B·A·福克着《空间时间和引力的理论》复习进程.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。BA福克着空间时间和引力的理论-空间、时间和引力的理论BA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

2、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

3、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，

4、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。BA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

5、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BA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101坐标与时间102给定计算系中物体在某一瞬时的空间位置113电磁波波前的传播定律124.光线方程165惯性计算系186相对论的基本原理197伽利略变换及其推广的必要性238联系两个惯性系的变换为线性变换的证明259线性变换的系数及尺度乘子的确定2910.洛伦兹变换3211.一个惯性计算系中距离的测量及时钟的校准3812.不同计

6、算系中事件在时间上的次序4113.运动计算系中时间间隔的比较多普勒效应4614.运动计算系中时钟读数的对照5015.运动计算系中距离与长度的比较5516.相对速度6817.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6918.方程协变性的简介6919.三维张量的定义与协变量的简述7020.四维矢量的定义7521.四维张量7822.赝张量8223.无限小的洛伦兹变换8424.电磁场的变换定律与麦克斯韦方程的协变性8625.荷电质点在给定外场中的运动9426.电荷系运动问题的近似提法9927.质点系力学中守恒律的推导10728.运动积分的张量性质11l29.关于守恒律一般表述的简评11

7、530.能流矢量（乌莫夫矢量）11831.质量张量12131*.作为埸函数的质量张量分量的方程组12632.质量张量的例子13033.电磁场的能量张量13634.质量与能量141第三章普通张量分析14635.坐标与时间的许可变换14636.普通张量分析与广义几何15337.矢曼与张量的定义.张量代数15638.短程线方程16539.矢量的平移17340.协变微分17841.求协变微商的范例18242.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18743.曲率张量19244.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20145.空时的性质与坐标的选择

8、20146.任意坐标中的数学物理方程20547.麦克斯韦洛伦兹方程组的变分原理21048.变分原理与能量张量21749.守恒定律在任意坐标中的积分形式22349*.对于相对性原理和方程协变性的理解227引力理论的基础23350伽利略定律的推广23351在牛顿近似下的间隔平方23552爱因斯坦的引力方程24053爱因斯坦方程的特征方程，引力传播速度24454与牛顿理论中问题提法的此较边界条件24755一级近似下爱因斯坦的引力方程的解及常数的确定25156静止情况的引力方程和共形空间25757单个集中质量的的引力方程的严格解26558行星近日点的运动27359光线经过太阳附近的偏转27960引力方

9、程的变分原理23361论加速场和引力场的局部等效性28762论时钟的佯缪294引力定律和运动定律29963质点的自由运动方方程及其与引力方程的关系29964质量系运动问题的普通提法30365二级近似质量张量的散度30666包括引力场的弹性体质量张量的近似式31067克利斯托菲符号与某些其它量的近似式31368引力方程的近似式31969质量张量的散度和量的关系32670运动方程与谐和条件33071物体系力学的内部问题和外部问题.平动的牛顿方程33672转动的牛顿方程34273物体的内部结构李雅普诺夫方程34874表征物体内部结构的某些积分的计算35275积分形式的运动方程的变换35676二级近似

10、的动量计算36077力的计算36678平动方程的拉格朗日形式37379物体系运动方的积分37780物体系运动问题的补充说明无转动质量运动积分的显式38681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39982无转动质量的引力势（空间分量）39983无转动质量的引力势（混合与时间分量）40684远离物体系的引力势（空间分量）41385远离物体系的引力势（混合与时间分量）41886波带中的波动方程的解42587波带中的引力势42888守恒律的的一般简评43789守恒律的表述43890引力波的辐射及其在能量平衡中的作用44691场的守恒定律与力学积分的关系45092波动方程的唯一性定理45593论谐和坐标系的唯一性46194弗里德曼-罗巴切夫斯基空间46995红向移动的理论47996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-