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ひとりで学べる一般相対性理論 ディラックの記号法で宇宙の方程式を解く (KS物理専門書) 単行本(ソフトカバー) – 2015/12/19
唐木田 健一
(著)
相対論に王道なし。「空間の曲がり」という基本概念から出発し、テンソルの計算手法をマスターしながら、腰をすえてじっくりと一般相対論を学ぶ。時空概念を変え、宇宙膨張を発見した知的革命を読者は体験するであろう。
- 本の長さ208ページ
- 言語日本語
- 出版社講談社
- 発売日2015/12/19
- 寸法14.8 x 1.3 x 21 cm
- ISBN-104061532928
- ISBN-13978-4061532922
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商品の説明
著者について
唐木田 健一
1946年、長野県生まれ。1970年東京大学理学部卒業。理学博士。元富士ゼロックス基礎研究所所長。著書に『原論文で学ぶ アインシュタインの相対性理論』(ちくま学芸文庫M&S)、『分数ができない大学生』(共著、ちくま文庫)、『理論の創造と創造の理論』(朝倉書店)、『エクセルギーの基礎』(オーム社)、『生命論』(批評社)、『徹底検証 21世紀の全技術』(共著、藤原書店)などのほか、「桂愛景」のペンネームで著書『戯曲 アインシュタインの秘密』、『サルトルの饗宴』(いずれもサイエンスハウス)など。
1946年、長野県生まれ。1970年東京大学理学部卒業。理学博士。元富士ゼロックス基礎研究所所長。著書に『原論文で学ぶ アインシュタインの相対性理論』(ちくま学芸文庫M&S)、『分数ができない大学生』(共著、ちくま文庫)、『理論の創造と創造の理論』(朝倉書店)、『エクセルギーの基礎』(オーム社)、『生命論』(批評社)、『徹底検証 21世紀の全技術』(共著、藤原書店)などのほか、「桂愛景」のペンネームで著書『戯曲 アインシュタインの秘密』、『サルトルの饗宴』(いずれもサイエンスハウス)など。
登録情報
- 出版社 : 講談社 (2015/12/19)
- 発売日 : 2015/12/19
- 言語 : 日本語
- 単行本(ソフトカバー) : 208ページ
- ISBN-10 : 4061532928
- ISBN-13 : 978-4061532922
- 寸法 : 14.8 x 1.3 x 21 cm
- Amazon 売れ筋ランキング: - 686,547位本 (本の売れ筋ランキングを見る)
- カスタマーレビュー:
著者について
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トップレビュー
上位レビュー、対象国: 日本
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2017年3月14日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
定年退職を機会に物理を勉強し直している者です。相対論の本はほぼ半世紀前の本から各種トライしたもののどれもすぐに埋没していたですが、何とこの本は読み通すことができ、お陰で相対論と言えども凡人には理解不能な摩訶不思議な理論では無いことが分かりました。本書は、著者ご自身が書いておられるように、ディラックの相対論の解説本になっています。ディラックの本は短いので勇んで取り付いては見たものの、式を追うことができず挫折していたのですが、こちらは全ての式の変換を解説しているので、細かいことが気になる私でもついて行けました。そうは言ってもテンソルの計算は無味乾燥でめげるのですが、幸運にもこの本の前に広江 克彦氏の「趣味で相対論」を読んでいて式の大まかな目的が分かっていたので、続けることができ大変有り難い本でした。
2020年5月25日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
どうも著者はディラックの一般相対性理論がお気に入りらしく、その副読本として本書を執筆したらしい。
しかし、どう読んでも本書がそのような機能を果たしているようには思えなかった。
単に講義ノート的な性格の強いディラックの一般相対性理論の行間を埋める書籍であればよいのに、テンソル計算は式→結果の連続で行間だらけで入門書や副読本としては違和感があるし、それの行間を埋めながら読むなら最初からディラックの一般相対性理論を読んだほうが早いし得るものも多い。
唯一、Appendixに他の一般相対性理論の書籍に見られないような式変形や公式が載っていたので星は3としたが、いまいち本書の執筆動機がはっきりとしない。
