时空测量原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

韩春好 著

图书标签:

• 时空测量
• 测量原理
• 物理学
• 时空
• 相对论
• 科学
• 技术
• 工程
• 高等教育
• 教材

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030544292

版次：31

商品编码：12217043

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-10-01

页数：220

字数：278000

正文语种：中文

内容简介

　　《时空测量原理》在9个基本公设的基础上系统阐述了时空测量与时空参考系理论，分析讨论了欧几里得-牛顿空间、闵可夫斯基空间和黎曼-爱因斯坦空间的时空度量问题。内容涵盖微分几何、矢量张量分析、狭义相对论、广义相对论和天文参考系等基本内容。

目录

目录
前言
符号约定
第1章 绪论 1
1.1 宇宙及其感知 1
1.2 时空测量与真理的相对性 3
1.3 关于“光”和“电磁波” 5
1.4 关于“时间”和“空间” 8
1.5 关于“引力”和“斥力” 11
1.6 关于“质量”和“能量” 13
1.7 关于“惯性”和“万有引力” 15
1.8 关于“自由运动”和“受迫运动” 16
1.9 关于“直线”与“短程线” 18
1.10 关于“时空度规” 20
1.11 时空度量的基本约定 23
第2章 欧氏空间与伽利略变换 28
2.1 欧氏空间的标量与矢量 28
2.1.1 标量和矢量的概念 28
2.1.2 矢量运算法则 28
2.2 矢量并积与张量运算 31
2.2.1 矢量并积与张量 31
2.2.2 张量运算 32
2.3 仿射坐标及其变换 34
2.3.1 空间参考架与仿射坐标 34
2.3.2 仿射变换 34
2.4 逆变坐标与协变坐标 35
2.4.1 对偶基底矢量 35
2.4.2 逆变坐标与协变坐标 36
2.5 度规系数与度规张量 36
2.5.1 坐标系与度规系数 36
2.5.2 度规张量 37
2.5.3 度规张量的基本特性 37
2.6 参考架下的张量运算 39
2.6.1 张量的坐标表达 39
2.6.2 矢量运算 39
2.6.3 张量运算 40
2.7 伽利略变换 41
2.7.1 笛卡儿坐标 41
2.7.2 坐标旋转变换 42
2.8 曲线坐标与仿射联络 44
2.8.1 曲线坐标与基底矢量 44
2.8.2 曲线坐标系中的度规张量 45
2.8.3 仿射联络 45
2.9 张量微分与仿射联络表达 46
2.9.1 张量微分 46
2.9.2 仿射联络的表达 47
2.10 度规行列式与不变体积元 48
2.10.1 度规行列式及其坐标变换 48
2.10.2 度规行列式的坐标微分 49
2.10.3 不变体积元 49
2.11 梯度、散度和旋度 50
2.11.1 梯度与张量扩张 50
2.11.2 方向导数 51
2.11.3 张量的散度和旋度 52
2.11.4 拉普拉斯算子 53
2.12 伽利略相对性与科里奥利定理 53
2.12.1 牛顿力学与弱等效原理 53
2.12.2 惯性参考系与伽利略相对性原理 55
2.12.3 非惯性参考系与科里奥利定理 56
第3章 闵可夫斯基空间与洛伦兹变换 58
3.1 闵可夫斯基空间 58
3.1.1 闵可夫斯基时空假说 58
3.1.2 闵可夫斯基空间的时空线元 58
