B·A·福克着《空间时间和引力的理论》.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流B·A·福克着空间时间和引力的理论.精品文档.空间、时间和引力的理论B·A·福克著周培源 朱家珍 蔡树棠 等译内容简介：本书作者以自己的观点论述空间、时间和引力的理论，系统地介绍作者对爱因斯坦引力理论的研究成果。作者的主要注意力放在阐明带有原则性意义的问题上，在推理上力求最多限度的逻辑严密性。此外，书中包括了作者初次发表的一些新成果。本书可供大学物理教师、高年级学生、研究生参考，也可供理论物理学工作者和对相对论感兴趣的有关研究人员参考。第一版序言 本书的目的首先是叙述我们对爱因斯坦引力理论的研究所牵涉的问题是：考虑内部结构与旋转的物体系运动方程的推导；引力方程的近似解的渐近式的探讨；是否存在准确到洛伦兹变换范围内是确定的坐标系问题的研究以及其它问题等。 这些研究结果给我们带来一种信念，就是可以附加和引力方程联立的补充条件来获得引力方程解的唯一性，这种办法至少对最重要的一类物理问题是可行的，这信念已经成为整个引力理论的新观点的基础，因此就需要以这种新建立的观点来阐述全部空间、时间与引力的理论，而本书正是这样做的。 为了逻辑结构的严整：本书也列入了通常的相对论（伽里略空间理论）这样扩充材料也有其优点，可使本书更容易理解，因为假定了读者具有较少的预备知识。 在叙述通常相对论的过程中曾发生一系列的问题，解决这些问题又产生了某些在方法上具有特征的新结果，这些新的结果是：联系两个惯性系的变换为线性的新的证明形式；电荷系的拉格朗日函数的探讨：运动积分的推导；根据罗巴切夫斯基-爱因斯坦速度空间的概念对天文学光行差现象的研究以及其它问题等。 我们把主要的注意力放在论述带有有原则性意义的问题上，同时在推理上力求达到最大限度的逻辑严密性，达一点对我们至为重要，因为我们对理论的观点是新的，所以需要严格证明，才能让人信服。 这一类型的书也必然有它的缺陷，主要是：对理论的实验某础只作了肤浅的说明；可供参考的附录不多；缺乏详尽的历史回顾和文献目录；可能还缺少其它的内容。 因为木书是从基础开始叙述理论结构的，故对大学物理系的学生和具有同等学力的人，本书的内容是容易接受的，对于理论专业的物理系学生，尤其是理论研究生，全书的内容也都是易了解的，科学家和专家们也将会在一系列问题上在书中找到新的并且是初次发表的成果。 B·A·福克 1955年6月于列宁格勒第二版序言 在俄文第一版出版后六年以来，着木书曾在伦敦普格蒙出版社出版了英文本1），在柏林科学院出版杜出版了德文本2）因此，关于本书的内容作者不止一次地深入思索过第二次俄文版前，第一版的区别是对一系列具有原则性问题的表述方式更为明确了，包含了作者某些新的工作结果和改进了数学证明。在这些补充中作者认为最重要的是关于质量张量（以及引力方程）的唯一性问题的成果以及共形空间概念的引进（§31和§66），为了更详细地说明我们关于相对性原理作为物理原理的理解，单独地增加了新的一节(§49)。 在最近几年里，我们关于相对论和引力理论的观点开始得到世界学者的公认，我们希望在这版里观点的明确化将消除阻碍接受它们的最后误解 B·A·福克 1961年5月于列宁格勒目 录第一版序言第二版序言引 论第一章 相对论10 §1坐标与时间10 §2给定计算系中物体在某一瞬时的空间位置11 §3电磁波波前的传播定律12 §4. 光线方程16 §5惯性计算系18 §6相对论的基本原理19 §7伽利略变换及其推广的必要性23 §8联系两个惯性系的变换为线性变换的证明25 §9线性变换的系数及尺度乘子的确定29 §10.洛伦兹变换32 §11.一个惯性计算系中距离的测量及时钟的校准38 §12.不同计算系中事件在时间上的次序41 §13.运动计算系中时间间隔的比较多普勒效应46 §14.运动计算系中时钟读数的对照50 §15.运动计算系中距离与长度的比较55 §16.相对速度68 §17.罗巴切夫斯基爱因斯坦的速度空间61第二章 相对论的张量形式69 §18.方程协变性的简介69 §19.