『古典力学』は、コロンビア大学の教授であるハーバート・ゴールドスタインによって書かれた教科書です。上級学部生および初級大学院生を対象としており、1950年の初版以来、世界中でこの分野の標準的な参考書の1つとなっています。 [ 1 ] [ 2 ]
第2版では、ゴールドスタインは指摘されたすべての誤りを訂正し、摂動論に関する新しい章、ベルトランの定理に関する新しい節、およびネーターの定理に関する別の節を追加した。その他の議論と証明は簡略化され、補足された。[ 3 ]
2005年に主著者が亡くなる前に、サウスカロライナ大学のチャールズ・P・プールとジョン・L・サフコの協力を得て、本書の新しい(第3)版が出版された。[ 4 ]第3版では、粒子、剛体、連続体に適用されるニュートン力学のさまざまな数学的に洗練された再定式化、すなわち解析力学について詳しく論じている。さらに、古典電磁気学、特殊相対性理論、および古典的および相対論的場の理論についても詳細に扱っている。群論に関する付録がある。第3版の新しい内容としては、非線形力学とカオスに関する章、オイラーとラグランジュによって得られた3体問題の厳密解に関するセクション、ジョセフソン接合を説明する減衰駆動振り子についての議論などがある。これに対し、この版が前版の長さを超えないようにするため、既存のいくつかの章が削減されている。例えば、エルミート行列とユニタリ行列に関する議論は、古典力学よりも量子力学に関係が深いため省略され、ラウスの手順と時間独立摂動論に関する議論は簡略化された。[ 5 ]
コロンビア大学のSL・クインビーは、本書の初版の前半は、電磁気学で重要な速度依存ポテンシャルの扱いと、剛体動力学におけるケイリー・クライン・パラメータと行列代数の使用を含むラグランジュ力学の展開に充てられていると指摘した。これに続いて、ハミルトン力学の包括的かつ明快な議論が展開される。章末の参考文献が本書の価値を高めている。クインビーは、本書は量子力学の準備をしている学生には適しているが、解析力学に関心のある人には役立たないと指摘した。なぜなら、本書の扱いがあまりにも省略されているからである。クインビーは、本書を魅力的なものにしている印刷と製本の質を称賛した。[ 6 ]
フランクリン研究所のジャーナルで、ルペン・エスケルギアンは、古典力学の初版はベクトルとテンソル表記法を用いてこの主題を成熟した形で扱い、変分法を重視している点が評価されたと述べている。本書は、まず基本的な概念の復習から始まり、次に仮想仕事の原理、拘束条件、一般化座標、ラグランジュ力学を紹介する。散乱は中心力と二体問題と同じ章で扱われている。力学に関する他のほとんどの書籍とは異なり、本書ではビリアル定理について詳しく解説している。正準変換と接触変換、ハミルトン・ヤコビ理論、作用角座標の議論に続いて、幾何光学と波動力学が紹介されている。エスケルギアンは、本書が現代物理学への架け橋になると考えていた。[ 7 ]
初版について『The Mathematical Gazette』に寄稿したL. Rosenheadは、ゴールドスタインが古典力学から現代理論物理学に至るまでを明快に解説したことを称賛し、本書はET Whittakerの『Analytical Dynamics』やArnold Sommerfeldの『Lectures on Theoretical Physics』といった名著と並んで、時の試練に耐えうるだろうと確信している。本書は完結しており、大学の最初の2年間の数学と物理学のコースを修了した学生に適している。各章末の参考文献と解説、そしていくつかの例題が本書の理解を深めている。Rosenheadはまた、図、索引、印刷も高く評価している。[ 8 ]

初版の第2刷について、ニューヨーク大学数学研究グループのヴィック・トゥワースキーは、この本は物事を明快かつ簡潔に説明しており、ユーモアも無理やりではないため、教育的に価値があると考えた。1950年代に出版されたこの本は、古典力学に関する現代的なテキストとして、大学院生に通常割り当てられていた時代遅れで断片的な論文や補足資料に取って代わり、音響学、電気力学、熱力学、幾何光学、量子力学など、物理学の他の分野との関連性を示す演習や例が掲載されている。また、場と連続体の力学に関する章もある。各章の最後には、著者によるそれぞれの率直なレビュー付きの参考文献リストがある。トゥワースキーは、ゴールドスタインの『古典力学』は、数学者により適していると考えるETウィテカーのずっと古い論文『解析力学』よりも物理学者に適していると述べた。[ 1 ]
ミシガン州デトロイトの講師であるEWバンハーゲルは、多変数微積分とベクトル微積分しか必要としないにもかかわらず、 『古典力学』の初版は物理学の高度な新しい概念を学生にうまく紹介していると指摘した。数学的ツールは必要に応じて導入される。彼は各章末尾の注釈付き参考文献が非常に価値があると信じていた。[ 9 ]
セントラル・アーカンソー大学のスティーブン・R・アディソン氏は、古典力学の初版は基本的に演習付きの論文であったが、第3版は学術的ではなく教科書的になっているとコメントした。この本は、量子力学の準備に必要な内容を学びたい学生にとって最も役立つ。第3版のほとんどの内容は第2版と比べて変更されていないが、古い参考文献や脚注の多くが削除されている。作用角座標とハミルトン・ヤコビ方程式と古い量子論、波動力学、幾何光学との関係に関するセクションは削除された。特殊相対性理論を扱う第7章は大幅に改訂されており、以前の版の同等の章よりも一般相対性理論を学びたい学生にとってより役立つ可能性がある。第11章は、やや時代遅れではあるが、古典的カオスの明確な概説を提供している。付録Bは上級学生が記憶を呼び戻すのに役立つかもしれないが、学習するには短すぎるかもしれない。総じて、アディソンはこの本が18世紀と19世紀の理論力学へのアプローチに関する古典的なテキストであり続けていると信じており、微分幾何学とリー群の言葉で表現されたより現代的なアプローチに関心のある人は、ウラジーミル・アーノルドの『古典力学の数学的方法』を参照すべきである。[ 4 ]

ニューヨーク市立大学のマーティン・ティアステン氏は、本書の3つの版すべてに共通し、表紙にまで掲載された重大な誤りを指摘した。80ページの図(図3.7)に示されているような閉じた軌道は、中心力による引力では不可能である。なぜなら、軌道は力の中心から凹状になることはできないからである。同様に誤った図が91ページ(図3.13)にも掲載されている。ティアステン氏は、この誤りが長い間見過ごされてきた理由は、高度な力学の教科書では通常、中心力の問題を扱う際にベクトル、特に加速度ベクトルの接線成分と法線成分を使用しないためだと示唆した。彼は、「引力は常に力の中心に向かっているため、転換点における曲率中心への方向は力の中心に向かわなければならない」と書いている。これに対し、プールとサフコは誤りを認め、正誤表を作成中であると述べた。[ 2 ]