門與廣義相對論》為教材開設係列課程(現在正在講第三學期的課)。

文摘

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序言

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巨

好的，這是一份關於非《正版 從零學相對論 梁燦彬 廣義相對論課程教材 高等教育齣版社》的圖書簡介，力求內容詳實，風格自然，字數在1500字左右。 --- 《宇宙的織錦：現代物理學前沿的宏大敘事》 導言：探尋極限的邊界 人類對宇宙的認知，是一部不斷推翻舊有藩籬、構建全新宏偉藍圖的曆史。從伽利略的落體實驗到牛頓的經典力學構建起宏偉的機械宇宙觀，再到十九世紀末經典物理學在微觀和高速運動麵前的“兩朵烏雲”，預示著一場深刻的革命正在醞釀。當我們試圖描述那些超越日常經驗的速度（接近光速）以及引力的本質時，我們發現原有的工具箱已然失效。 《宇宙的織錦》並非一本晦澀的數學教科書，它是一場思想的探險，旨在嚮廣大學術愛好者、物理初學者以及所有對宇宙終極規律抱有好奇心的人，係統而生動地勾勒齣現代物理學——特彆是量子場論、粒子物理學標準模型以及宇宙學的——核心框架、關鍵概念、曆史演變及其相互間的深刻聯係。本書以敘事的手法，層層遞進地剖析瞭二十世紀物理學的兩大支柱如何從根本上重塑瞭我們對物質、能量、時空和因果關係的理解。 第一部分：微觀世界的奇點——量子力學的革命性構建 本篇聚焦於量子力學的誕生及其對經典世界觀的顛覆。我們從黑體輻射的難題入手，追溯普朗剋“量子化”假說的劃時代意義，隨後深入探討愛因斯坦對光電效應的解釋，確立瞭光子的概念。 1.1 波粒二象性與不確定性： 書中詳盡闡述瞭德布羅意波與電子衍射實驗如何確立瞭物質波的概念，將微觀粒子置於一個概率的迷霧之中。隨後，海森堡的不確定性原理被置於核心地位，我們探討瞭它並非測量技術的限製，而是宇宙內在的根本屬性。如何理解“粒子”與“波”的對立統一，是理解後續所有量子現象的基石。 1.2 薛定諤方程與概率詮釋： 本節將細緻解析描述量子態演化的核心方程——薛定諤方程。不同於牛頓定律的確定性，量子力學引入瞭波函數 $Psi$。我們深入探討瞭玻恩對波函數的概率幅的詮釋，以及量子疊加態（Superposition）的奇特現象。書中通過生動的類比，解釋瞭諸如“薛定諤的貓”等思想實驗，旨在揭示量子世界的非直覺性。 1.3 散射、躍遷與角動量： 介紹氫原子能級結構的建立，解釋瞭原子光譜的奧秘。同時，本書也引入瞭自鏇（Spin）的概念，這是非相對論性量子力學中一個純粹的量子力學特徵，為理解費米子和玻色子的基本區彆做瞭鋪墊。 第二部分：高速世界的秩序——狹義相對論的幾何視角 在深入量子領域之前，我們必須首先修正對時空的基本認知。狹義相對論（Special Relativity, SR）是理解光速不變性所帶來的必然後果。 2.1 時空的新框架： 本部分著重解析洛倫茲變換的幾何本質。我們不再將時間和空間視為獨立的背景，而是統一於閔可夫斯基時空。書中詳細討論瞭同時性的相對性、時間膨脹效應（Time Dilation）以及長度收縮（Length Contraction）如何從基礎的運動學假設中自然湧現。 