stringtranslate.com

Гравитация (книга)

Гравитация — широко используемый учебник по общей теории относительности Альберта Эйнштейна ,написанный Чарльзом В. Мизнером , Кипом С. Торном и Джоном Арчибальдом Уилером . Первоначально он был опубликован WH Freeman and Company в 1973 году и переиздан Princeton University Press в 2017 году. Его часто сокращают до MTW (по фамилиям авторов). Иллюстрация на обложке, нарисованная Кеннетом Гвином, представляет собой линейный рисунок яблока с надрезами на кожуре, чтобы показать геодезические линии на его поверхности.

Книга содержит 10 частей и 44 главы, каждая из которых начинается с цитаты. Библиография содержит длинный список оригинальных источников и других известных книг в этой области. Хотя это может не считаться лучшим вступительным текстом, поскольку его охват может ошеломить новичка, и хотя некоторые его части сейчас устарели, он оставался высоко ценимым справочником для продвинутых аспирантов и исследователей по состоянию на 1998 год. [1]

Содержание

Тема

После краткого обзора специальной теории относительности и плоского пространства-времени вводится физика в искривленном пространстве-времени и рассматриваются многие аспекты общей теории относительности; в частности, уравнения поля Эйнштейна и их последствия, экспериментальные подтверждения и альтернативы общей теории относительности . Включены фрагменты истории, чтобы суммировать идеи, приведшие к теории Эйнштейна. Книга завершается вопросом о природе пространства-времени и предложением возможных границ исследований. Хотя изложение линеаризованной гравитации подробно, одна тема, которая не рассматривается, — это гравитоэлектромагнетизм . Упоминается некоторая квантовая механика , но квантовая теория поля в искривленном пространстве-времени и квантовая гравитация не включены.

Рассматриваемые темы в целом разделены на два «трека», первый содержит основные темы, а второй — более продвинутый контент. Первый трек можно читать независимо от второго. Основной текст дополнен блоками, содержащими дополнительную информацию, которую можно опустить без потери последовательности. Также вставлены заметки на полях для аннотирования основного текста.

Математика, в первую очередь тензорное исчисление и дифференциальные формы в искривленном пространстве-времени , разрабатывается по мере необходимости. Также дается вводная глава о спинорах ближе к концу. Есть многочисленные иллюстрации продвинутых математических идей, таких как чередующиеся полилинейные формы , параллельный перенос и ориентация гиперкуба в пространстве-времени. Для практики читателя включены математические упражнения и физические задачи.

Проза в книге разговорная; авторы используют простой язык и аналогии с повседневными предметами. Например, преобразованные Лоренцом координаты описываются как «раздавленный ящик для яиц» с иллюстрацией. Тензоры описываются как «машины со щелями» для вставки векторов или ун-форм, и содержат «шестеренки и колеса, которые гарантируют выход» других тензоров.

Условные обозначения знаков и единиц измерения

MTW использует соглашение о знаках − + + + и не рекомендует использовать метрику + + + + с мнимой временной координатой . В передних форзацах устанавливаются соглашения о знаках для уравнений поля Эйнштейна и перечисляются соглашения, используемые многими другими авторами.

В книге также используются геометрические единицы , в которых гравитационная постоянная и скорость света приняты равными 1. В заключительных статьях содержится таблица преобразования единиц.

Издания и переводы

Книга была переиздана на английском языке 24 раза. Были опубликованы издания в твердом и мягком переплете. Оригинальная цитата:

Он также был переведен на другие языки, включая русский (в трех томах), китайский [2] и японский [3] .

Это недавнее переиздание с новым предисловием и предисловием.

Обзоры

Книга до сих пор считается влиятельной в физическом сообществе, с в целом положительными отзывами, но с некоторой критикой длины книги и стиля изложения. По словам Эда Эрлиха: [4]

«Гравитация» — настолько известная книга по теории относительности, что инициалы ее авторов MTW могут использоваться в других книгах по теории относительности без пояснений.

Джеймс Хартл отмечает в своей книге: [5]

Спустя тридцать лет после публикации «Гравитация» по-прежнему остается наиболее полным трактатом по общей теории относительности. На его 1300 страницах можно найти авторитетное и полное обсуждение практически любой темы в этой области. Он также содержит обширную библиографию со ссылками на первоисточники. Написанный тремя мастерами предмета двадцатого века, он задал стиль для многих более поздних текстов по этой теме, включая этот.

Шон М. Кэрролл утверждает в своем вступительном тексте: [6]

Книга, которая обучила по крайней мере два поколения исследователей гравитационной физики. Всеобъемлющая и энциклопедическая, книга написана в часто своеобразной манере, которая вам либо понравится, либо нет.

