時空與物質：物理學的基本概念和基本規律（簡體書）

時間、空間是什么？物質是什么？這兩個問題是人們普遍關心和感到興趣的問題。要正確理解這兩個問題須要具備一些物理知識。《時空與物質——物理學的基本概念和基本規律》是在至少具備大學一年級普通物理課所授知識的基礎上，進一步講解物理學上關于時間、空間與物質的基本概念和基本規律；對這些基本概念和基本規律進行了較為深入和全面的討論，著重分析和探討其物理本質，并力求深入淺出，盡可能少用數學公式。《時空與物質——物理學的基本概念和基本規律》還對某些物理概念和物理規律的通常敘述和傳統觀點作了一些改進，并發表了作者自己的見解和看法。

前言
第1章牛頓力學關于時空的基本概念和基本規律
1.1牛頓對時間與空間的觀點
1.2參照系與坐標系
1.2.1空間位置的確定與坐標系
1.2.2時間瞬時的確定與時計
1.2.3參照系
13伽利略變換
參考文獻

第2章牛頓力學關于物質的基本概念和基本規律
2.1物理學中的物質
2.1.1物理學中的物質指的是什么
2.1.2物理學中物質的共性
2.2牛頓力學中的物質 前言 
第1章牛頓力學關于時空的基本概念和基本規律 
1.1牛頓對時間與空間的觀點 
1.2參照系與坐標系 
1.2.1空間位置的確定與坐標系 
1.2.2時間瞬時的確定與時計 
1.2.3參照系 
13伽利略變換 
參考文獻 

第2章牛頓力學關于物質的基本概念和基本規律 
2.1物理學中的物質 
2.1.1物理學中的物質指的是什么 
2.1.2物理學中物質的共性 
2.2牛頓力學中的物質 
2.2.1與牛頓力學中的物質有關的一些問題 
2.2.2牛頓力學中描述物質質點特性的一些主要物理量 
2.3牛頓力學的基本規律——牛頓運動三定律 
2.3.1牛頓運動三定律 
2.3.2牛頓對一些物理量的定義 
2.3.3牛頓運動定律原有表述上的缺點和問題 
2.4對牛頓運動定律的修改 
2.5在宇宙中尋找慣性參照系 
2.6質點系 
2.7牛頓萬有引力定律 
2.8牛頓力學中的（動量、能量、質量）守恒定律 
2.8.1質量可變的牛頓第二運動定律 
2.8.2質點系的動量守恒定律 
2.8.3質點系的質量守恒定律 
2.8.4能量是什么兩質點的相互作用勢能 
2.8.5質點系的能量守恒定律 
2.9從牛頓力學理論到哈密頓原理 
2.9.1時空平移不變性與動量、能量守恒定律 
參考文獻 

第3章狹義相對論關于時空的基本概念和基本規律 
3.1狹義相對論對時間與空間的基本看法 
3.2狹義相對論中參照系和坐標系的特點時空度規 
3.2.1狹義相對論中參照系和坐標系的特點 
3.2.2狹義相對論的時空度規 
3.2.3狹義相對論的時空圖 
3.3“運動鐘慢”和“運動尺縮”效應及其解釋 
3.3.1光鐘 
3.3.2“運動鐘慢”與“運動尺縮”效應及其解釋 
3.4洛倫茲變換 
3.5“同時”的相對性 
3.6因果律與狹義相對論 
3.6.1狹義相對論也遵守因果律 
3.6.2時空間隔取值對因果關系的影響 
3.6.3光速與信號傳播最大速度的區別 
3.7狹義相對論中的質點速度 
3.8包含兩個坐標系的時空圖 
3.9波動的相位不變性與多普勒效應 
3.9.1波動最廣泛的定義和最普遍的特性 
3.9.2坐標變換與相位不變性 
3.9.3由相位不變性導出多普勒效應 
參考文獻 

第4章狹義相對論關于物質的基本概念和基本規律 
4.1狹義相對論中的物質 
4.2狹義相對論對牛頓運動三定律的修改 
4.2.1質點速度V、慣性質量m、動量mv、力F如何修改 
4.2.2牛頓運動三定律如何修改 
4.3狹義相對論力學的一些特點 
4.3.1不存在所謂“質速關系”、“質能關系” 
4.4狹義相對論中的能量、動量守恒定律 
4.4.1慣性質量可變的動力學 
4.4.2狹義相對論中粒子（質點）系的動量一能量守恒定律 
4.4.3狹義相對論中不存在質量守恒定律 
4.5光速粒子的一些特性 
4.5.1微觀光速粒子的波粒二象性 
4.6相對性原理 
4.7狹義相對論中的拉格朗日函數 
4.7.1狹義相對論中一個質點的拉格朗日函數 
4.7.2一群荷電質點及其電磁場的拉格朗日函數 
4.7.3狹義相對論中時空平移與物質場能動張量守恒定律 
4.7.4Poincare’群整體變換下的Noether定理 
參考文獻 