三维张量的定义与协变量的简述70 §20.四维矢量的定义75 §21.四维张量78 §22.赝张量82§23.无限小的洛伦兹变换84 §24.电磁场的变换定律与麦克斯韦方程的协变性86 §25.荷电质点在给定外场中的运动94 §26.电荷系运动问题的近似提法99 §27.质点系力学中守恒律的推导107 §28.运动积分的张量性质11l §29.关于守恒律一般表述的简评115 §30.能流矢量（乌莫夫矢量）118 §31.质量张量121 §31*.作为埸函数的质量张量分量的方程组126 §32.质量张量的例子130 §33.电磁场的能量张量136 §34.质量与能量141第三章 普通张量分析146 §35.坐标与时间的许可变换146 §36.普通张量分析与广义几何153 §37.矢曼与张量的定义.张量代数156 §38.短程线方程165 §39.矢量的平移173 §40.协变微分178 §41.求协变微商的范例182 §42.克利斯托菲符号的变换定律与局部短程线坐标系，基本二次 式化为常系数二次式的条件187 §43.曲率张量192 §44.曲率张量的基本性质196第四章 相对论在任意坐标中的表述201 §45.空时的性质与坐标的选择201 §46.任意坐标中的数学物理方程205 §47.麦克斯韦洛伦兹方程组的变分原理210 §48.变分原理与能量张量217 §49.守恒定律在任意坐标中的积分形式223§49*.对于相对性原理和方程协变性的理解227第五章 引力理论的基础233 §50伽利略定律的推广233 §51在牛顿近似下的间隔平方235 §52爱因斯坦的引力方程240 §53爱因斯坦方程的特征方程，引力传播速度244 §54与牛顿理论中问题提法的此较边界条件247 §55一级近似下爱因斯坦的引力方程的解及常数的确定251 §56静止情况的引力方程和共形空间257 §57单个集中质量的的引力方程的严格解265 §58行星近日点的运动273 §59光线经过太阳附近的偏转279§60引力方程的变分原理233 §61论加速场和引力场的局部等效性287§62论时钟的佯缪294第六章 引力定律和运动定律299 §63质点的自由运动方方程及其与引力方程的关系299 §64质量系运动问题的普通提法303 §65二级近似质量张量的散度306 §66包括引力场的弹性体质量张量的近似式310 §67克利斯托菲符号与某些其它量的近似式313 §68引力方程的近似式319 §69质量张量的散度和量的关系326§70运动方程与谐和条件330§71物体系力学的内部问题和外部问题.平动的牛顿方程336§72转动的牛顿方程342§73物体的内部结构李雅普诺夫方程348§74表征物体内部结构的某些积分的计算352§75积分形式的运动方程的变换356§76二级近似的动量计算360§77力的计算366§78平动方程的拉格朗日形式373§79物体系运动方的积分377 §80物体系运动问题的补充说明无转动质量运动积分的显式386 §81有限质量的二体问题390第七章近似解、守恒定律与若干原则性的问题399 §82无转动质量的引力势（空间分量）399 §83无转动质量的引力势（混合与时间分量）406 §84远离物体系的引力势（空间分量）413 §85远离物体系的引力势（混合与时间分量）418 §86波带中的波动方程的解425 §87波带中的引力势428 §88守恒律的的一般简评437 §89守恒律的表述438 §90引力波的辐射及其在能量平衡中的作用446 §91场的守恒定律与力学积分的关系450 §92波动方程的唯一性定理455 §93论谐和坐标系的唯一性461 §94弗里德曼-罗巴切夫斯基空间469 §95红向移动的理论479 §96引力理论与质量运动理论的发展（评论）489结束语499附录A关于洛伦兹变换的推导503附录B电磁场能量动量张量唯一性的证明511附录B流体动力学质量张量唯一性的证明517附录爱因斯坦张量的变换522附录推广的达朗伯方程的特征方程533附录E波前方程的积分636附录三維空间欧几里德性的充要条件640参考文献643译者附录646