維基百科:臺灣教育專案/臺大物理系服務學習/112-2/廣義相對論（書籍）
廣義相對論（英語：General Relativity）是一本研究所教科書。作者為引力物理學家羅伯特·沃爾德，且書中內容參考阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論。
概述
本書講述多面向廣義相對論且書的頁數為五百多頁。在1984由Chicago Press第一次發行。書中包含兩部分，第一部分針對基本的內容而第二部分針對進階主題，例如因果結構和量子效應。[1]
書本內的張量採用抽象指標記號表示。[2]例如旋量，變分法原理，初始值原理，引力波，奇點，彭羅斯圖，霍金輻射和黑洞熱力學等皆用之表示[3]
因為這本書是為研究生以及研究員設計，所以除了第一部分的介紹性課程外，第二部分則探討多個進階的題目，適用於想更深入研究廣義相對論或非第一次學習者閱讀。 [3] 建構廣義相對論中重要的數學手法在第二以及第三章節中而更進階的數學技巧則在附錄Ａ到Ｃ。沃爾德認為這樣是最好的的編排因為如果在一開始就把全部的數學技巧講完會讓學生感到吃力並且內容過於零散不實用。在一般的書中，講完哈密頓力學後會接著初始值原理，但在此書中兩者是獨立的，故哈密頓力學放在附錄與拉格朗日力學一同討論。
另外，本書中慣用的閔可夫斯基度規正負號為 。然而第十三章是唯一的例外，因為對於旋度來說比較方便，而且大多數的書也遵循此用法。[4]此外，與其他書一樣，本書採用幾何化單位制，也就是說，基本自然常數 Ｇ（牛頓的萬有引力常數）和 c (在真空中的光速)都為設為1，只有在新的預測能夠被證實的前提下才有例外。[4]
目次表
- 第一部分: 基礎知識
- 第二部分：進階主題
- 附錄
- 參考
- 索引
版本
- Wald, Robert M. General Relativity. University of Chicago Press, 1984. ISBN 0-226-87033-2 (平裝書). ISBN 0-226-87032-4 (精裝書).
- Wald, Robert M. General Relativity. University of Chicago Press, 2010. ISBN 978-0-226-87037-3. 重印版.
評論
根據新墨西哥大學教授丹尼爾芬力的說法，這本書提供很好的物理直覺，然而作者未使用現代數學方法並且對於宇宙論的研究方式也已過時。芬力認為雖然抽象指標記號對於已經熟悉此科的人很方便，但對於初學者來說不易學。[2]
理論物理學家詹姆斯·W·約克曾寫下他認為這本書偏數學的內容雖然複雜但簡潔，保持高度的數學嚴謹性，然而討論線性重力的部分太少，推薦搭配查爾斯·W·米斯納，基普·索恩，和 約翰·惠勒寫的引力論和史蒂文·溫伯格寫的引力和宇宙論作為輔助。[5]
在倫斯勒理工學院研究及教學重力的物理學家漢斯·C·歐漢尼安認為這本書用張量和拓墣的手法介紹主題貼近現代並且提出許多洞見。然而本書的品質不一，像是對於在史瓦西度規中的運動，克魯斯卡爾坐標系和潘羅斯過程等主題掌握得很好，但對於愛因斯坦理論的經驗測試，宇宙論等內容則是草草帶過。另外，因為此書大量用到高等數學，所以不適合當介紹性課程的教科書。 [6]
李·斯莫林認為這本書是舊有教科書以及文獻之間的橋樑，舉例來說，包含愛因斯坦的廣義相對論開路先風們多使用以座標為主的方法，但1960中期後的研究員多使用與座標無關的方法，而本書使用了後者。本書內容具備一致性並且對於只有少數時間的學習者來說非常經濟實惠。雖然重力輻射和宇宙論的部分講得太少但可以藉由其他書補足，像是查爾斯·W·米斯納，基普·索恩 ，約翰·惠勒和史蒂文·溫伯格的書。 斯莫林用這本書當耶魯大學大學及研究所廣義相對論的教科書，除了好用外，它也能幫助斯莫林重拾以前所學過的東西。[7]
參見
- List of books on general relativity
- Gravitation (textbook)
- Einstein Gravity in a Nutshell (textbook)
- Classical Mechanics (textbook)
- Classical Electrodynamics (textbook)
參考
- ^ Wald, Robert M. General Relativity. University of Chicago Press, 1984.
- ^ 2.0 2.1 A Listing of Technical Books for General Relativity. Daniel Finley. Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico. April 1, 2018. Accessed January 18, 2019.
- ^ 3.0 3.1 A Guide to Relativity Books. John C. Baez et al. University of California, Riverside. September 1998. Accessed January 18, 2019.
- ^ 4.0 4.1 Wald, Robert. Notation and Conventions. General Relativity. Chicago: University of Chicago Press. 1984. ISBN 0-226-87032-4.
- ^ York, James. General Relativity. Books. Physics Today (American Institute of Physics). May 1987, 40 (5): 94–95. Bibcode:1987PhT....40e..94W. doi:10.1063/1.2820032.
- ^ Ohanian, Hans. General Relativity. Book Reviews. American Journal of Physics (Association of American Physics Teachers). September 1985, 53 (9): 923–4. Bibcode:1985AmJPh..53..923W. doi:10.1119/1.14379.
- ^ Smolin, Lee. General Relativity by Robert Wald. American Scientist (Sigma Xi, The Scientific Research Honor Society). January–February 1986, 74 (1): 82. JSTOR 27853954.
延伸閱讀
- Carroll, Sean M (2004). Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relativity. Addison Wesley. ISBN 978-1108488396.
- Poisson, Eric (2004). A Relativist's Toolkit, The Mathematics of Black-Hole Mechanics. Cambridge University Press. ISBN 978-0521830911.
- Will, Clifford M.; Poisson, Eric. Gravity: Newtonian, Post-Newtonian, Relativistic. Cambridge University Press. 2014. ISBN 978-1107032866.
外部連結
Category:Relativity articles Category:1984 non-fiction books