3.1.3 时空光锥 59
3.2 闵可夫斯基空间张量运算 60
3.2.1 张量运算法则 60
3.2.2 闵可夫斯基空间度规张量 60
3.3 洛伦兹变换 62
3.3.1 闵可夫斯基时空间隔 62
3.3.2 洛伦兹变换 63
3.4 狭义相对论效应 65
3.4.1 时钟变慢效应 65
3.4.2 尺长缩短效应 66
3.5 闵可夫斯基空间中的运动方程 67
3.5.1 时空位移矢量 67
3.5.2 四维速度矢量 67
3.5.3 四维加速度矢量 69
3.5.4 角速度矢量 69
3.6 能量-动量张量 70
3.6.1 粒子的质量与动量 70
3.6.2 粒子的能量-动量张量 72
3.7 闵可夫斯基空间短程线 73
3.7.1 类空间隔与类空短程线 73
3.7.2 类光间隔与类光短程线 73
3.7.3 类时间隔与类时短程线 74
3.7.4 双生子佯谬 75
3.8 光行差与多普勒效应 75
3.8.1 四维波矢量 75
3.8.2 光行差与多普勒效应 76
3.8.3 多普勒效应的进一步讨论 77
3.9 洛伦兹力的相对论表达 78
3.9.1 经典麦克斯韦方程 78
3.9.2 闵可夫斯基空间中的麦克斯韦方程 79
第4章 黎曼-爱因斯坦空间与参考系 80
4.1 相对论时空度量 80
4.1.1 时空引力场 80
4.1.2 黎曼-爱因斯坦空间及其度量 80
4.2 大尺度时空参考系 82
4.2.1 时空参考系 82
4.2.2 时空间隔与短程线 83
4.3 度规张量及其特性 83
4.3.1 时空度规张量 83
4.3.2 度规张量的特性 84
4.3.3 张量运算 85
4.4 仿射联络与不变体积元 86
4.4.1 仿射联络矢量 86
4.4.2 不变体积元 87
4.5 张量微分 88
4.5.1 矢量张量微分 88
4.5.2 度规张量的微分 89
4.5.3 哈密顿算子与张量梯度 90
4.5.4 张量的散度、旋度与拉普拉斯算子 90
4.6 平行移动与测地线方程 91
4.6.1 莱维-齐维塔平移 91
4.6.2 测地线方程 92
4.6.3 三维时变测地线方程 93
4.7 黎曼曲率张量 93
4.7.1 黎曼张量的定义 93
4.7.2 黎曼张量的特性 94
4.7.3 黎曼张量的几何意义 95
4.8 里奇张量与比安基恒等式 97
4.8.1 里奇张量 97
4.8.2 比安基恒等式 98
第5章 爱因斯坦场方程及其解 100
5.1 能量-动量张量 100
5.1.1 能量-动量张量 100
5.1.2 能量-动量守恒定律 101
5.2 爱因斯坦场方程 101
5.2.1 爱因斯坦场方程表达 101
5.2.2 牛顿极限与场方程标量常数确定 102
5.2.3 宇宙常数及其物理含义 104
5.2.4 坐标条件 105
5.3 球对称引力场与史瓦西度规 106
5.3.1 球对称引力场的度规形式 106
5.3.2 球对称引力场的仿射联络与里奇张量 108
5.3.3 球对称引力场方程的解 108
5.3.4 史瓦西各向同性度规 109
5.3.5 史瓦西度规的测量学意义 110
5.4 旋转轴对称引力场与克尔度规 112
5.4.1 克尔度规表达 112
5.4.2 克尔度规的测量学意义 113
5.5 仿射联络表达式 114
5.5.1 史瓦西标准坐标仿射联络 114
5.5.2 史瓦西各向同性坐标仿射联络 115
5.5.3 克尔各向同性坐标仿射联络 116
第6章 测量中的相对论效应 117
6.1 相对论效应的概念 117
