周成康_广义相对论学习心得
我看“广义相对论”_初一议论
我看“广义相对论”
我看“广义相对论”
E=MC2是爱因斯坦提出的“广义相对论”。
据说其中包含了两个意思：1、当物体速度达到光速时，物体内部的时间将停止；2、在引力场的作用下，光线将弯曲。
当这两个“定律”被发现出来时，世界被震惊了。
后来这两个“定律”被验证是正确的。
有人做了这样一个试验：他们做了两只极其准确的钟，其中一只放在宇宙飞船上，另一只放在实验室里，飞船绕地球飞行一圈后返回，结果那只闹钟比实验室那只慢了几分钟！
面对这个实验，我有一些想法：假如一个物质达到了光速，则物体内部的全部时间将会停止，那么在没有时间的情况下，300,000千米/秒的光将不会移动；由于只有速度，没有时间，路程也就等于零。
那光是怎样移动的呢？
在E=MC2中，另外一个内涵是“在引力场作用，光线将弯曲”。
比如黑洞，他具有强大的引力，任何物质都逃不过它的吸引，那我们的视网膜就接受不到任何从黑洞那儿发出的光线，自然也看不到黑洞了。
“相对论”证明了这一点。
那么，宇宙呢？假如飞船超过光速飞行，按理说飞船内部应该“时间倒转”，也就是说内部应该往飞船行驶方向相反的地方去，那么，飞船外壳会与飞船内壁发生磨擦，那么飞船会怎么样呢？
假如，可以利用“第一定律”，将飞船速度调成光速，使内部时
间停止，再继续飞行若干光年，那船上的飞行员就可以在飞船上呆上几百、几千个地球年了。
那人类是不是就可以实现“长生不老”的愿望了呢？。
人类何以拨动宇宙的琴弦——爱因斯坦广义相对论绽放百年有感
人类何以拨动宇宙的琴弦——爱因斯坦广义相对论绽放百年有感当代欧美思想史大家斯特龙伯格教授热情洋溢地写到“20世纪初，乔伊斯的杰作《芬尼根守灵夜》，就文字运用的精彩绝伦而言举世无双，与爱因斯坦物理学恰成双峰对峙，都难以逾越。
”1915年11月25日绽露的“引力场方程”（通称广义相对论），实为爱因斯坦奠基的现代物理学宫殿中最璀璨的明珠。
她的横空出世，把欧洲科技界，特别是天文物理数学领域自哥白尼时代激发出来的探索宇宙奥秘之热情引入到一个波澜壮阔、高潮迭起的新纪元。
正如探源博大精深中国哲学，如果不洞悉《周易》;寻找宇宙运行规律，如不明察爱因斯坦广义相对论引力理论，同样不可思议。
1905年，26岁的爱因斯坦以专利局最普通职员的身份，创立了光量子假说，解决了牛顿以来经典物理学无法解释的光电效应，（因此获得了1921年诺贝尔物理学奖）；同年5月他发表论文《论动体的电动力学》，独立完整地提出狭义相对性原理，物理学史称1905年为“爱因斯坦年”。
此后，爱因斯坦倾注10年心血，孕育、催生了广义相对论理论，将其研究推向了难以超越的巅峰。
爱因斯坦还第一个肯定光的波粒二象性，奠基量子力学诸多重大科学发现。
爱因斯坦不仅是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家，还是著名的国际反法西斯战士，也是人类核安全的积极推进者。
爱因斯坦是《时代周刊》1999年评选的“世纪伟人”之一。
20世纪20年代末，英国天文学家爱丁顿的实验成果（在太阳外缘发现了恒星位移大小在0.9秒到1.8秒间，这与爱因斯坦广义相对论理论的预言完全相符）鼓舞玻尔、玻恩、泡利、德布罗意、海森伯、薛定尔、狄拉克等一大批顶级科学家，众人拾柴点燃了量子力学之火，迎来了物理学的“黄金年代”：爱因斯坦殚智竭虑，志在建立描述引力和电磁力的统一场论；量子力学的日臻完善在已发现的引力、电磁力、强力（原子之间的作用力）、弱力（质子电子之间的作用力）四中力中，提出了将电磁力和弱力统一的标准模型。
学习广义相对论宇宙论的心得体会
学习广义相对论宇宙论的心得体会最近看完梁灿斌的微分几何与广义相对论教程中的宇宙论部分，果然比以前的学到的科普知识深了一层，下面就来写一段自己的小结体会。
先谈一下宇宙论的范围，以前总觉得好像研究宇宙中的东西就叫做宇宙论，但现在知道宇宙论研究的就是宇宙本身，如果研究其中恒星、黑洞之类的，还称不上的严格意义上宇宙论。