しかし、どう読んでも本書がそのような機能を果たしているようには思えなかった。
単に講義ノート的な性格の強いディラックの一般相対性理論の行間を埋める書籍であればよいのに、テンソル計算は式→結果の連続で行間だらけで入門書や副読本としては違和感があるし、それの行間を埋めながら読むなら最初からディラックの一般相対性理論を読んだほうが早いし得るものも多い。
唯一、Appendixに他の一般相対性理論の書籍に見られないような式変形や公式が載っていたので星は3としたが、いまいち本書の執筆動機がはっきりとしない。
2022年10月31日に日本でレビュー済み
辛口コメントが多いですが、ディラックの「一般相対性理論」のテキストの副読本としては役に立つ一冊です。ディラックのテキストで端折られれている計算も概ね丁寧にフォローしています。ただし、ディラックのテキストは、一般相対性理論をコンパクトに纏めた美しい本ですが、物理的な描像がやや不足しており(例えば、等価原理も出てこない)、またイラストなどが用いられておらず、一般相対性理論の物理を伝えるものとしては評価が落ちます。本書も、ディラックのテキストの解説を目的にしているため、そこを引き継いでしまっているので、星4つです。
2016年4月26日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
他の参考書に比べて説明がすごく丁寧です。この一冊で独学できます。
2019年1月8日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
内容が易しく、とてもわかり易い本です。ただ、あまりにも初等的なので、本格的に一般相対性理論を理解したい人には不向きです。
2016年10月13日に日本でレビュー済み
まず初学者は「高校生からわかるベクトル解析」涌井 良幸
「一般相対性理論を一歩一歩数式で理解する」石井 俊全の第3章 を読むのがお薦めです。
you tube動画で:テンソル、反変ベクトル、共変ベクトルについてザックリ話してみます。
:10_1 応力テンソルの基礎(材料力学・構造力学)
「第4回地球物理学 テンソルとベクトル-01」「ざっくりテンソル積を理解しよう【#1 テンソル積怖くない】」、「ベクトルの共変成分と反変成分」、「計量テンソル」「ベクトル解析」などをみて学べる
ネット検索で「テンソルとは何か」を見て「テンソル空間の分解」
「一般相対性理論を理解するための数学的準備」
を入力すれば役立つ知識が得られる。
ネットブログ:ねこ騙し数学⇒テンソル入門は凄くわかりやすい。
:ブログ:とね日記ー一般相対性理論に挑戦しよう!
ネットブログ:「一般相対性理論を理解するための数学的準備」
ネットブログ FN高校物理⇒テンソル解析学(絶対微分学)
you tube:【宇宙論解説】一般相対性理論のあらまし | よく眠れる宇宙論 #2
:【一般相対性理論#2】エネルギー・運動量テンソル【時空が歪む】
:【やさしい一般相対論講座①】特殊相対論の復習から等価原理と一般相対性原理まで
:【やさしい一般相対論講座②】テンソルの自然な導入
you tube :一般相対性理論への道⑤ ゆがんだ時空 計量テンソル シークレット流イメージ直観物理学
you tube:一般相対性理論への道⑥ ゆがんだ時空での微分 共変微分と接続係数 シークレット流イメージ直観物理学でよく分かる。
次に
シュヴァルツシルト解をいきなり解説している「ブラックホールと時空の方程式:15歳からの一般相対論」はメチャ初学者向けで超お薦めです。まず先に小林晋平先生の本を読んでから読もう。
you tube 動画:解析力学 第1章 解析力学とは? (2) その汎用性、が非常に役立つ。
ブラックホールの半径を導く!?(シュワルツシルト半径)がメチャ分かりやすい。
自然界の現象はすべて「エネルギーを最小にする」とういう単純な原理に従っている。この物理の大法則を人類は研究してきたのだ。ガリレオの振り子、サイクロイド曲線。光は直進する、言い換えればA地点からB地点まで移動するエネルギーが「最小=最短距離である」ということなのである。
リーマン幾何では 「Cycloidは曲がった世界の"直線"である」 となります。
相対論を理解するための最初の関門は曲がった空間での平行移動(線形接続)と測地線(最小の距離)の概念。
つまりの直交座標⇒斜交座標:Euclid平面⇒曲面(多様体)。つまり曲面の一部分:平坦なリーマン多様体=Euclid平面とみなす。接続=共変微分
接線ベクトル同士が平行=共変微分=0,斜交座標で考察する曲面⇒平行移動(線形写像)アファイン接続、リーマン多様体でのアファイン接続をリーマン接続(=Levi-Civita接続)という。接平面に内積(リーマン計量)を入れて空間に距離が定められ,各点で曲線の接線ベクトルの長さが積分で計算出来る。