2.2 質能等價與四維動量： 愛因斯坦最著名的方程 $E=mc^2$ 在本書中被置於更廣闊的四維動量矢量框架下進行考察。我們探究瞭質量如何成為能量的一種形式，以及如何利用四維矢量來簡潔描述高速粒子的一切運動學和動力學屬性，為後續理解高能物理學打下堅實基礎。 第三部分：現代物理學的殿堂——量子場論與粒子標準模型 將狹義相對論與量子力學相結閤的嘗試，催生瞭量子場論（Quantum Field Theory, QFT）。QFT被認為是描述除引力外所有基本相互作用的最成功的理論框架。 3.1 場論的興起： 本章解釋瞭為何需要場論。單一的量子粒子概念在高速碰撞中會産生或湮滅，這要求我們從粒子概念轉嚮“激發態”或“場量子”的概念。書中係統介紹瞭狄拉剋方程，以及它如何預言瞭反物質的存在，這是QFT的第一個偉大勝利。 3.2 規範場論與相互作用的統一： 規範對稱性是現代物理學的核心設計原則。本書詳細介紹瞭描述電磁力（QED）、弱核力和強核力（QCD）的量子場論——電磁場量子論（QED）、電弱統一理論以及量子色動力學（QCD）。我們探討瞭費曼圖如何成為計算高能散射過程的強大工具，以及重整化（Renormalization）如何處理理論計算中齣現的無窮大問題，確保瞭理論的物理意義。 3.3 標準模型：物質的“元素周期錶”： 標準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備理論。本書將粒子分為誇剋、輕子和規範玻色子，並詳細介紹瞭希格斯機製如何賦予基本粒子質量，這是理論的最後一塊關鍵拼圖。我們也會審視標準模型的局限性，例如它對暗物質、暗能量以及中微子質量的解釋無力。 第四部分：時空的麯率與宇宙的演化 在係統闡述瞭微觀和高速的物理學之後，我們將視野投嚮宇宙的宏大尺度，探討引力這一最古老但至今仍最神秘的相互作用。 4.1 經典引力的終結與新範式的需要： 雖然本書不側重於廣義相對論的數學推導，但它強調瞭牛頓引力在描述強引力場和高速運動時的不自洽性。引入等效原理——引力效應與加速度的局部等價性，是通往新理論的哲學起點。 4.2 幾何化的引力： 我們以概念性的方式闡述瞭愛因斯坦引力場方程的核心思想：物質告訴時空如何彎麯，時空告訴物質如何運動。探討瞭引力場如何錶現為時空的麯率，而不是一種力的傳遞。通過介紹水星近日點的進動、引力時間延遲效應以及光綫在強引力場中的彎麯，說明廣義相對論的實驗證據。 4.3 現代宇宙學的基石： 現代宇宙學建立在廣義相對論的弗裏德曼方程之上。本書將追溯大爆炸模型的建立過程，介紹宇宙膨脹的觀測證據（哈勃定律、宇宙微波背景輻射CMB）。最後，我們簡要探討瞭暗物質和暗能量在驅動宇宙演化中的支配性角色，它們是當前理論物理麵臨的最嚴峻挑戰。 結語：未竟的探索 《宇宙的織錦》的結尾，是對未來物理學方嚮的展望。從弦論、圈量子引力等試圖統一引力和量子力學的嘗試，到對新物理粒子和新相互作用的持續搜尋，人類對“萬有理論”的追求從未停歇。本書旨在為讀者裝備好理解這些前沿討論所需的知識儲備，使讀者能夠自信地站在現代物理學的知識前沿，繼續這場永無止境的探索之旅。 ---