宇宙论有一条基本原理，就是宇宙在大尺度下是均匀与各向同性的，即使是星系（比如我们的银河系）乃至星系团，在浩瀚宇宙中也只是沧海一粟而已。
由宇宙学原理，我们可以选定各向同性参考系，并且知道宇宙的空间几何（三维）是常曲率的，因此只可能有球形、平直或者是双曲型的度规结构。
然而，我们还要考虑的宇宙四维时空结构，为此我们需要使用所谓的Robertson-Walker度规。
请注意，宇宙的时空并不是一个单纯的容器，而是与物质分布通过Einstein方程G=8πT相联系。
Einstein当年并不满意这个方程得到的动态解，特别增加了一项宇宙因子项Λ，通过求解修正的Einstein 方程G+Λg=8πT得到静态宇宙解，但遗憾的是这个解是不稳定的。
然而，关于宇宙因子Λ的讨论却是几经周折，当量子场论发现“真空不空”时就解释成了真空的能量密度，1998年的观测发现宇宙加速膨胀时又以Λ作为了主要原因。
借助于Robertson-Walker度规，可以对Einstein方程做一番复杂的推到，最后得到Friedmann方程，实际上宇宙论的讨论大都是从Friedmann方程出发的。
由Friedmann方程，我们可以得到两种极端情况，对于尘埃宇宙的能量密度ρ∝a^(-3)，而辐射宇宙（极早期）则有ρ∝a^(-4)，其中a是R-W度规中的尺度因子。
此外，Friedmann方程还引出了奇点问题，后来Penrose与Hawking断言了在相当宽容的条件下，奇点是不可避免的，这说明广义相对论与经典物理有着不相容的一面。
物理学家曾试图用量子力学的方法来消除奇点问题，但至今还没有公认的理论出现，幸运的是在大爆炸的Planck时间（约为10^(-34)秒）以后，广义相对论还是能够适用的。
读《广义相对论》有感
读《广义相对论》有感我接触广义相对论要追溯到高中时代了，记得当初，老师讲到经典力学、能量方程、首次提出了相对论的概念，在此之前，相对论对于我来说是一个遥不可及的存在，只知道他是爱因斯坦提出的一个伟大理论，之后，我特意阅读了广义相对论的文章，并有所得。
广义相对论是爱因斯坦于1916年发表的用几何语言描述的引力理论，它代表了物理学中引力理论研究的最高水平。
广义相对论将经典的牛顿万有引力包含在狭义相对论的框架中，并在此基础上应用等效原理而建立。
在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量动量张量直接相联系，其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程。
广义相对论有许许多多的研究分支，其中包括引力时间膨胀和引力红移、光线偏折和引力时间延迟、引力波、轨道效应、近星点的进动、轨道衰减、测地线效应和参考系拖拽、引力透镜、在天文学上，广义相对论亦有其突出的作用，其中，黑洞是我最感兴趣的话题。
广义相对论预言了黑洞的存在，即当一个星体足够致密时，其引力使得时空中的一块区域极端扭曲以至于光都无法逸出。
在当前被广为接受的恒星演化模型中，一般认为大质量恒星演化的最终阶段的情形包括1.4倍左右太阳质量的恒星演化为中子星，而数倍至几十倍太阳质量的恒星演化为恒星质量黑洞。
具有几百万倍至几十亿倍太阳质量的超大质量黑洞被认为定律性地存在于每个星系的中心，一般认为它们的存在对于星系及更大的宇宙尺度结构的形成具有重要作用。
在天文学上致密星体的最重要属性之一是它们能够极有效率地将引力能量转换为电磁辐射。
恒星质量黑洞或超大质量黑洞对星际气体和尘埃的吸积过程被认为是某些非常明亮的天体的形成机制，著名且多样的例子包括星系尺度的活动星系核以及恒星尺度的微类星体。
在某些特定场合下吸积过程会在这些天体中激发强度极强的相对论性喷流，这是一种喷射速度可接近光速的且方向性极强的高能等离子束。
在对这些现象进行建立模型的过程中广义相对论都起到了关键作用，而实验观测也为支持黑洞的存在以及广义相对论做出的种种预言提供了有力证据。
大学生《狭义与广义相对论浅说》读后感
