時空與相對論

上篇 時空觀的演變
第一章 文明誕生初期的時空觀
1.1 四大古文明
1.1.1 古巴比倫
1.1.2 古埃及
1.1.3 中國
1.1.4 古印度
1.2 東方文明之時空觀的形成和發(fā)展
1.2.1 東方文明的宇宙學說
1.2.2 東方文明最早的時間計量
1.2.3 東方文明最早的空間計量
1.2.4 東方文明對時間、空間和運動的認識
1.3 西方文明之時空觀的形成和發(fā)展
1.3.1 西方文明的宇宙學說
1.3.2 西方文明之時空計量
1.3.3 西方文明早期的科學
1.3.4 西方文明對時間、空間和運動的認識
1.4 東西方古代時空觀之異同
思考題
第二章 經(jīng)典時空觀
2.1 歐洲的中世紀
2.1.1 基督教
2.1.2 經(jīng)院哲學的產(chǎn)生
2.1.3 經(jīng)院哲學的衰落
2.2 文藝復興和哥白尼革命
2.2.1 導致變革的要素
2.2.2 文藝復興
2.2.3 哥白尼的革命
2.3 經(jīng)典力學(近代科學)誕生的脈絡
2.3.1 運動學研究
2.3.2 行星運動三定律的發(fā)現(xiàn)
2.3.3 碰撞理論
2.4 經(jīng)典力學的建立
2.5 經(jīng)典時空觀
2.5.1 時空參考系統(tǒng)
2.5.2 力學定律的不變性
2.5.3 經(jīng)典時空觀(絕對時空觀)
思考題
第三章 相對時空觀
3.1 經(jīng)典力學遇到的困難
3.1.1 萬有引力理論的困難
3.1.2 經(jīng)典時空觀的不合理性
3.1.3 兩朵烏云
3.2 狹義相對論誕生的脈絡
3.2.1 光速研究
3.2.2 邁克爾遜-莫雷實驗及其結(jié)論
3.3 狹義相對論的建立
3.3.1 狹義相對論基本原理的提出
3.3.2 洛倫茲變換的數(shù)學形式
3.4 狹義相對論的重要結(jié)論
3.5 狹義相對論時空觀
3.6 廣義相對論誕生的脈絡
3.7 廣義相對論的建立
3.7.1 廣義相對論的兩條基本原理
3.7.2 等效原理
3.7.3 廣義相對性原理
3.8 廣義相對論時空觀
3.9 廣義相對論的實驗驗證
3.10 宇宙理論簡介
3.10.1 黑洞
3.10.2 宇宙的創(chuàng)生
思考題
下篇 相對論基礎
第四章 數(shù)學基礎
4.1 矢量及相關(guān)知識
4.1.1 預備知識
4.1.2 矢量
4.2 直線坐標系中的矢量
4.2.1 矢量的分量與投影
4.2.2 基矢量與共軛基矢量
4.2.3 矢量的逆變分量和協(xié)變分量
4.3 曲線坐標系中的矢量
4.3.1 基矢量
4.3.2 共軛基矢量
4.4 矢量的坐標變換
4.4.1 笛卡爾直角坐標系中矢量的坐標變換
4.4.2 曲線坐標系中矢量的坐標變換
4.5 張量運算
4.5.1 張量的定義
4.5.2 贗張量
4.5.3 張量的變換規(guī)律
4.5.4 張量代數(shù)
4.6 張量判別法——商定則
思考題
第五章 狹義相對論
5.1 狹義相對論基本原理
5.2 洛倫茲變換
5.2.1 邁克爾遜-莫雷實驗
5.2.2 洛倫茲變換
5.3 狹義相對論的時空理論
5.4 狹義相對論的重要推論
5.4.1 相對論力學
5.4.2 相對論的質(zhì)量
5.4.3 相對論的動量和能量
5.4.4 其他推論
5.5 四維時空
5.5.1 四維時空間隔
5.5.2 四維速度與四維加速度
5.5.3 四維動量
5.5.4 四維力
5.5.5 愛因斯坦質(zhì)能公式
5.5.6 洛倫茲力的四維形式
5.5.7 電磁場方程的協(xié)變形式
思考題
第六章 廣義相對論
6.1 廣義相對論基本原理
6.2 引力的等效性研究
6.2.1 物體的引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量
6.2.2 厄缶實驗
6.2.3 等效原理
6.3 空間的內(nèi)稟性質(zhì)
6.3.1 度規(guī)張量
6.3.2 任意空間的度規(guī)張量
6.4 四維時空的度規(guī)張量
6.4.1 慣性參考系中的度規(guī)張量
6.4.2 引力場中的度規(guī)張量
6.5 度規(guī)張量和仿射聯(lián)絡之間的關(guān)系
6.5.1 度規(guī)張量的協(xié)變形式和逆變形式
6.5.2 仿射聯(lián)絡Γλ va的變換
6.5.3 度規(guī)張量和仿射聯(lián)絡之間的關(guān)系
6.6 引力場中的時間和長度
6.7 協(xié)變微分
6.7.1 矢量的協(xié)變導數(shù)
6.7.2 張量的協(xié)變導數(shù)
6.8 曲率張量與畢安基恒等式
6.9 引力場方程
6.9.1 引力場中運動方程的牛頓極限
6.9.2 引力場方程
6.9.3 弱場線性近似
6.10 球?qū)ΨQ引力場中場方程的解——Schwarzschild解(施瓦西解)
6.11 廣義相對論觀測結(jié)果的理論證明
思考題
參考文獻