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出版者:

作者:贾书惠

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2007-11

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787302155133

丛书系列:

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探寻宇宙的奥秘：经典物理学的深度解析与应用 书籍名称： 宇宙结构与动力学导论 作者： [此处可留空或填写虚构作者名，如：李文博 教授] 出版社： [此处可留空或填写虚构出版社名，如：现代科学出版社] 页数： 约 700 页 --- 内容简介 《宇宙结构与动力学导论》是一部旨在为物理学、天文学及相关工程领域的研究者和高年级本科生提供全面、深入理解宏观宇宙演化规律的专业著作。本书并非对基础牛顿力学或狭义相对论的重复介绍，而是将焦点完全置于这些理论在处理极端环境、巨大尺度和高能现象时的拓展与应用。全书力求在概念的严谨性、数学的完备性与物理图像的直观性之间寻求最佳平衡，引导读者跨越经典力学知识的边界，进入现代物理学的宏大叙事之中。 本书内容严格围绕宇宙学、天体物理学中的动力学模型构建、时空几何描述以及物质场的演化展开，完全不涉及普通力学中对质点、刚体、理想系统（如简谐振子、约束系统）的详细运动学和动力学分析，也不涵盖基础的场论或电磁学中对微观粒子运动的详细计算。 全书共分为六大部分，精心组织，层层递进： 第一部分：广义相对论基础与时空几何（约 180 页） 本部分是理解后续所有宇宙动力学模型的基石。它从黎曼几何的数学框架出发，而非牛顿引力学的概念，详细阐述了微分几何工具（如张量、协变导数、测地线方程）在描述弯曲时空中的必要性。 张量分析与流形理论： 深入探讨度规张量、里奇张量、克里斯托费尔符号的物理意义，强调时空曲率的内在性。 爱因斯坦场方程的推导与形式： 重点分析场方程的物理内涵——物质决定时空几何，时空几何决定物质运动的轨迹（测地线）。本书不关注场方程的求解技巧，而是集中于理解其非线性性质和对称性在物理模型简化中的作用。 经典解的物理诠释： 对史瓦西解、克尔解等静态或旋转黑洞解的几何特性进行深入分析，关注事件视界、奇点的拓扑结构，以及测试粒子（不考虑其自身动力学细节）在这些场中运动的轨迹特征。 本书不包含： 惯性系与非惯性系转换的详细数学推导，拉格朗日或哈密顿力学在基础力学系统中的应用。 第二部分：宇宙学的基本原理与观测证据（约 120 页） 本部分聚焦于宇宙学原理及其在构建宏观模型中的应用，重点在于如何将理论模型与实际观测数据对接。 宇宙学原理与FLRW度规： 详细阐述宇宙学原理（均匀性与各向同性）如何导致弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规，这是描述膨胀宇宙的标准模型。 哈勃定律的现代解释： 将哈勃膨胀解释为时空本身的尺度因子在时间上的演化，而非星系在固定空间中的退行速度。 关键观测参数： 介绍红移（z）与尺度因子（a(t)）的关系，以及对宇宙微波背景辐射（CMB）的分析，重点在于CMB温度涨落作为早期宇宙状态的探针。 本书不包含： 任何关于行星运动、卫星轨道计算或基础热力学在低速运动中的应用。 第三部分：弗里德曼方程与宇宙演化动力学（约 150 页） 这是全书的核心部分，探讨在FLRW背景下，宇宙中不同物质、辐射和暗能量组分如何驱动宇宙的膨胀历史。 物质、辐射与真空能的能流密度： 严格定义各组分在膨胀宇宙中的演化方程（即状态方程 $w$），并推导出它们对密度参数 $Omega$ 的贡献。 弗里德曼方程的求解与相图分析： 详细分析不同宇宙学时期（如辐射主导、物质主导、暗能量主导）对应的弗里德曼方程解，并绘制出宇宙学参数空间中的演化相图。 暴胀理论的动力学模型： 介绍标量场（如暴胀子场）驱动的早期宇宙极速膨胀模型的动力学机制，其场方程与能量密度演化。 本书不包含： 求解简单微分方程的方法论介绍，或基础能量守恒定律在孤立系统中的应用。 第四部分：结构形成与线性扰动理论（约 140 页） 本部分将视野从均匀的背景宇宙收缩到不均匀的结构形成过程，重点是描述微小扰动如何随时间增长。 引力不稳定性与物质扰动： 在FLRW背景下，引入牛顿（或牛顿-广义相对论近似）的线性扰动方程，分析密度、引速和压力扰动之间的耦合。 物质波谱与功率谱： 介绍功率谱 $P(k)$ 作为描述宇宙中结构大小分布的统计工具，及其与早期宇宙初始条件的联系。 暗物质在结构形成中的作用： 分析无碰撞暗物质的流体方程，以及它如何主导早期宇宙中引力势的塌缩，形成“暗物质晕”的动力学基础。 本书不包含： 刚体力学中的应力-应变关系，或流体力学中对粘性、湍流的详细分析。 第五部分：星系动力学与群集演化（约 90 页） 本部分关注局域尺度的引力平衡与动力学，特别是星系尺度上的运动学模型。 维里定理在星系团中的应用： 利用维里定理（一种能量平衡的宏观表述）估算星系团的质量，并讨论其对暗物质密度的限制。 稳态模型与球对称系统： 分析金斯方程（Jeans equation）的经典应用，用于描述球对称星系中恒星速度弥散的分布。 星系碰撞与合并的动力学特征： 描述在引力作用下，两个大尺度结构相互作用的轨迹和最终形态，重点是引力子散（Dynamical Friction）的概念。 本书不包含： 粒子散射截面计算，或对分子热运动（玻尔兹曼方程）的详细推导。 第六部分：极端天体物理系统中的动力学（约 50 页） 本部分简要触及广义相对论在高速、强引力场中的直接应用。 吸积盘的动力学： 探讨物质落入黑洞或中子星的物理过程，重点在于相对论性等离子体的运动特性，以及角动量输运机制。 引力波的产生与传播： 从四极矩公式出发，定性描述大质量物体（如双星系统）加速运动所产生的时空涟漪，及其在外场中的传播特征。 本书不包含： 详细的量子力学概念（如薛定谔方程），或电磁波在介质中的传播理论。 --- 总结： 《宇宙结构与动力学导论》是一本专注于宇宙学、天体物理学前沿的进阶教材。它要求读者已经扎实掌握经典力学、微积分和线性代数基础。本书的价值在于将抽象的广义相对论数学工具，系统地应用于描述宇宙的整体演化、结构起源和极端天体的动力学行为。本书严格剔除了所有关于基础质点、刚体或机械能守恒的常规力学主题，致力于构建一个从时空几何到宇宙大尺度结构形成的全景式理论框架。