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大学生《狭义与广义相对论浅说》读后感【一】《狭义相对论》我中学就有耳闻，那时候虽然什么都不懂，只知道《狭义相对论》是很厉害的理论，也让我体会到了世界的奇妙，宇宙万物的高深，启发了我对科普知识的浓厚兴趣。
简洁来说狭义相对论有两条原理1.所有的物理定律在各个不同的惯性坐标系中都相同2.光速恒定不变E=MC2(平方)是根据这两条原理得出的，只是狭义相对论的一部分简单的讲就是除了物理定律和光速任何物质都是相对变动的，包括时间和空间。
最让我印象深刻的就是狭义相对论的时空观，它让我对物质世界的理解又到了一种层次。
俗话说“覆水难收“意思是倒出去的水很难再收回来，时间也是这样，时间流逝了就很难再回来。
但是爱因斯坦的相对论彻底的推翻了这些俗语，当达到光速的时候就有可能做得到穿越时空。
这些观点衍生出来了很多推论和假设，最出名和最让人感兴趣的就是双生子佯谬问题。
一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。
爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。
许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。
如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。
在此只是用语言来描述一种最简单的情形。
不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。
我们的结论是，无论在哪个参考系中，B都比A年轻。
为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。
狭义与广义相对论浅说阅读随笔
《狭义与广义相对论浅说》阅读随笔一、相对论背景介绍在人类对物理世界的认识历程中，人们一直在寻求统一且符合逻辑的宇宙法则。
牛顿力学在很长时间内被认为是解释物质运动和相互作用的最好理论，随着物理学的发展和研究的深入，人们逐渐发现了某些难以解释的现象和问题，比如在微观领域的量子力学问题和高速运动情况下的理论问题。
这样的探索与研究为相对论的诞生奠定了基础，特别是在人类科技发展初期关于光速的追求，提出了新的时空观念。
由此产生的问题刺激了人们对时间和空间观念的反思，引发了科学界对物理学理论的一次重大革命。
在这样的背景下，爱因斯坦的相对论应运而生。
狭义相对论，首次打破了牛顿力学中的绝对时空观，提出了空间与时间的相对性。
它强调了宇宙的自然法则与物理定律在任何惯性参考系下都保持一致的特性，并以光速作为其核心参考量度标准。
该理论的核心思想是：物理定律在所有惯性参照系中都是等价的。
通过此理论我们得以对时间和空间的测量产生了全新的理解，在这一基础上构建的宇宙观让人们重新认识了时间和空间的相对性特征以及物体在高速运动下的物理表现。
这为后续研究开启了新的视角和路径，对于进一步推动物理学的进步有着不可磨灭的贡献。
而广义相对论则进一步扩展了狭义相对论的理论框架，引入了引力场和曲率空间的概念，揭示了引力是如何影响时空结构的。
广义相对论不仅解释了引力的一些现象，而且深化了我们对宇宙的认知和物质之间相互作用的理解。
因此这一理论自诞生以来引起了巨大的反响和研究热潮，进一步推进了物理学和人类对宇宙的认知进程。
相对论是一个融合了时间和空间观念、对运动规律和引力理论进行全面改革的重大理论体系。
在阅读过程中更是带来了无尽深思以及对自然的无限好奇及崇敬之感的提升。
二、狭义相对论详解在深入阅读《狭义与广义相对论浅说》狭义相对论作为全书的核心内容之一，引起了我极大的兴趣。
这一章节详细阐述了狭义相对论的基本原理和核心概念，为我揭示了时空相对性的神秘面纱。
广义相对论的学习总结
广义相对论的学习总结1.引言1.1前言经过过去一年对广义相对论的学习，基本对广义相对论的基本原理和运用有了比较完整的认识。
这篇文章是为了总结自己学习的体会，尽量用自己的语言谈谈对广义相对论的理解。
