Introduction to Relativity pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:John B. Kogut

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:2001-4

价格:336.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780124175617

丛书系列:

图书标签:

相对论
物理学
科学
教育
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引力
宇宙学

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具体描述

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Introduction to Relativity is intended to teach physics and astronomy majors at the freshman, sophomore or upper-division levels how to think about special and general relativity in a fundamental, but accessible, way. Designed to render any reader a "master of relativity", everything on the subject is comprehensible and derivable from first principles. The book emphasizes problem solving, contains abundant problem sets, and is conveniently organized to meet the needs of both student and instructor.

* Simplicity: the book teaches space and time in relativity in a physical fashion with minimal mathematics

* Conciseness: the book teaches relativity by emphasizing the basic simplicity of the principles at work

* Visualization: space-time diagrams (Minkowski) illustrate phenomena from simultaneity to the resolution of the twin paradox in a concrete fashion

* Worked problems: two chapters of challenging problems solved in several ways illustrate and teach the principles

* Problem sets: each chapter is accompanied by a full set of problems for the student that teach the principles and some new phenonmena

《时空深处的和弦：宇宙演化的未解之谜》一部跨越世纪的宇宙探索史诗，挑战你对实在的固有认知。在这个宏大而深邃的宇宙叙事中，我们不再满足于牛顿经典力学的精致机械论图景。本书将带领读者潜入当代物理学的最前沿——一个由引力、量子纠缠和暗物质暗能量主宰的奇诡领域。这不是一本教科书，而是一场思想的远征，旨在揭示我们如何从伽利略的钟摆测量，一步步迈入对十维空间和时间褶皱的想象与探求。第一部分：视界边缘的召唤——引力新观的萌芽【章节核心：从牛顿的“超距作用”到爱因斯坦的几何化描述，中间的逻辑断裂与思想的飞跃】我们从回溯历史开始。在很长一段时间内，“力”被视为一种神秘的、即时的作用。然而，当对水星近日点进动的精确观测提出挑战时，传统的万有引力定律开始显现出其局限性。本书将详尽描绘那个时代科学界经历的思想风暴：如何将引力从一种“力”的概念，彻底重构为时空本身的“几何形变”。我们将详细探讨黎曼几何如何成为描述宇宙结构的基础语言。读者将领略如何用曲率张量来描述物质的存在如何弯曲了周围的时空结构，以及光线如何遵循这些弯曲的测地线前行。这不仅仅是数学上的替换，更是对宇宙实在本体论的一次深刻颠覆——我们所感知的引力，不过是时空自身的动态反馈。第二部分：奇点、黑洞与宇宙的熔炉【章节核心：深入黑洞物理的内部机制，探讨信息悖论与视界之外的边界条件】黑洞，作为广义相对论预言的最极端天体，是检验物理学极限的终极实验室。本书将深入解析史瓦西解和克尔解的物理含义，不再仅仅停留在“逃逸速度大于光速”的表层描述上。我们将剖析事件视界的本质——一个单向的、不可逆转的边界。尤其引人入胜的是对“火墙悖论”（Firewall Paradox）的探讨。量子力学要求信息不应丢失，而黑洞的霍金辐射却似乎预示着信息在视界处被销毁。本书将梳理科学家们为调和量子力学与广义相对论在视界边界处的冲突所做的各种理论尝试，包括对信息存储机制的猜想，以及对量子纠缠在时空结构中作用的深入思考。此外，对于奇点本身，本书持批判性审视态度。奇点是否真的存在于物理现实中，还是仅仅代表了当前理论模型的破产？我们将介绍关于“量子引力”的初步构想，探讨这些理论如何试图平滑或消除无限密度的奇点。第三部分：宇宙的隐形骨架——暗物质与暗能量的谜团【章节核心：从星系旋转曲线到宇宙加速膨胀，揭示标准宇宙学模型（Lambda-CDM）的基石与裂缝】现代天文学最令人困惑的发现，莫过于构成宇宙绝大部分质量和能量的“暗”成分。本书将系统回顾从20世纪30年代兹威基（Zwicky）的观测到近期的引力透镜效应，如何一步步确立了暗物质的必要性。我们将细致比较WIMPs（弱相互作用重粒子）、轴子（Axions）等主流暗物质候选者之间的差异，以及地下和太空实验如何试图捕捉这些幽灵般的粒子。更具颠覆性的是暗能量。爱丁顿晚期对宇宙膨胀的“反引力”作用的描述，在超新星观测证实宇宙加速膨胀后，达到了高潮。本书将详细解析宇宙学常数（Λ）的引入及其带来的“真空灾难”——理论预测的真空能密度与观测值之间高达$10^{120}$倍的巨大差异。我们不会提供答案，但会呈现诸如修正引力理论（Modified Gravity theories，如f(R)引力）等试图用修改时空动力学本身来解释加速膨胀的替代方案。第四部分：时间的方向性与多重宇宙的哲学边界【章节核心：探讨热力学箭头、宇宙学箭头与时间对称性的矛盾，以及对“实在”本质的最终追问】时间，这个我们习以为常的维度，在微观尺度上表现出惊人的对称性，但在宏观世界却有着不可逆转的方向——熵增。本书将探讨时间之箭的三种主要箭头如何相互关联，以及它们是否共享一个共同的起源。最后，我们将探讨更具推测性的领域：多重宇宙（Multiverse）。从永恒暴胀理论（Eternal Inflation）推导出的“泡泡宇宙”，到弦理论中可能存在的庞大景观（Landscape），我们审视这些理论的预测能力和可证伪性。我们还会讨论量子力学的“多世界解释”（Many-Worlds Interpretation）如何从根本上重塑我们对“测量”和“实在”的理解。《时空深处的和弦》是一次对人类认知极限的挑战。它要求读者暂时放下日常经验中的直觉，以更广阔的、基于几何和概率的视角，去重新审视我们所栖居的宇宙的深层结构。它不为解答所有问题，但它致力于清晰地勾勒出所有最深刻、最迷人的问题所在。准备好迎接一场思维的重塑之旅吧。