6.1.1 观测量与坐标量 117
6.1.2 观测模型与相对论效应 118
6.2 天体测量中的观测量 118
6.2.1 观测方向和观测频率 118
6.2.2 距离测量和引力时延 119
6.2.3 坐标方向与视差 120
6.2.4 光线引力偏折 120
6.2.5 本征频率与引力红移 121
6.3 史瓦西场运动方程 122
6.3.1 史瓦西场三维时变测地线方程 122
6.3.2 光子运动方程 123
6.4 史瓦西场的光线引力偏折 124
6.4.1 史瓦西场光线引力偏折 124
6.4.2 太阳光线引力偏折观测 125
6.5 引力时延与雷达回波延迟 127
6.5.1 史瓦西场引力时延 127
6.5.2 水星雷达回波延迟 128
6.6 行星近日点进动 128
6.6.1 粒子运动方程 128
6.6.2 行星近日点进动 131
6.7 测地岁差与时空拖曳效应 132
6.7.1 托马斯进动 132
6.7.2 测地岁差 133
6.7.3 Lense-Thirring效应 135
6.8 原子钟计时与引力红移 135
6.8.1 原子钟计时技术 135
6.8.2 原子钟引力红移效应 136
6.8.3 时钟变慢效应的再讨论 137
第7章 后牛顿时空度规 139
7.1 坐标规范 139
7.1.1 坐标任意性 139
7.1.2 谐和坐标规范 139
7.1.3 标准后牛顿规范 140
7.1.4 谐和规范与标准 PN 规范的坐标关系 140
7.2 各向同性坐标 141
7.2.1 关于“优越”坐标 141
7.2.2 空间各向同性坐标 141
7.3 场方程的后牛顿近似 142
7.3.1 后牛顿时空度规形式 142
7.3.2 里奇张量的后牛顿表达 143
7.3.3 后牛顿场方程及其解 145
7.4 时空度规的 DSX 表达 146
7.4.1 1PN度规形式的指数化表达 146
7.4.2 DSX场方程的意义 148
7.4.3 DSX三维测地线方程 148
7.5 引力位势的展开式 149
7.5.1 DSX度规的位势函数 149
7.5.2 静态引力场的多极矩展开 150
7.5.3 BD多极矩 152
第8章 后牛顿时空参考系 154
8.1 惯性系与相对性原理 154
8.1.1 相对性原理 154
8.1.2 马赫原理 154
8.1.3 等效原理与洛伦兹参考架 155
8.2 局域惯性系 156
8.2.1 局域惯性条件 156
8.2.2 坐标变换关系 157
8.3 局域惯性系的时空度规与测地线方程 160
8.3.1 局域惯性系的时空度规 160
8.3.2 仿射联络与三维测地线方程 162
8.4 DSX星心局域惯性系 163
8.4.1 N体系统时空参考系 163
8.4.2 DSX星心局域惯性系 164
8.5 N体系统时空度规 167
8.5.1 系统质心准惯性系时空度规 167
8.5.2 星心局域惯性系时空度规 168
8.6 星心星固坐标系及其度规 170
8.6.1 星心星固坐标系 170
8.6.2 星心星固坐标系时空度规 171
8.7 EIH平移运动方程 171
8.7.1 质点体系的时空度规 171
8.7.2 EIH平移运动方程 172
第9章 天文参考系 174
9.1 太阳系质心天球参考系 174
9.1.1 参考系与参考架 174
9.1.2 质心天球参考系时空度规 175
9.1.3 国际天球参考架 175
9.2 地心天球参考系 176
9.2.1 地心天球参考系时空度规 1