由于作者水平有限，也为了文章的简洁，所以省去数学推导，仅保留基本的数学公式和方法说明。
广义相对论是爱因斯坦一大理论成果，可以解释宏观世界一切物体的运动，可以在一切坐标系下运用，本身又保持了相当完美的对称性和简洁性。
随着空间探测技术的发展，广义相对论的许多结论都得到了证明，而广义相对论和量子力学构成了现代物理的两大支柱。
1.2导语在具体介绍广义相对论的内容之前，我想用自己的语言，对广义相对论的思想和研究问题步骤做一个小的总结和介绍。
总的来说，广义相对论是建立在四个假设之上，通过这四个假设，爱因斯坦认为惯性场和引力场等效，以及所有参考系的平权性。
然后爱因斯坦把引力场认为是一种几何效应。
是由于质量在空间上的分布不均匀，导致空间的空间扭曲。
在数学上，用张量来代表物理量，以满足物理规律在所有参考系下都成立。
用黎曼几何来刻画弯曲空间，联络来描述引力强度，曲率张量来描述空间弯曲，度规张量来描述引力势。
接下来便是构建场运动方程。
我们可以用惠曼的名言总结道：“物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。
”按照爱因斯坦的想法，引力是由于质量空间分布不均匀造成的几何效应。
所以爱因斯坦场方程左边应该是反映时空的几何性质的张量，右边是能动张量。
再继续利用能量守恒定律，便可以推出爱因斯坦场方程。
应用爱因斯坦的场方程，得到了很多新奇的结论和实验预言，并且以“水星进动”和“引力红移”为代表的实验验证了广义相对论的正确性。
广义相对论还预言了引力弯曲效应极大情况下黑洞的存在。
而广义相对论作为宇宙学的理论基础，特别是近几十年观测技术的进步，使得宇宙学建立起了相对完整的理论系统。
2.基本假设广义相对论建立在以下假设下。
2.1等效原理广义相对论用的是强等效原理。
狭义相对论观后感
狭义相对论观后感
狭义相对论这玩意儿，就像是宇宙给咱们人类出的一道超级烧脑的谜题，但一旦你开始理解一点，又觉得特别酷。
最开始接触的时候，我就感觉爱因斯坦他老人家简直是个穿越到过去的外星人。
时间和空间竟然不是咱们以前认为的那种绝对的东西，这就好比你一直以为地球是平的，突然有人告诉你，地球是个球呢，而且还在不停地转。
什么时间会变慢，长度会缩短，我当时就想，这不是在跟我开玩笑吧？
就说那个著名的双生子佯谬吧。
一对双胞胎，一个坐着接近光速的飞船去宇宙溜达一圈，回来后发现留在地球上的兄弟都变老了好多。
这事儿要是真发生在自己身上，那得多神奇啊。
你看，狭义相对论就这么轻易地把时间和空间像揉面团一样捏来捏去。
这让我觉得，我们平时所感受到的那种稳稳当当的世界，其实背后有着超级复杂又神奇的规律。
而且这理论还特别有个性，它要求你得抛弃掉一些传统的观念。
像速度的叠加不再是简单的一加一等于二了。
你在火车上跑，火车又在地上跑，你的速度可不是简单的两个速度相加，而是得按照狭义相对论的公式来算。
这就好像是宇宙给速度设定了一个“速度上限”，不能让你随便超光速，就像游戏里设定了等级上限一样，超有秩序感。
我还觉得狭义相对论像是一把特殊的钥匙，打开了通往一个超级神秘世界的大门。
它让我重新审视这个世界，那些平常看似平常的东西，像光线的传播、物体的运动，一下子变得充满了奥秘。
每次想到这些，就感觉自己像是一个小小的探险家，在这个由爱因斯坦揭示的神奇宇宙规则里探索，虽然脑袋有时候会被绕晕，但真的很有趣。
总之呢，狭义相对论就是那种让你越琢磨越觉得宇宙不可思议的理论。
爱因斯坦理论感悟心得体会(3篇)
第1篇一、引言爱因斯坦，一个享誉世界的科学家，他的理论改变了对宇宙的认知，对人类的发展产生了深远的影响。
自从20世纪初，爱因斯坦提出相对论以来，这一理论就成为了物理学界的焦点。
作为一位热爱科学的人，我对爱因斯坦的理论有着深刻的感悟。
本文将从以下几个方面谈谈我对爱因斯坦理论的感悟心得体会。
二、爱因斯坦理论的精髓1. 相对论相对论是爱因斯坦最为著名的理论，它颠覆了牛顿力学的绝对时空观，提出了相对时空观。
在相对论中，时间和空间不再是独立存在的，而是相互依存、相互影响的。
