상대성이론의 수학적이론. The Book of The Mathematical Theory of Relativity, by Arthur Stanley
CONTENTS
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
CHAPTER I
ELEMENTARY PRINCIPLES
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1. Indeterminateness of the space-time frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2. The fundamental quadratic form. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. Measurement of intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4. Rectangular coordinates and time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5. The Lorentz transformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6. The velocity of light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7. Timelike and spacelike intervals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8. Immediate consciousness of time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
9. The “3 + 1 dimensional” world. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
10. The FitzGerald contraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
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11. Simultaneity at different places . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
12. Momentum and mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
13. Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
14. Density and temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
15. General transformations of coordinates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
16. Fields of force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
17. The Principle of Equivalence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
18. Retrospect. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
CHAPTER II
THE TENSOR CALCULUS
19. Contravariant and covariant vectors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
20. The mathematical notion of a vector. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
21. The physical notion of a vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
22. The summation convention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
23. Tensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
24. Inner multiplication and contraction. The quotient law . . . . . . . . 85
25. The fundamental tensors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
26. Associated tensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
27. Christoffel’s 3-index symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
28. Equations of a geodesic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
29. Covariant derivative of a vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
30. Covariant derivative of a tensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101