第5章廣義相對論關于時空的基本概念和基本規律 
5.1廣義相對論對時間與空間的基本看法 
5.2廣義相對論中的時空度規與光速不變原理 
5.2.1廣義相對論中的時空度規 
5.2.2坐標時與固有時 
5.2.3廣義相對論中的局部光速不變原理 
5.3廣義相對論中的時間與空間 
5.3.1廣義相對論中的時間間隔與空間間隔 
5.3.2同時性定義 
5.4時空聯絡系數的淺顯解釋及其物理意義 
5.5協變導數 
5.5.1彎曲時空中向量之協變導數 
5.5.2時空的自由度數 
5.6有撓時空與有撓引力理論 
5.7曲率張量 
5.7.1有撓時空中的曲率張量 
5.7.2無撓時空中的曲率張量 
參考文獻 

第6章廣義相對論關于物質的基本概念和基本規律 
6.1廣義相對論對物質的認識 
6.2物質與引力場的拉氏量 
6.3場的運動方程 
6.3.1引力理論中引力場的運動方程 
6.3.2推廣的愛因斯坦場方程 
6.4引力場的能動張量引力理論中的能動張量守恒定律 
6.4.1引力場的能動張量 
6.4.2引力理滄中的能動張量守恒定律 
參考文獻 

第7章量子力學與量子場論關于時空、物質的基本概念和基本規律 
7.1量子化和經典化 
7.1.1量子化波粒二象性 
7.1.2經典化 
7.2量子理論中的物質是否也處于時空之內 
7.2.1量子理論中的物質存在何處 
7.2.2量子理論中的物理現象和物質既存在于時空也存在于希爾伯特空間 
7.3量子場論中的量子化 
7.4量子理論關于時空的基本概念和基本規律 
7.4.1若引力可忽略，量子化和經典化不影響時空屬性 
7.4.2若引力可忽略，坐標變換不影響時空屬性 
7.5彎曲時空量子場論 
7.6量子糾纏現象非局域作用 
參考文獻 

第8章超弦理論和M理論關于時空、物質的基本概念和基本規律 
8.1超弦理論和M理論的初步簡介 
8.1.1什么是超弦理論 
8.1.2弦膜M理論 
8.2M理論（包括超弦理論）中時空的主要特點 
8.3M理論（包括超弦理論）中物質的主要特點 
8.4M理論對時空與物質起源的看法 
參考文獻 

第9章規范場理論關于時空、物質的基本概念和基本規律 
9.1規范場論簡介 
9.2標架場與標架聯絡場 
9.2.1局部時空標架 
9.2.2標架場與標架聯絡場 
9.3引力規范場理論 
9.3.1Kibble引力規范場理論中的拉氏量 
9.3.2物質場的能動張量和自旋張量均是引力場之源 
9.3.3Kibble引力規范場理論中的引力場方程 
9.4Poincare’群局部變換下的Noether定理 
參考文獻 

第10章圈量子引力理論關于時空、物質的基本概念和基本規律 
10.1對圈量子引力理論的初步簡介 
10.2向量聯絡與旋量聯絡 
10.3廣義相對論的時空也可全由聯絡來描述 
10.4chG自然單位制 
10.5圈量子引力理論的時空特點 
10.6各門物理理論中的時空存在可統一性 
10.7各門物理理論中的物質也存在可統一性 
參考文獻 

第11章4維非超對稱廣義時空及其分類 
11.14維非超對稱廣義時空 
11.24維時空如何隨自由度而變化 
11.34維非超對稱廣義時空的動力學理論 
參考文獻 

第12章物理學關于時空與物質之概念及規律中的一些疑難與爭論 
12.1時空連續還是不連續 
12.2時間存在還是不存在 
12.3時空、物質、引力場三者的區別 
12.4粒子存在或不存在是否與參照系有關 
12.5關于能動張量的定義和能動張量的守恒定律物質起源問題 
參考文獻 

索引

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