这一理论揭示了宇宙的本质，使人们对宇宙有了全新的认识。
2. 光速不变原理光速不变原理是相对论的基础。
它指出，在任何惯性参考系中，光在真空中的速度都是恒定的，不随光源和观察者的运动状态而改变。
这一原理打破了牛顿力学中速度叠加的规则，为相对论提供了坚实的基础。
3. 质能方程质能方程是爱因斯坦提出的又一重要理论。
它揭示了质量和能量之间的等价关系，即E=mc²。
这一方程揭示了宇宙中能量和物质的奥秘，为核能的利用奠定了理论基础。
三、爱因斯坦理论的启示1. 思维方式的转变爱因斯坦的理论启示我们，要勇于突破传统的思维方式，敢于面对未知的世界。
在相对论中，爱因斯坦打破了牛顿力学的束缚，提出了全新的时空观。
这要求我们在面对问题时，要敢于挑战权威，勇于创新。
2. 科学精神的追求爱因斯坦的理论体现了科学精神。
他坚信科学的力量，敢于提出新观点，勇于探索未知领域。
这种精神值得我们学习，无论是在科学研究还是生活中，都要秉持科学的态度，追求真理。
3. 人类对宇宙的认识爱因斯坦的理论使我们更加深入地认识到宇宙的奥秘。
相对论揭示了宇宙的相对性，使我们对宇宙有了全新的认识。
这启示我们，要不断拓展自己的视野，勇于探索未知的世界。
四、个人感悟1. 爱因斯坦的理论让我明白了科学的魅力。
它不仅揭示了宇宙的奥秘，还启发了我们的思维方式。
在学习过程中，我感受到了科学的严谨和美妙。
学习广义相对论心得体会
学习广义相对论心得体会著名美国物理学家奥本海默(J. Robert Oppenheimer, 1904-1967)。
在为纪念爱因斯坦逝世十周年而撰写，后被收录于爱因斯坦诞辰100。
周年纪念文集《爱因斯坦——。
世纪文集》(Einstein: A Centenary V olume)。
的题为“。
论爱因斯坦”(On Albert Einstein)。
的文章中，就写过一段与英菲尔德的回忆有异曲同工之意的文字：量子的发现必定会以这种或那种的方式出现……。
对没有任何信号能运动得比光更快的含义的深刻理解也必定会出现……。
直到今天仍未被实验很好证实的广义相对论则除他以外，在很长很长时间内都不会有人能提出，１９５５年，物理学家玻恩在一次报告中评价道：“对于广义相对论的提出，我过去和现在都认为是人类认识大自然的最伟大的成果，它把哲学的深奥、物理学的直观和数学的技艺令人惊叹地结合在一起，”１８９７年发现电子的英国物理学家汤姆逊说：广义相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，创立相对论量子力学的英国物理学家狄拉克说：“广义相对论也许是人类曾经作出过的最伟大的科学发现。
”广义相对论对时－空连续区作了更深入的分析，理论的有效性不再限于惯性坐标系，分析了引力问题，并且建立了引力场新的结构定律，它迫使我们去分析几何学对描写客观世界的作用，它把引力质量和惯性质量的相等看成是必不可少的，而不像在经典力学中那样把它看成是无关紧要的，广义相对论的实验结果只与经典力学的略有不同，凡是能够进行比较的地方，它都经得起实验的考验，而这个理论的好处在于它内在的一致性和基本假设的简单性，在广义相对论中指出，如果考虑到物体的万有引力，一个惯性参照系只能适用于一个非常局部的范围，不可能适用于大的范围，或全宇宙，如果对于描写一个局部范围中的物体来说，某一参照系是惯性的那么对其他范围中的物体运动而言，它一般就不再是惯性的，为了描写在一个大范围中的运动，对不同局部范围要用不同的惯性参照系，物体之间的引力的作用，就在于决定各个局部惯性系之间的联系，用几何的语言来说，各个不同的局部范围的惯性参照系之间的关系，可以通过space-time曲率来规定，引力的作用就在于使空时变成弯曲的，而不再是经典力学中的无限延伸的欧几里得几何的绝对空间，也不再是经典力学中的无限延伸的闵可夫斯基空间，总之，在广义相对论中，space-time的性质不是与物体运动无关的，一方面，物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它另一方面space-time的性质也决定于物体及其运动本身。