宇宙编年史：跨越光年的文明印记 引言： 本书并非专注于精确量化时间的刻度，亦非探究空间距离的极限。它是一部宏大的文明编年史，聚焦于人类文明在宇宙尺度下，自诞生之初到遥远未来的漫长演进轨迹。我们将抽离出冰冷的数字与公式，转而深入探索驱动文明跃迁的内在动力、技术奇点带来的社会重塑，以及个体在浩瀚宇宙背景下的精神图景。 第一部：文明的摇篮与初啼（约公元前5000年 - 公元19世纪） 本部分将细致描绘人类文明在地球摇篮中的萌芽与早期发展。我们探讨的重点在于叙事结构与文化传播的演变。 符号的诞生与记忆的构建： 焦点放在早期文字系统（如苏美尔楔形文字、古埃及象形文字）如何从纯粹的记事工具，演化为承载神话、律法和哲学思想的媒介。我们分析，早期的历法与季节观测，并非对“时间流逝”的纯粹测量，而是人类试图通过周期性叙事，在无序的自然界中建立秩序感和可预测性的文化行为。 地理的限制与认知的扩张： 探讨古代帝国（如罗马、汉朝）的疆域扩张，如何受到早期交通工具的物理限制。这种限制如何反向塑造了人们对“远方”和“未知”的想象力，孕育出早期的地理学和神话地理学。例如，大航海时代前，人们对海洋的理解，更多是基于风险评估和文化禁忌，而非精确的导航计算。 知识的积累与共享： 关注手抄本时代和活字印刷术出现前后的知识保存与失传机制。重点分析知识的密度如何影响了社会结构和权力分配。文艺复兴时期，知识的集中与爆发，是人类在特定历史节点上，对“信息流动效率”的首次集体突破，而非单纯的“信息量”的增加。 第二部：工业巨轮与人类心智的重塑（约18世纪 - 21世纪初） 进入工业革命，人类开始以前所未有的速度改造物质世界。本部分关注技术变革对人类感知和价值体系的颠覆。 蒸汽与速度的哲学： 分析蒸汽机和铁路的普及，如何改变了人们对“等待”和“距离”的心理预期。火车将原本需要数周的旅程压缩至数日，这不仅是物理距离的缩短，更是人类“时间预算”的重新分配。我们深入探讨，这种对“效率”的痴迷如何成为现代性的核心驱动力。 电磁波的无形之网： 电报、电话的发明，标志着信息传递首次摆脱了物理载体的束缚。这带来的冲击是深刻的——“在场感”被重新定义。本章探讨了远距离通信如何催生了早期的全球市场概念，以及这种即时性如何开始侵蚀传统的社区边界和慢节奏的思考模式。 大众媒体的塑造力： 探讨报纸、广播和早期电视如何构建“共同的现实”。在这个阶段，个体接收到的信息流开始被媒介工业所主导，“共识”的形成机制从地方性的口头传播，转变为大规模、标准化的信息灌输。我们审视，这种对“同步接收”的需求，如何成为现代社会组织的基础。 第三部：信息洪流与数字的幽灵（21世纪至今） 本章聚焦于信息技术爆炸性增长的时代，关注“连接性”带来的异化与重构。 超连接时代的认知负荷： 互联网和移动设备的普及，使得信息获取的门槛几乎降至零。然而，这种“无限可得性”带来了新的挑战：信息过载导致的决策瘫痪和注意力稀释。本书分析了算法如何开始接管信息筛选的权力，并探讨了这种外包决策权对人类主体性的影响。 虚拟身份与真实社群的悖论： 探讨社交媒体如何构建出多重、流动的数字身份。我们关注个体如何在高度数字化的环境中，寻求真实的情感连接，以及“点赞文化”对自我价值评估体系的潜移默化影响。这是一种关于存在感的新型建构。 知识的碎片化与意义的重构： 当知识被压缩成短视频和摘要时，深度的、长周期的思考能力是否正在退化？本部分将考察“即时满足”的文化倾向如何渗透到学习、研究乃至人际关系中，并探讨文明如何在高密度的信息流中，重新锚定其长期目标和意义。 第四部：文明的远景与存在的边界（遥远未来展望） 本部分并非预测星际航行的技术细节，而是基于当前科技趋势，对人类存在形态的哲学推演。 人机共生的伦理迷宫： 展望当人工智能深度融入社会肌理时，人类的创造力、劳动价值乃至“人性”的定义将如何被重塑。我们探讨的不是如何计算最短的路径，而是当路径本身可以被优化时，“探索的意愿”将如何维系。 行星尺度的文化烙印： 设想人类在太阳系内建立多个定居点后，不同环境（如火星殖民地、深空站）将如何孕育出各自独特的文化和价值体系。这些分离的文明，在经历数代后，将如何看待“地球起源”？这将是一场关于文化多样性与共同身份的终极考验。 文明的“惰性”与“飞跃”： 历史表明，文明的进步并非匀速的。我们分析，在面对全球性危机（如气候、资源枯竭）时，人类集体行动的延迟效应（Inertia）是如何发生的。最终，本书将聚焦于，真正的“飞跃”往往源于对既有框架的彻底颠覆，而非对现有工具的微小改进。 结语： 《宇宙编年史》试图在宏大的时间轴上，重新定位人类的努力。我们审视的不是如何更精准地量度世界，而是人类如何在不断变化的环境中，维系其叙事、构建其意义，并持续定义“我们是谁”。这是一部关于演化、适应和永恒追问的文化史诗。