Панкадж Шаран пишет: [7]

Эта большая книга (20 см × 25 см) на 1272 страницах начинается с самого начала и содержит все о гравитации (до 1973 года). Есть сотни диаграмм и специальных блоков для дополнительных объяснений, упражнений, исторических и библиографических отступлений и библиографических подробностей.

Рэй Д'Инверно предполагает: [8]

Я бы также рекомендовал просмотреть соответствующие разделы текста Мизнера, Торна и Уиллера, сокращенно известного как «MTW». MTW — это богатый ресурс, и его, безусловно, стоит проконсультировать по целому ряду тем. Однако его стиль, возможно, не для всех (я нахожу его местами несколько многословным и не рекомендовал бы его для первого курса общей теории относительности). MTW имеет очень обширную библиографию.

Многие тексты по общей теории относительности ссылаются на нее в своих библиографиях или сносках. В дополнение к четырем данным, другие современные ссылки включают Джорджа Эфстатиу и др., [9] Бернарда Ф. Шутца , [10] Джеймса Фостера и др., [11] Роберта Уолда , [12] и Стивена Хокинга и др. [13]

Другие известные книги по физике также ссылаются на него. Например, «Классическая механика » (второе издание) Герберта Гольдштейна , который комментирует: [14]

Этот массивный трактат (1279 страниц! (каламбур неотразим)) заслуживает похвалы за огромные усилия, приложенные для того, чтобы помочь читателю пройти через лабиринт. Педагогический аппарат включает в себя отдельно обозначенные дорожки, ящики разных видов, комментарии на полях и искусно разработанные диаграммы.

Третье издание текста Голдштейна по-прежнему называет «Гравитацию » «превосходным» источником по теории поля в своей избранной биографии. [15]

Обзор другой работы Джерарда Ф. Гилмора за 2019 год начинался так: «Каждый преподаватель общей теории относительности во многом опирается на два текста: один — массивное «Гравитация» Мизнера, Торна и Уиллера, второй — уменьшительное «Значение теории относительности» Эйнштейна». [16]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Есть ли хорошие книги по теории относительности? MTW. Джон К. Баез и др. Калифорнийский университет, Риверсайд. Сентябрь 1998 г. Доступ 27 января 2019 г.
  2. ^ Кип Торн. "Публикации по состоянию на 7 июня 2010 г." . Получено 24 февраля 2016 г.
  3. ^ Дзюрёку рирон: Гравитационный котэн рикигаку кара сотайсей рирон сделал дзику но кикагаку кара учу но кодзо э. (японский) . 丸善出 фото. Апрель 2011 г. ISBN. 978-4621083277.
  4. ^ Эрлих, Эд. "Гравитация - Обзор книги". sky-watch.com . Архивировано из оригинала 2 февраля 2016 года . Получено 1 января 2015 года .
  5. ^ JB Hartle (2003). Гравитация: Введение в общую теорию относительности Эйнштейна . Addison-Wesley . стр. 563. ISBN 9780805386622.
  6. ^ S. Carroll (2003). Пространство-время и геометрия: Введение в общую теорию относительности . Addison-Wesley. стр. 496. ISBN 9780805387322.
  7. ^ П. Шаран (2009). Пространство-время, геометрия и гравитация. Springer. стр. 34. ISBN 978-3764399702.
  8. ^ Р. Д'Инверно (1992). Введение в теорию относительности Эйнштейна. Clarendon Press . стр. 371. ISBN 9780198596868.
  9. ^ MP Hobson; GP Efstathiou; AN Lasenby (2006). Общая теория относительности: Введение для физиков. Cambridge University Press . стр. 555. ISBN 9780521829519.
  10. ^ Б. Шутц (1985). Первый курс общей теории относительности. Cambridge University Press. стр. 362. ISBN 0521277035.
  11. ^ Фостер, Дж.; Найтингейл, Дж. Д. (1995). Краткий курс общей теории относительности (2-е изд.). Springer. стр. 222. ISBN 0-03-063366-4.
  12. ^ RM Wald (1984). Общая теория относительности . Издательство Чикагского университета . стр. 479. ISBN 9780226870335.
  13. ^ SW Hawking; W. Israel (1987). Триста лет гравитации. Cambridge University Press. стр. 327. ISBN 9780521379762.
  14. ^ H. Goldstein (1980). Классическая механика (2-е изд.). Addison-Wesley. стр. 333. ISBN 0-201-02918-9.
  15. ^ Голдштейн, Герберт и др. Классическая механика . 3-е изд., Addison Wesley, 2002. ISBN 0201316110. стр. 629. 
  16. ^ Гилмор, Джерард (2019-04-03). «Годы становления теории относительности: история и значение лекций Эйнштейна в Принстоне». Contemporary Physics . 60 (2): 208–209. Bibcode : 2019ConPh..60..208G. doi : 10.1080/00107514.2019.1641155. ISSN  0010-7514. S2CID  199117913.

Дальнейшее чтение