广义相对论及其实验证明
⼴义相对论及其实验证明懂相对论之从弯曲空间的⼏何开始爱因斯坦1905年提出的狭义相对论（平直时空理论）⽤狭义相对性原理代替伽利略相对性原理，即所有动⼒学⽅程式都要在洛伦兹坐标变换下保持形式不变。
⽜顿⼒学第⼆定律很容易修改得满⾜这种要求并且已经纳⼊狭义相对论的第⼀篇论⽂之中。
但是，⽜顿万有引⼒定律却很难修改成平直时空中的引⼒理论。
为此，爱因斯坦经过⼗年的不懈探索最终以⼴义协变原理和局部等效原理为基础于1915年建⽴了弯曲时空的引⼒理论即⼴义相对论（1916年发表）。
本图来⾃百度图⽚⼴义相对论的引⼒场⽅程是引⼒势的⾼度⾮线性⽅程；在没有外⼒（引⼒除外）的情况下物体在引⼒场中沿测地线运动（也就是满⾜弱等效原理的⾃由落体运动）；在弱场和低速近似下⼴义相对论近似为⽜顿引⼒和⽜顿⼒学第⼆定律。
本⽂将简要介绍⼴义相对论的两个基本假设和各种预⾔及其实验检验，例如：⼴义协变原理、等效原理、磁型引⼒（或说引⼒磁场）效应、时钟变慢与引⼒红移、引⼒波、光线偏折（引⼒透镜）、⾏星近⽇点进动、雷达回波的时间延迟、中⼦星、引⼒塌缩与⿊洞、⿊洞热⼒学与霍⾦辐射、⼤爆炸宇宙模型、计算（数值）⼴义相对论、量⼦引⼒，等等。
虽然⼴义相对论已被普遍接受，但是⼴义相对论还存在⼀些理论困难，例如，爱因斯坦引⼒场⽅程的许多严格解难以找到物理解释；⼴义相对论的量⼦化（量⼦引⼒）问题难以解决，等等。
因此，物理学家对⼴义相对论的理论基础、重要预⾔和理论困难从理论与实验两个⽅⾯多年来进⾏了深⼊的探索，取得了长⾜的进展。
⼴义相对论有两个基本假设：⼴义协变原理和（局部）等效原理。
⼴义协变原理是说⼀切物理定律的⽅程式在⼴义时空坐标的任意变换下保持形式不变。
我们把这个原理同狭义相对性原理做个⽐较：两者都是对构造动⼒学⽅程式添加的⼀种限制，即狭义相对性原理要求⼀切物理定律在洛伦兹变换下保持不变；⼴义协变原理要求⼀切物理定律在⼴义坐标的任意变换下保持不变。
但是洛伦兹变换是物理时空坐标的变换⽽⼴义坐标没有直接的物理意义；⽽且狭义相对性原理不引⼊任何相互作⽤⼒，但是⼴义协变性代表了引⼒效应。
周楚惟_广义相对论课程总结
2
(1) (2)
可是上述直接的坐标变换操作，未免过于繁琐，且缺少技术含量。经过本课 程的学习，对流形相关的几何知识有了更深的理解后，我们可以用更高级的工具 来简化坐标变换后拉普拉斯算符的推导过程。首先把弧长写成协变的张量缩并形 式，
x x x ds 2 dx 2 dy 2 dz 2 1 dx1 2 dx 2 3 dx3 x x x
(4)
由此可见，度规具有 Jacobian 行列式的性质，我们知道标量的微分是矢量， 度规就可看成坐标微分矢量所组成的张量；基于这些性质，我们可以用度规把 以前的一些几何语言重新描述，如不变积分体元等。 其实早在学习张量密度和不变积分测度之前，我们已经接触过不变积分体元了。 最早可以追溯到高数的三重积分，对于有界闭域上的积分变换
v
是全反对称张dx dx ，则
v v
Df
1 A ; Av; dx v dx ，其中 A ; Av; 就定义为矢量场 A 的旋度。同 2
v
理 dx dx dx dx dx dx 也为全反对称张量，则张量场 F 的旋度为
g j j fi gi j f j fi j g j f j j gi g f f g g f f g i
故上述公式可验证。
引入 Levi-Civita 张量密度描述旋度后，还可以简化很多过程，如求 3 rotation
广义相对论课程总结
周楚惟 13342110 这门课程是我的毕设导师——张宏浩教授开设的广义相对论。按以往经验，张教授讲 课风格凝练意赅，其实很适合有过相关课程学习经验的同学进修。我在大三的理论物理国 际班修过客座教授 T.Harko 的广义相对论和宇宙学简介，所以很有幸在大四能带着“温故” 和“知新”的视角，来修读这门课程。 我对微分几何方面的知识比较感兴趣，选全息纠缠熵作为毕设课题，一部分原因也基 于此。所以在该课程的学习中，我也对张量密度的协变导数、梯度、旋度、散度这部分章 节比较敏感。不论知识点大小简单与否，我喜欢的是新的阐释方式。 1. Levi-Civita 张量密度
