《現代物理基礎叢書·典藏版:物理學家用微分幾何(第二版)》是為物理學家寫的一本微分幾何,是在1990年版的基礎上,進行修訂補充,將原版14章擴充到了23章!冬F代物理基礎叢書·典藏版:物理學家用微分幾何(第二版)》分為三部分:*部分介紹流形微分幾何,是理論物理研究生教學的基本內容,介紹了流形、流形上張量場、仿射聯絡與曲率以及流形上度規(guī)、辛、復、自旋等重要幾何結構。第二部分介紹纖維叢幾何,介紹了示性類與A-S指標定理,深入分析量子規(guī)范理論的大范圍拓撲性質、各級拓撲障礙、瞬子、單極、分數荷與超對稱等現代物理前沿問題。第三部分介紹非交換幾何及其在量子物理中的應用、量子群與q規(guī)范理論。
《現代物理基礎叢書·典藏版:物理學家用微分幾何(第二版)》適合物理學專業(yè)研究生以及從事理論物理的科學工作者閱讀。
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導語_點評_推薦詞
《物理學家用微分幾何》出版已過了十多年,這次新版是原書的修訂補充,將原書14章擴充到目前23章。全書分三部分:流形微分幾何、纖維叢幾何、非交換幾何。第一部分,流形微分幾何,是理論物理研究生教材的基本內容,其中前三章著重介紹流形局域拓撲結構與仿射結構;介紹流形上三種重要的微分算子:外微分、李導數、協變導數,結合各種例子熟悉它們的特性與應用;介紹了關于流形,流形上張量場、微分形式、流形的變換及其可積性,仿射聯絡與曲率、撓率等基本概念。這三章暫未對流形引入度規(guī)。采用擺脫度量限制的可任意進行坐標變換的坐標系,使讀者對流形的局域拓撲與仿射結構的實質有更清晰的認識。
第四,五,六三章著重介紹黎曼流形。度規(guī)是黎曼流形的基本幾何結構。在第四章對流形引入度規(guī),介紹保度規(guī)結構的黎曼聯絡與曲率、及其相關的各種曲率張量、測地線、Jacobi場與Jacobi方程,并初步介紹Einstein引力場方程及相關問題。第五章介紹黎曼流形的子流形,用活動標架法對流形曲率張量進行計算與分析。第六章介紹黎曼對稱空間,它在理論物理及可積體系中得到廣泛的應用。
第七,八,九三章著重介紹對流形的整體拓撲分析:同倫、同調、特別是deRham上同調及諧和形式,第九章介紹Moise理論、CW復形與拓撲障礙分析,這章內容常需更多代數拓撲與現代幾何基礎,讀者在第一次讀時可暫略去。
第十,十一,十二三章介紹流形上三種重要的幾何結構:辛、復、自旋結構,它們的存在受流形拓撲性質約束。它們在現代理論物理中有重要應用,現仍在發(fā)展中。
本書第二部分介紹纖維叢幾何,規(guī)范場論,其中第十三,十四,十五章介紹纖維叢的拓撲結構,叢上聯絡與曲率,及顯示叢整體拓撲非平庸的示性類,在這三章的分析中,底流形是一般微分流形,可暫未引入度規(guī),在第十六,十七章底流形為具有度規(guī)結構的時空流形,這時可對纖維叢引入作用量,可分析場方程、守恒流等動力學體系問題。在這兩章中分析討論了瞬子、單極、超對稱單極等經典規(guī)范場論中一些基本問題。
第十八至二十一章介紹Atiyah-Singer指標定理、族指標定理、帶邊流形及開無限流形的指標定理,并以量子場論反常拓撲分析為例,深入分析量子規(guī)范理論的大范圍拓撲性質及各級拓撲障礙的遞降繼承,分析背景場拓撲性質,分數費米荷及超對稱等現代理論物理前沿課題。本書第三部分:非交換幾何導引。非交換幾何在量子物理、經典及量子統(tǒng)計、量子引力及弦論等方面得到廣泛應用。第二十二章介紹非交換幾何在量子物理中應用,重點介紹在量子Hall效應的應用。第二十三章介紹量子群與q規(guī)范理論,它們在量子可積體系中得到廣泛應用,這是一個正在發(fā)展的領域,這里僅是一初步介紹。
第一部分流形微分幾何
第一章流形微分流形與微分形式
1.1流形流形的拓撲結構
1.2微分流形流形的微分結構
1.3切空間與切向量場
1.4余切向量場
1.5張量積與流形上高階張量場
1.6Cartan外積與外微分微分形式
1.7流形的定向流形上積分與Stokes公式
習題一
第二章流形的變換及其可積性李變換群及李群流形
2.1流形間映射及其誘導映射正則子流形
2.2局域單參數李變換群李導數
2.3積分子流形Frobenius定理
2.4用微分形式表達的Frobenius定理微分方程的可積條件
2.5李群流形
2.6李變換群齊性G流形
2.7不變向量場李代數指數映射
習題二
第三章仿射聯絡流形
3.1活動標架法流形切叢與標架叢
3.2仿射聯絡與協變微分
3.3曲率形式與曲率張量場
3.4測地線方程切叢聯絡的撓率張量
3.5協變外微分算子
3.6聯絡的和樂群
習題三
第四章黎曼流形
4.1黎曼度規(guī)與黎曼聯絡
4.2黎曼流形上微分形式