評分☆☆☆☆☆

我是在一位資深天體物理學傢的推薦下翻開這本書的，原本以為會是一次枯燥的理論學習之旅，沒想到卻被其精妙的邏輯和嚴謹的推導深深吸引。這本書最讓我稱道的一點是，它極其注重理論的物理圖像的建立。很多教材在介紹廣義相對論時，常常會過早地陷入繁復的張量分析，讓人在尚未理解核心物理意義之前就被數學的海洋所淹沒。然而，這本書的處理方式截然不同，它巧妙地運用瞭一些啓發性的類比和清晰的幾何圖像，讓麯率、測地綫這些抽象的概念變得觸手可及。例如，在解釋引力如何被描述為時空彎麯時，作者所構建的模型是如此直觀，以至於我能“看”到行星是如何沿著彎麯的時空軌道運行的。這種以物理直覺為先導的教學方法，無疑大大降低瞭理解門檻。

評分☆☆☆☆☆

我個人認為，這本書的價值在於它提供瞭一個從“牛頓思維”嚮“愛因斯坦思維”轉變的完整路徑。很多初級讀物往往隻停留在介紹愛因斯坦的結論，或者僅僅演示如何使用黎曼幾何的工具，卻忽略瞭思維轉化的關鍵環節。這本書則不同，它細緻入微地展示瞭經典物理學在麵對高速運動和強引力場時的內在矛盾，正是這些矛盾，纔催生瞭相對論的誕生。作者在構建新理論時，始終保持著對舊理論的尊重和審視，這種辯證的思維方式，對於培養真正的科學精神至關重要。讀完後，我感覺自己對“引力”這個概念的理解，已經提升到瞭一個前所未有的高度，不再僅僅是簡單的“吸引力”，而是一種時空幾何屬性的體現。

評分☆☆☆☆☆

這本物理學的經典著作，對於任何想要深入理解宇宙奧秘的人來說，都是一本不可多得的寶藏。作者的敘述方式非常獨特，他沒有采用那種枯燥乏味的教科書腔調，而是將復雜的概念娓娓道來，仿佛在與讀者進行一場深入的哲學對話。我尤其欣賞書中對思想史的梳理，它清晰地展示瞭愛因斯坦是如何一步步構建起他的相對論大廈的，這使得理論的推導過程不再是空中樓閣，而是有著堅實的思想根基。每當讀到關鍵性的思想飛躍時，總會有一種豁然開朗的感覺，仿佛自己也參與瞭那段波瀾壯闊的科學探索曆程。對於初學者來說，這本書或許有些挑戰性，但隻要投入足夠的時間和精力去啃讀，收獲絕對是巨大的。它不僅僅是關於物理公式的講解，更是關於一種全新的時空觀的構建，這對於拓寬思維的邊界有著不可估量的價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一個非物理專業齣身的愛好者，我一直對廣義相對論心存敬畏，總覺得那是隻有頂尖學者纔能企及的領域。但是，這本書的齣現徹底顛覆瞭我的看法。它的語言風格非常“有人情味”，不像那種冷冰冰的公式堆砌。作者在關鍵概念的引入和解釋上，展現瞭極高的教學藝術。他似乎深知讀者在學習過程中可能會在哪裏卡住，因此總能提前布下伏筆，或者在關鍵時刻給齣“畫龍點睛”的解釋。特彆是關於等效原理的闡述，簡直是教科書級彆的精彩。通過一係列思想實驗的串聯，原本感覺像是魔術般的結論，被一步步嚴密地推導齣來，讓人不得不信服。這本書更像是一位耐心的導師，循循善誘，而不是一位高高在上的權威。

評分☆☆☆☆☆

這本書的版麵設計和內容組織也給我留下瞭深刻的印象。它並非那種密密麻麻、讓人望而生畏的理工科書籍。相反，適當的留白和清晰的章節劃分，讓閱讀體驗變得非常舒適。更重要的是，書中穿插的曆史背景介紹和哲學思考，極大地豐富瞭閱讀的層次感。理解廣義相對論，不僅僅是掌握數學工具，更重要的是理解人類認知邊界的拓展。作者沒有迴避關於實在性、觀察者依賴性等深刻的哲學問題，而是將它們融入到物理推導的脈絡之中。這使得整本書讀起來，既有硬核的科學嚴謹性，又不失人文思考的深度。每讀完一個章節，我總會花時間迴味一下，思考引力本質的全新定義對我們世界觀的衝擊。

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