从爱因斯坦到霍金的宇宙观后感
从爱因斯坦到霍金的宇宙观后感在探索宇宙的漫长历程中，从爱因斯坦到霍金，这两位伟大的科学家都为我们揭示了宇宙的奥秘，引领我们进入了一个全新的宇宙观的时代。
他们的贡献不仅仅是科学上的突破，更是对人类思维方式的巨大冲击。
通过学习他们的学说和研究成果，我不禁感叹万物皆有可能，宇宙仍然存在着无数未知的谜题等待着我们去解开。
首先，让我们聚焦在爱因斯坦的相对论上。
相对论的提出是一次科学史上的巨大突破，让人们重新认识了时间、空间以及引力等概念。
尤其是狭义相对论，给人们带来了时间和空间的相对性，彻底颠覆了牛顿力学的经典观念。
而广义相对论更是让人们认识到引力的本质，认识到物质和能量如何影响宇宙的曲率。
爱因斯坦的宇宙观告诉我们，宇宙是一个动态的整体，物质和能量的分布决定了时空的结构，这种结构又反过来影响物质和能量的运动。
这种相互作用构成了宇宙的基本规律。
爱因斯坦的理论为宇宙带来了新的理解，但同样也带来了新的问题。
例如黑洞，这是相对论的一个重要预言。
爱因斯坦的方程组表明，在某些特定的条件下，物质的密度和引力会形成一个密不透光的区域，使光线不能逃离其中。
这就是著名的黑洞现象。
黑洞对于宇宙进一步的探索意义重大，因为它们可能是宇宙中最奇特的天体之一，也是宇宙中到达极限情况的产物。
然而，直到今天，我们对黑洞的本质仍然知之甚少。
我们不知道黑洞的内部是什么样的，也不知道黑洞是如何形成的，这些谜题依然困扰着科学家们的思维。
而霍金则在黑洞研究的基础上，做出了更深刻的思考。
在霍金的宇宙观中，黑洞并非彻底的终结，而是一个巨大的“事件视界”，在这个边界之内的一切都无法逃脱，但在这个边界之外的可能是另一个宇宙。
这个观点被称为“黑洞边界宇宙论”，它在某种程度上将相对论和量子力学结合起来，提出了黑洞内部也存在量子效应，进一步拓展了我们对黑洞的认识。
在霍金的宇宙观中，时间也像空间一样，是一个维度。
这使得宇宙的起源成为一个更加复杂的问题。
根据“宇宙起源的无边界定律”，霍金认为宇宙的边界是一个没有时间概念的处境，也就是说，在宇宙的起源时刻，时间本身也随之消失。
一篇关于广义相对论科普的民科文
一篇关于广义相对论科普的民科文1.之所以是民科文，是因为“我相信我是对的”，但是我又拿不出完整的逻辑链，这种行为常被喻为民科的蜜汁自信。
本来是想搞狭义相对论的。
指指点点，画图会引起一些人的不满，但也无可奈何，因为都是些初等的知识，简单的逻辑。
他们不再生气找不到逻辑错误，只能哼哼唧唧。
按道理，有哼哼声，也应该有嗯嗯，哦哦，哦哦，然后还有聪明的人才爬上山来看。
而鹅，经过两年多的思辨辩论，嬉笑怒骂，往往被当成苍蝇。
顺其自然，给自己灌个大鹅，强硬起来！第一次说狭义相对论的时候，我是在为相对论辩护，只是话有点直白。
说没有看透狭义相对论，对大多数人来说是一种耻辱。
但是简单的推导过程摆在那里，我认为相对论是正确的，所以无论从立场上还是逻辑上，他们都别无选择，只能露出狰狞的面目。
我学不会广香。
强求的话，难免会犯一些错误，何必呢？请不要做一个好的激励者。
有了这样的机会，一个门外汉可以吹嘘自己擅长什么，也可以在舞台上观看表演。
2.废话说了不少，言归正传。
话说不是早有一众武林高手、名门大师登凌绝顶，论华山剑，破碎虚空，解开了宇宙的真相嘛——“弯曲时空” ！嗯，嗯，事情就是这么个事情，情况就是这么个情况。
不过事情还得看具体的事情，情况还得看当时的情况。
我们不说科学研究，单从科普角度来讲，狭义相对论说的“尺缩钟慢”，就不如说“时空交叉”更容易理解，参见我的其它文章。
而广义相对论用“弯曲时空”来进行科普，不如说“时空穿越”更直观。
在与某网友交流时，我是这么说的，【“平直时空”和“弯曲时空”并不是一个好的科普词汇，严谨些说，狭义相对论描述的是“均匀时空”，广义相对论描述的是“非均匀时空”。
但这些词均未触及本质，不如说“时空平行”、“时空交叉”和“时空穿越”更显得直观。