评分☆☆☆☆☆

《时空测量原理》这本书，光是听名字，就足以勾起我对科学最原始的好奇心。我一直对那些宏大而深邃的科学问题抱有浓厚的兴趣，尤其是与我们生存息息相关却又难以捉摸的时间和空间。我希望这本书能够以一种极其清晰、易于理解的方式，为我揭示时空测量的奥秘。我脑海中构想的理想场景是，它能从最基础的概念讲起，比如我们如何感知时间的流逝，以及空间给我们带来的方向感和距离感，然后逐步深入到更复杂的理论。我非常期待它能够详细阐述各种测量工具的发展历程，从最早的日晷、沙漏，到后来的机械钟表、原子钟，再到如今用于探测宇宙的先进仪器。我想知道，这些工具的每一次革新，都对我们理解时空产生了怎样的影响。同时，我也希望这本书能够解释一些令人着迷的现象，比如为什么我们感觉时间过得有时快有时慢，以及在极端环境下，比如黑洞附近，时间是否会发生奇异的变化。我想要的是一种循序渐进的学习体验，让我在不知不觉中，就掌握了关于时空测量的重要知识。

评分☆☆☆☆☆

读完《时空测量原理》的序言，我有一种豁然开朗的感觉。序言中提到，这本书并非仅仅是枯燥的物理公式堆砌，而是试图从哲学和历史的角度，去审视人类对时空的认知历程。这正是我所期待的。我一直觉得，科学的进步并非一蹴而就，而是建立在无数前人的思想和探索之上。因此，我非常希望这本书能够带领我回顾那些重要的里程碑，了解不同时代的人们是如何思考时间和空间的。比如，我想知道古希腊哲学家们是如何构想时间和空间的，他们是否就已经触及到了某些现代物理学的雏形？再比如，牛顿的绝对时空观，以及后来爱因斯坦的相对时空观，这些革命性的思想是如何出现的？它们是如何改变了我们对宇宙的认知？我期待书中能够有详细的论述，解释这些理论背后的逻辑和实验依据。同时，我也希望它能够引发我对于“时间”和“空间”本质的思考。它们是独立存在的吗？还是我们感知的一种幻象？这本书的哲学视角，让我觉得它不仅仅是一本科普读物，更是一本能够启发思考的智者之书，让我能够从更深的层次去理解我们所存在的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字叫《时空测量原理》，我拿到它的时候，其实心里是有点忐忑的。我对物理学，尤其是与时间和空间相关的理论，一直有着一种既好奇又畏惧的感觉。我印象中的物理概念，总是充斥着让人头疼的公式和抽象的逻辑，总担心自己会像一只迷失在宇宙迷宫中的蚂蚁，无论怎么努力都找不到出口。拿到这本书，我做的第一件事就是翻阅目录，试图从中找到一丝丝我可以理解的线索。当我看到其中一些章节标题，例如“日常时间感知的局限性”或是“空间感知中的主观偏差”，我突然觉得，或许这本书并没有我想象的那么遥不可及。这些标题似乎暗示着，它会从我们日常生活的经验出发，去探讨那些看似理所当然，实则充满奥秘的时空概念。我期待它能像一位温和的向导，带领我一点点揭开时空的神秘面纱，而不是直接把我扔进一个充满未知数的黑洞。我希望它能用生动有趣的例子，甚至是生活中的小故事，来解释那些复杂的科学原理，让我在轻松愉快的阅读过程中，不知不觉地掌握到一些关于时空的知识。我非常渴望，读完这本书后，我能用一种全新的视角去看待我所处的这个世界，去理解时间流逝的意义，去感受空间存在的广阔。

评分☆☆☆☆☆

拿到《时空测量原理》这本书，我的第一反应是，这下终于有了解开我对时间和空间困惑的钥匙了！我一直以来对这两个概念都有着模糊而又深刻的直觉，但总觉得无法用清晰的语言来描述它们。我希望这本书能够提供一个系统性的框架，让我能够从根本上理解“测量”这两个字在时空领域到底意味着什么。我期待书中能有很多具体的例子，比如如何通过测量光的传播速度来定义距离，或者如何通过原子钟的精确度来定义时间单位。我希望它能够解释那些看似抽象的概念，例如“参照系”、“时空坐标”等等，是如何被发明和应用到测量中的。更重要的是，我希望这本书能帮助我理解，在进行时空测量时，有哪些潜在的误差来源，以及科学家们是如何克服这些困难的。我想要的是一种扎实而全面的理解，能够让我不仅知其然，更能知其所以然。读完之后，我希望能对任何关于时空测量的话题，都有信心去理解和讨论，甚至能够对一些前沿的科学探索，有更深层次的认识。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开《时空测量原理》这本书，我脑海里立刻浮现出那些科幻电影里描绘的奇妙场景：虫洞、时间旅行、多维空间……这些概念总是让我觉得既兴奋又遥远。我一直对人类如何测量和理解时间与空间感到好奇，毕竟，这是我们存在最基本的基础。这本书的名字《时空测量原理》恰好触及了我内心深处的渴望。我希望这本书能够深入浅出地解释，从古至今，人类是如何一步步发展出对时间和空间的测量方法的。我想了解那些伟大的科学家们，是如何通过观察星辰的轨迹，测量地球的自转，以及后来发明出精密的时钟，来定义和量化时间的。我也同样好奇，在空间测量方面，我们又是如何从简单的丈量土地，发展到如今能够绘制出宇宙的星图，甚至去理解相对论中的空间扭曲。我期待书中能够有精彩的历史叙述，让我了解到这些测量原理背后，是无数智慧的闪光和不懈的探索。同时，我也希望它能为我打开一扇理解现代物理学关于时空的全新视角，哪怕只是触及到一些最基础的概念，也足以让我感到满足，并且对这个宇宙多一份敬畏。