微分幾何では,空間の構造は局所的な線形構造(計量)とそれらの関係をつなぐアファイン接続(共変微分)から決まる. 通常のリーマン幾何では計量を決めると接続が決まってしまう、つまり平坦なリーマン多様体=Euclid平面といこと。
リーマン多様体の標準的な線形接続である「リーマン接続」の理論
リーマン接続を2つにずらしたものの差である3次テンソルが双対接続です。リーマン空間に双対接続を導入した多様体で、双対接続の曲率がゼロとなるものを双対平坦と言います。双対平坦であるなら双対なそれぞれの双対接続に対してアフィン座標系が存在します。
この方程式は時間に関数幾何的な量(リッチテンソル)と物理的な場に関する量(エネルギー運動量テンソル)が結びついている。これらの量は時空を記述するローレンツ計量を基準として計られるべき量である。
ガウス曲率はリーマン曲率テンソルとして一般化され次元が高くなると4階のテンソルとして表現される。
しかし曲率テンソルそのままでは複雑すぎそれを制限した断面曲率。縮約をとることで得られるリッチ曲率、さらなる縮約をとったスカラー曲率が有効でアインシュタインの重力方程式にはリッチ曲率とスカラー曲率が現れる。
今日では曲率概念より根源的な接続を使って定義されている。
You tube動画で
「線形代数」「内積」やベクトル解析(多変数の微積分学・ナブラで勾配・回転・発散)などを学んでから
「直交座標と斜交座標」「ベクトルの共変成分と反変成分」「共変微分_①回目」「テンソルのイメージをつかむ -後半- (テンソルって何で必要??)」がメチャよく分かる。
光の湾曲と曲がった4次元時空について[一般相対性理論入門,リーマン幾何学]
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:自然基底について【リーマン幾何学/一般相対論】
:双対基底について【リーマン幾何学/一般相対論】「共変微分_①回目」がメチャよく分かる。
「計量テンソル」と「アインシュタインの重力方程式」
やはり動画で学ぶのが手っ取り早い
東大数理アーカイブの2011年度 数学公開講座 『数理科学の広がり』加藤 晃史 先生の30分頃の解説を見て学ぼう。
You tube動画:京都大学春秋講義「極限の宇宙 -観測と対峙する一般相対性理論の世界」田中 貴浩(理学研究科 教授)2017年11月4日
:宗教学(中級15):特殊相対性理論(ローレンツ変換の準備:前半) 〜 竹下雅敏 講演映像
:宗教学(中級16):特殊相対性理論(ローレンツ変換の準備:後半) 〜 竹下雅敏 講演映像
ネット検索で
「一般相対性理論の勘どころ」
ネットブログ「ゆるゆる物理☆ときどき数学」「一般相対性理論を理解するための数学的準備」を参考に
「多変数関数の極値とラグランジュの未定乗数法」のブログが詳しい。
FN高校物理⇒曲面論(3)を見れば詳しい。
「双対空間(dual space)」の電通大 山田先生PDFが最高の解説。
前野昌弘 大学の講義録へのリンク⇒ 相対論2010年度の講義ノートPDF が素晴らしい。
「楽しい物理ノート」⇒相対論⇒反変ベクトルと共変ベクトル のPDFを読もう。
ネットで「岡部 洋一 のトップページ」内のPDFでも学べる。
などをみて、また「面白いほどよくわかる相対性理論―時空の歪みからブラックホールまで科学常識を覆した大理論の全貌」大宮 信光 のテンソル説明がわかりやすい。
「思考の飛躍―アインシュタインの頭脳」吉田 伸夫 を先に読めばもっと頭に入りやすい。
「明解量子重力理論入門」吉田 伸夫
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しかし曲率テンソルそのままでは複雑すぎそれを制限した断面曲率。縮約をとることで得られるリッチ曲率、さらなる縮約をとったスカラー曲率が有効でアインシュタインの重力方程式にはリッチ曲率とスカラー曲率が現れる。
今日では曲率概念より根源的な接続を使って定義されている。
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「明解量子重力理論入門」吉田 伸夫
2016年2月24日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
物理学部出身。久々に勉強したくなり、でも結構忘れている。しかし、この本はああ、そうだった!と思い出しながら自分で計算しつつ読み込めます。他の分野も出発希望です。
2018年4月14日に日本でレビュー済み
未読ですが、微分幾何が100ページ足らずで大丈夫なんだろうか?
各項目に数ページしか費やしていないように見えるけど、本当に丁寧?
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