時空と重力

質問

現在高校の理系学生です。　私は一般相対性理論に興味があって、ブルーバックスなどを読みあさってきましたが、どうも概念ばかり書いていて、物足りない気がします。　そこで、もっと専門的な本を買おうとしています。　とある書評で「時空と重力」という本が良いらしく、「高校数学を前提として入門できる」　とありました。　早速書店に行ってみたのですが、どこに行っても売ってませんでした。
そこで、ネットで買おうと思っているのですが、本当に高校数学でいけるのかどうか不安です。　どなたか読んだ方がいらっしゃれば、この本の感想を聞かせてください。　高校数学は一応一通り終えました。
また他にお勧めの本があれば、教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.8

SPROCKETER

私も物理学の解説書は大概読んだつもりですが、天文学の進歩が目覚しくて、従来の物理理論との矛盾点が次々と明らかになり、過去に読んだ本に載っていた理論に疑問が残る問題が多くなっているように感じます。

　たとえば、太陽系のような惑星系は珍しいものではなく、宇宙には普遍的に存在してもおかしくないという仮説が信じられていた時代がありました。

　ところが、現在、観測が進んでいる系外惑星はどれもこれも太陽系とは食い違うものばかりで、恒星のすぐ近く、それも水星軌道の遥かに内側に木星よりも大きな惑星があって、それが普遍的に多く存在するのも明らかになり、宇宙の標準と大きく食い違っているのは太陽系や地球の方であるのが明らかになって来ています。

　地球で作り上げた理論は太陽系内では通用しても、宇宙全体に適用するのは無理があるのかもしれないと考えるようになりました。物理学の本は読んで置いて損はないですが、現在のように過去の理論が次々と覆される事実の発見が多い時代には、あまり信じ込まない方が良いようです。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E7%B3%BB%E5%A4%96%E6%83%91%E6%98%9F%E3%81%AE%E4%B8%80%E8%A6%A7

回答No.7

masudaya

私もその本を勉強しました.とてもやさしく書かれたいい本だと思います.私が勉強したのは大学4年で輪講のときでしたので,高校生で太刀打ちできるかというとちょっと難しいかも知れません.
勉強の仕方ですが,教授の教えで,ノートの左ページには物理としての話の流れ,右ページには出てきた式の証明や導出を書くように言われました.リーマン幾何のところは,右ページがいっぱいになりました.計算はできたけど意味を理解するのは難しかったように思います.

どうしても勉強するのであれば,まずは,質問できる人(学校の先生や,専門的な質問ができるサイトなど)を確保した上で,とりあえず読んでみて,はいかがでしょうか.(最近,いい本が出ているかもしれないので,大きな書店での確認も必要でしょう.)

回答No.6

tetsumyi

「高校数学は一応一通り終えました。」　と言うことですが、理解の仕方が問題です。
例えば、2次方程式の解を求める時に根の公式に代入して答えが出たので解けたと考えるでしょうか？
それとも、根の公式を自分で考えて導き出すことができて、解の意味を理解しているでしょうか。
こんな意味で理解しているのであれば、恐らくよく読めばわかると思います。

アインシュタインは一般相対性理論の全ての面を計算し導き出したわけではなくて
数学者の助けを得たり、多くの分野は他の数学に強い物理学者が計算したものです。

回答No.5

nabla

私も高校時代大学の物理を勉強しようとした口で親近感を覚えましたので、その本は読んだことがなく書評はできませんがアドバイスを…

私は佐藤勝彦さんの『相対性理論』という本をお薦めします。（佐藤"文隆"さんの本ではありません。間違えるととんでもないことになります）初めて相対論を学ぶ人でも時間と根気があれば宇宙論の初歩まで理解させてくれます。

と言っておいて何ですけど多分高校数学だけで読める相対論の本はないでしょう。たまに「特殊相対論は中学の数学だけで理解できる」というような発言を見かけますが、それには"表面的"にはという言葉が落ちています。例えば光速度不変の原理を掲げたモチベーションはマクスウェル方程式がガリレイ共変性を破っているという事実である事を知っていなければならないでしょうが、これは通常大学の１・２回生で知る事実です。他にもまあこれは根性で補えなくはないですけど、偏微分方程式なんかでオタオタしているようでは大局を見失うでしょう。（私の場合、数学力不足が常に付きまといました）

私としては
一般相対論の前に物理数学では
・微積分（εδはどうでもいいので多変数関数の扱いを）
・線形代数
・ベクトル解析（座標変換の概念を中心に）
・フーリエ解析
・典型的な微分方程式の解法
それから物理学では
・古典力学（解析力学もラグランジュ形式だけでいいので）
・電磁気学（物質中での電磁場の振る舞いまで理解する必要なし）
ぐらいは知っておかなければならないと思います。

それはそうと近所に大学などはないのでしょうか？できれば私の感想なんかアテにせず、大学の図書館などで実際本を手にとって選んでもらいたいです。

回答No.4

noname#20644

「時空と重力」は良い本ですね。
難しい内容を分かりやすく書かれてはいますが、それでもかなりの物理、数学の知識を必要とします。
第一章　特殊相対論
第二章　重力と慣性
第三章　Riemann幾何学
第四章　一般相対論
という構成になっており、普通使われる数学とはちょっと異なる微分、座標系、曲面の幾何学を扱います。Riemann幾何学のところを読むのに苦労するでしょう。
新しい概念の連続で、しかも行間を根気よく読むことを覚悟する必要があります。
他に薦められるものとしては、Diracの「一般相対性理論」という本があります。こちらも「分かりやすく」を狙っているようですが、難しい。

回答No.3

chuuchuu07

本ではないのですが、「EMANの物理学」というすばらしいサイトがあります。

一般相対論についても詳しい数式で説明してあり、多分高校生でも大丈夫だと思いますし、分からない事があればその掲示板で詳しく教えてくれますよ。

参考URL：

http://homepage2.nifty.com/eman/index.html

回答No.2

leo-ultra

うん十年前、大学２，３年の頃に途中まで読みました。いい本だと思います。

遥か昔のことなので内容はあまり覚えていませんが、
座標変換の話から始まって、特殊相対論もちゃんと説明し、それから一般相対論の初歩の初歩が説明されていたような気がします。（記憶がはっきりしないが。）

ただ、難しい数学は仮定されていませんが、普通よりちょっと頭のいい高校生には難しいでしょう。
１を聞いて１０を知るくらいの人でないと、ついていくのは大変だと思います。

でも2500円くらいですから（高校生にはちょっと高いか）、買ってみられることをお奨めします。今は最初の１章しかわからなくても、努力していけば、ある程度読めるのではないでしょうか？

尚、一般相対性理論は、東大の物理学科の卒業生でも、たぶん半数以下の学生しか理解せずに卒業していくと思います。（特殊相対論は理解するだろうけど。）

大学によっては物理学科でも一般相対論は習わずに卒業していきます。

ゴールは遠い。

回答No.1

N64

私も、ごく一般的な人ですが、やはりあなたと同じように、一般向けの本はいくつか読み、少し難しい本も開いてみました。そこで、感じたことを申し上げますと、一般相対性理論は、特殊相対性理論に比較して、格段に難しいと感じました。私は、かなり昔に、大学工学部を出ましたが、その大学工学部の数学レベルでは、とても歯が立ちませんでした。ある人は東大の物理学部教養で、一般相対性理論の講義を聴いたそうですが、最初の導入と、最後の締めくくりしか、理解できなかったと言っていたことがあります。あなたが挙げた本はどうだかわかりませんし、どの程度理解できれば良いのかにもよると思いますが、高校数学で理解できる本は、ないのではないかと思います。