相对论—少年版

Description

本书是作者为自家的少年撰写的一本相对论入门书。全书共15章，按照朴素相对论、伽利略相对论、狭义相对论、广义相对论和整体相对论的顺序，以相对性思想的历史演化为线索，详细介绍了相对论所应包含的数学、物理和哲学内容。本书的一个重要特点是，它尽可能多地收录了相对论的原始文献和重要著作，强调相对论创立过程的细节。此外，本书还提供了修习相对论所需要的关键数学基础，以及相对论关键人物与事件和爱因斯坦的相对论著作目录。 目录 作者序之一 作者序之二 少年能学会相对论吗？当然！ 如何读这本书 一页纸相对论 两页纸相对论 第1章引子 第2章物理时空、参照框架与坐标系 2.1物理时空 2.2参照框架 2.3坐标系 2.4参照框架与坐标系 第3章朴素相对论 3.1经典力学范式 3.2参照点 3.3开普勒三定律 3.4朴素相对论 第4章伽利略相对论 4.1伽利略与近代物理学 4.2伽利略相对论与伽利略变换 4.3伽利略相对论下的物理学 4.4惯性与惯性参照框架 第5章变换不变性与洛伦兹变换 5.1二次型、转动与变换不变性 5.2波动方程的不变变换 5.3麦克斯韦波动方程 5.4洛伦兹变换 5.5洛伦兹变换的历史 5.6洛伦兹群与庞加莱群 第6章狭义相对论基础 6.1狭义相对论缘起 6.2长度、时间与时空 6.3光速 6.4相对性原理 6.5为什么叫狭义相对论？ 6.6爱因斯坦的开山之作 6.7狭义相对论时空关系 6.8狭义相对论效应 6.9再论光速 6.10洛伦兹变换的一般性推导 6.11相对论动力学 6.12相对论经典电磁学 6.13作为几何理论的狭义相对论 6.14非常特别相对论 第7章相对论质能关系 7.1质量与能量 7.2德?普莱托的质能关系 7.3爱因斯坦的质能关系 7.4电子－正电子湮灭 7.5能量－动量张量 7.6劳厄和克莱因的最终证明 7.7一点补充说明 第8章相对论量子力学 8.1相对论与量子力学的结合 8.2克莱因－戈登方程 8.3狄拉克方程 8.4相对论量子力学方程的一般构造 8.5量子场论 第9章弯曲空间与弯曲径迹 9.1运动轨迹 9.2平面、直线与平直空间 9.3曲线、曲线长度与曲率 9.4空间的曲率 9.5测地线 第10章曲线坐标 10.1导言 10.2曲线坐标系的定义 10.3协变基和逆变基 10.4曲线坐标语境下的积分与微分 10.5曲线坐标系举例 第11章变换视角下的物理量 11.1物理量 11.2张量变换 11.3度规张量 11.4协变微分 第12章广义相对论基础 12.1广义相对论的前驱 12.2为什么要推广相对论？ 12.3等价原理与广义协变性 12.4广义相对论引力场方程 12.5测地线方程 12.6引力场方程的希尔伯特推导 12.7关于弯曲空间的数学知识补充 第13章引力场方程的解 13.1史瓦西解 13.2德西特解 13.3多余的话 第14章广义相对论效应 14.1导言 14.2反常水星近日点进动 14.3引力弯曲光线 14.4引力红移 14.5关于光的感叹 第15章整体相对论 15.1引力作用下的两体运动 15.2牛顿的水桶实验 15.3爱因斯坦的马赫原理 15.4整体相对论 15.5结语 附录1相对论物理数学预备知识罗列 附录2相对论关键人物与事件 附录3爱因斯坦的物理学成就与年谱 附录4爱因斯坦相对论著作目录 跋