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翻开这本书的目录，我就能感受到一股严谨的学术气息扑面而来。它不是那种轻轻松松就能读完的读物，更像是一本需要你沉下心来，带着笔和草稿纸去“攻克”的武林秘籍。我对其中关于拉格朗日和哈密顿力学的阐述印象深刻。作者在构建理论体系时，展现出了极高的数学素养和物理洞察力，使得整个理论框架的逻辑链条完整且坚固。当然，这也就意味着，如果只是走马观花地浏览，很可能在某个转折点就迷失方向了。它要求读者必须有扎实的基础，并且愿意投入时间去品味每一个公式背后的物理意义，否则很容易产生“读不懂”的挫败感。

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这本厚厚的书摆在书架上，让我又爱又恨。从拿到它开始，我就知道这将是一段充满挑战的旅程。书里的内容编排得非常系统，每一个章节都像是为那些在力学海洋里摸索的学子准备的灯塔。我尤其欣赏它对基本概念的深入剖析，不同于某些教材那种干巴巴的定义堆砌，这本书总能用更贴近直觉的方式来解释那些抽象的物理图像。比如，在处理虚功原理那部分时，作者似乎真的花了很多心思去揣摩我们初学者的困惑点，用图文并茂的方式，把那些看似玄奥的数学推导变得清晰可见。

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这本书最让我感到惊喜的是它在例题解析方面的处理。很多习题集只是给出了答案，或者简单地写出几个关键步骤，但这本书不同。它更像是请了一位经验丰富的老教授在你身边手把手地指导。对于那些难度较高的综合题，作者会先铺陈出解决问题的思路导向，告诉你“我们为什么要用这种方法”，而不是直接抛出解法。然后，在具体的计算过程中，即便是看似微不足道的代数变形，作者也会给出清晰的注解，确保读者不会因为计算失误而对物理概念产生误解。这种细致入微的教学态度，极大地增强了我解决复杂问题的信心。

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我用过几本不同的力学参考书，但这本书在“深度”和“广度”的平衡上做得最为出色。它既没有沦为纯粹的高等数学的演练场，也没有为了追求通俗而牺牲理论的严谨性。特别是关于刚体动力学和微扰理论的部分，作者的处理方式非常老道。他没有回避理论的复杂性，而是巧妙地引入了一些历史上的经典案例作为辅助说明，让读者在理解这些高级概念时，能够联系到具体的物理情境。读完这一部分，我感觉自己对物理世界的运动规律有了一种更深层次的敬畏感，不再仅仅停留在公式的表面操作，而是开始理解其背后的不变性与守恒律的深刻含义。

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坦白说，这本书的装帧和排版设计中规中矩，完全是典型的理工科教材风格——实用至上，美观靠后。但这恰恰也反映了它的核心价值：内容为王。它的重点不在于花哨的视觉效果，而在于知识的密度和准确性。我注意到书中的符号约定非常统一，这对于处理多变量和复杂约束条件下的问题至关重要，能有效避免阅读时的歧义。它更像是一本工具书，当你遇到一个具体的力学难题时，翻开它，你总能找到一个可靠的切入点，或者一个可以借鉴的分析框架。它不会主动去迎合读者的阅读习惯，而是要求读者适应它构建的知识体系。

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真的太赞了，对于一个沉浮在理论力学复习中的人来说，简直就是一束光。。。超级贴心的总结，，沦陷ing，甚至连零杆判断都有讲 教材都没有这部分知识 @2016-05-18 20:55:36

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