4.3黎曼曲率張量Ricci張量與標曲率
4.4等長變換與共形變換曲率張量按轉動群表示的分解
4.5截面曲率等曲率空間
4.6愛因斯坦引力場方程
4.7正交標架場與自旋聯絡時空規(guī)范理論初步
4.8測地線Jacobi場與Jacobi方程
習題四
第五章歐空間的黎曼子流形正交活動標架法
5.1黎曼流形的子流形誘導度規(guī)與誘導聯絡
5.2n維歐空間En的子流形正交活動標架法
5.3三維歐空間E3中曲線與曲面
5.4用Cartan活動標架法計算黎曼曲率
5.5偽球面與Backlund變換
5.6測地線與局域法坐標系
習題五
第六章齊性黎曼流形對稱空間
6.1李群的黎曼幾何結構
6.2齊性黎曼流形
6.3對稱空間與局域對稱空間
6.4對稱空間的代數結構(G,H,)三元組非線性實現
6.5非線性模型對偶對稱與孤子解
6.6非局域守恒流隱藏對稱性的Noether分析
習題六
第七章流形的同倫群與同調群
7.1同倫映射及具有相同倫型的流形
7.2流形的基本群多連通空間的覆蓋空間
7.3流形的各階同倫群k(M)(kN)
7.4相對同倫群與群同態(tài)正合系列纖維映射正合系列
7.5同調群Hk(M,Z)
7.6般同調群Hk(M,G)
7.7同倫群與同調群關系n維球面Sn的各階同倫群
習題七
第八章上同調論deRham上同調論及其他相關倫型不變量
8.1上同調論對偶同態(tài)與對偶鏈群
8.2鏈復形與鏈映射同調正合系列
8.3相對(上)同調群切除定理與MayerVietoris(上)同調序列
8.4若干群流形各階同調群Poincare多項式
8.5deRham上同調論
8.6諧和形式Harmk(M,R)
8.7李群流形上雙不變形式對稱空間上不變形式
習題八
第九章Morse理論CW復形與拓撲障礙分析
9.1CW復形
9.2Morse函數與Morse不等式
9.3路徑空間(M)的倫型Morse理論基本定理
9.4若干齊性空間的穩(wěn)定同倫群U群的Bott周期
9.5正交群與辛群的Bott周期
9.6拓撲障礙與示性類StiefelWhitney類
9.7Cech(上)同調拓撲性質對幾何結構的影響
習題九
第十章辛流形切觸流形
10.1辛流形(M,)
10.2辛向量場與哈密頓向量場泊松括弧
10.3泊松流形與辛葉Schouten括弧
10.4辛流形的子流形
10.5齊性辛流形與約化相空間動量映射
10.6切觸流形(M,)
習題十
第十一章復流形
11.1復流形及其復結構近復結構與近復流形(M,J)
11.2近復結構可積條件Nijenhuis張量
11.3近辛流形上近復結構近厄米流形(M,,J)
11.4厄米流形(M,H)
11.5厄米流形上仿射聯絡
11.6Kahler流形
11.7KahlerEinstein特殊Kahler流形及緊Kahler流形的Hodge分解定理
習題十一
第十二章旋量自旋流形
12.1旋量
12.2時空的Lorentz變換與自旋變換旋量張量代數
12.3Dirac旋量Wey1旋量純旋量各維旋量的矩陣表示結構
12.4各維旋量的表示結構Majorana表象
12.5自旋結構與自旋流形Spinc結構
12.6自旋結構的聯絡Dirac算子Weitzenbock公式
習題十二
第二部分纖維叢幾何、規(guī)范場論
第十三章纖維叢的拓撲結構
13.1向量叢E(M,F,,G)
13.2與矢叢E相關的各種纖維叢標架叢L(E)
13.3主叢P(M,G)與其伴矢叢E=PGV
13.4叢射誘導叢主叢的約化
13.5纖維叢的同倫分類普適叢與分類空間
13.6矢叢的分類及K理論
習題十三
第十四章纖維叢上聯絡與曲率
14.1主叢P(M,G)上聯絡與曲率
14.2伴矢叢PcV上聯絡與曲率物質場與規(guī)范場相互耦合
14.3尼秩向量叢截面上協變微分算子▽與聯絡算子D
14.4對偶矢叢直積叢上聯絡與曲率切叢聯絡的撓率問題
14.5平行輸運與聯絡的和樂群G結構具特殊和樂群的聯絡
習題十四
第十五章示性類
15.1陳Weil同態(tài)
15.2復矢叢與陳示性類(Chernclass)
15.3實矢叢與Pontrjagin類
15.4實偶維定向矢叢與歐拉類
15.5StiefelWhitney類
15.6普適叢與普適示性類H*(BG,K)各種示性類間關系
15.7次級示性類:陳Simons形式
習題十五
……
第十六章楊Mills規(guī)范理論時空流形上纖維叢幾何
第十七章規(guī)范理論與復幾何
第十八章AtiyahSinger指標定理
第十九章量子反常拓撲障礙的遞降繼承
第二十章規(guī)范軌道空間上同調與族指標定理量子場論中大范圍拓撲分析
第二十一章帶邊流形與開無限流形指標定理APS不變量與分數荷問題
第三部分非交換幾何導引
附錄
一般參考書目
參考文獻