時空的大尺度結構

這是一本能代表史蒂芬·霍金本人專業水準的著作，他的幾位合作者都推薦過這本書。本書的主題是空間尺度從10-13cm（基本粒子半徑）到1028cm的時空結構。全書從精確的理論形式和必要的微分幾何背景開始，討論了時空曲率的意義，考察了愛因斯坦場方程的大量精確解的整體性質，發展了一般時空的因果結構理論，並用於黑洞的研究，證明了系列定理，確立了在一定條件下奇點是必然存在的條件。這本書也是學習廣義相對論和微分幾何很好的一本參考書。

１ 引力的角色 (１ )
２ 微分幾何 (９ )
２.１ 流形 (９ )
２.２ 向量與張量 (１４)
２.３ 流形的映射 (２０)
２.４ 外微分與 Lie導數 (２２)
２.５ 協變微分與曲率張量 (２７)
２.６ 度規 (３３)
２.７ 超曲面 (４０)
２.８ 體積元與 Gauss定理 (４３)
２.９ 纖維叢 (４６)
３ 廣義相對論 (５１)
３.１ 時空流形 (５１)
３.２ 物質場 (５３)
３.３ Lagrangian表述
３.４ 場方程
４ 曲率的物理意義 (７０)
４.１ 類時曲線 (７０)
４.２ 零曲線 (７７)
４.３ 能量條件 (７９)
４.４ 共軛點 (８６)
４.５ 弧長的變分 (９２)
５ 解 (１０７)
５.１ Minkowski時空 (１０８)
５.２ deSitter時空與反deSitter時空 (１１３)
５.３ Robertson Walker空間 (１２３)
５.４ 空間均勻的宇宙學模型 (１３０)
５.５ Schwarzschild解和 Reissner Nordstro¨m 解 (１３６)
５.６ Kerr解 (１４８)
５.７ Go¨del宇宙 (１５４)
５.８ Taub NUT 空間 (１５６)
５.９ 其他**解 (１６３)
６ 因果結構 (１６５)
６.１ 可定向性 (１６６)
６.２ 因果曲線 (１６７)
６.３ 非時序邊界 (１７１)
６.４ 因果性條件 (１７４)
６.５ Cauchy發展
６.６ 整體雙曲性
６.７ 測地線的存在性 (１９７)
６.８ 時空的因果邊界 (２０２)
６.９ 漸近簡單空間 (２０６)
７ 廣義相對論中的 Cauchy問題 (２１１)
７.１ 問題的本質 (２１２)
７.２ 約化 Einstein方程 (２１３)
７.３ 初始數據 (２１５)
７.４ 二階雙曲型方程 (２１７)
７.５ 虛空空間 Einstein方程的發展的存在性和**性 (２２７)
７.６ 最大發展和穩定性 (２３２)
７.７ 有物質的 Einstein方程 (２３８)
８ 時空奇點 (２４０)
８.１ 奇點的定義 (２４０)
８.２ 奇點定理 (２４４)
８.３ 奇點的描述 (２５８)
８.４ 奇點特徵 (２６６)
８.５ 禁閉不完備性 (２７０)
９ 引力坍縮與黑洞 (２８０)
９.１ 恒星的坍縮 (２８０)
９.２ 黑洞 (２８８)
９.３ 黑洞的終態 (３０３)
１０ 宇宙的初始奇點 (３２８)
10.1 宇宙的膨脹 (３２８)
10.2奇點的本性及其意義 (３３９)
附錄 A
PeterSimonLaplace論文的譯文(３４３)
附錄 B
球對稱解與 Birkhoff定理 (３４７)
參考文獻(３５１)
符號說明(３６５)
名詞索引(３６９)

史蒂芬·霍金（Stephen William Hawking）
 
1942.1.8--2018.3.14，出生於英國牛津，現代最偉大的物理學家之一，著有《時間簡史》《大設計》《黑洞不是黑的》等暢銷書。 G.F.R.艾理斯（George Francis Rayner Ellis），生於1939年8月，他是南非開普敦大學數學和應用數學系複雜系統傑出教授。 譯者介紹：王文浩，清華大學工程物理系教授。