】，这个回复中，“但这些词均未触及本质”，这句话如果细细追究，的确是说的欠妥，其它还算中规中矩。
到了该同学的地盘，就得听他的：【均未涉及本质是吧？那你告诉我Riemann curvature tensor 与你所谓的时空（manifold)上的dual vector作用非零时，所包含的那些不“交叉”的时空（就是manifold ）该怎么叫？line element 没有定义，metric 没有定义，还谈时空穿越？还有Killing vector field 、geodesic 你是否清楚呢？】篇幅原因，其它内容就不贴了。
民科学习广义相对论一点体会
民科学习广义相对论一点体会czd因为爱好，民科当然有权选择做学问。
要点在于：不断学习知识，始终摆正心态。
对民科而言，相对论不可谓不难。
狭义相对论难在理解，广义相对论难在数学。
狭相但就数学工具而言，非常初等，但想理解其种种怪异的结论就难了。
广相的结论美妙而易懂，但掌握其繁奥的数学就难了。
不过我觉得，广义相对论入门，并不像有些人说的那么难。
首先我要强调，有些学问，不宜靠自学，只能靠教学。
广相主要数学工具之一张量分析，就是典型例子。
一个指标轮转，怎么也看不明白，老师一点拨，原来很简单。
学习张量分析，类似的受挫几回，你会很受伤,事倍功半事小，怕只怕事倍而功废。
还好，学习广相，现有的网络资源够了。
北京师范大学的赵峥教授和他的弟子刘文彪教授有本《广义相对论基础》是很好的学习教材，而且超星学术上有他们相应的授课视频。
课程基本能自给自足，不需要先攻下张量分析和黎曼几何。
两个人的授课，还是老板赵峥的课更高明，因为他穿插了许多他自己做研究的心得体会和研究方法，并对广义相对论当前存在的疑难未决问题给出了自己的看法，看完你收获的不仅是知识，还有方法，也许还有方向。
刘文彪教授的视频的我看了一遍，篇幅较短，推导略粗，有张量分析和黎曼几何基础，又想快入门的人可以选择。
赵峥教授的视频，我看了四遍。
第一遍粗看，大部分没搞懂。
第二遍精看，不要一味求快，许多公式必须停下来推导。
张量分析不是很难，但是很繁，不亲自去推，你永远掌握不了那些指标是怎样转来转去的。
第三遍你会觉得广义相对论不过如此，难是难，但是可以被理解。
给你爱因斯坦方程，你也可以沿着书上的思路推导出物质运动方程，也可以得出史瓦西解，尽管是抄袭，这也是件值得骄傲的本领。
第四遍呢，带着自己的想法疑问去看，对任何一门学问都不必太迷信，既然广相有它解决不了和还没解决的问题，你就可以给出自己的看法观点。
思辨地听完这一遍，你发现你真的有一些东西要写，对不对不知道，但它是自己的东西，独创的东西，是不外行的东西。
相对论书本观后感
相对论书本观后感读相对论的书就像是一场超级刺激又有点晕头转向的冒险。
刚开始接触相对论的时候，我感觉爱因斯坦就像是一个来自外太空的智慧生物，给地球人抛来了一个超级复杂的思维炸弹。
狭义相对论里说什么时间和空间是相互关联的，这可真把我之前的认知搅得乱七八糟。
就好像以前我觉得时间是一个超级古板的老头儿，按照固定的节奏滴答滴答走，空间呢，就是一个安安静静的大盒子，东西就在里面摆着。
结果爱因斯坦一来，告诉我们时间这个老头儿和空间这个大盒子居然是手拉手的好伙伴，还会根据不同的情况改变自己的状态。
比如说，当物体运动速度快到一定程度的时候，时间就会变慢，空间就会收缩。
我当时就想，这要是我坐着一艘接近光速的飞船去旅行一圈回来，地球上是不是都已经过了好几百年了，我岂不是成了来自过去的“古人”？这就像科幻电影里演的一样，不过这可是有科学依据的啊！广义相对论更是让我惊掉了下巴。
爱因斯坦说引力不是一种力，而是时空弯曲的表现。
我就想象时空像一块巨大的、柔软的橡胶膜，有质量的物体就像一个个小铁球放在这个橡胶膜上，把橡胶膜压出了一个个凹陷。
小的物体在这个凹陷周围运动，就好像被大物体“吸引”了一样。
这个想法真是太奇特了，感觉爱因斯坦直接打开了一个通往宇宙奥秘的新大门。
不过这也让我意识到，我们平常看到的、感受到的所谓“常识”，在宇宙这个大尺度下可能完全不是那么回事儿。
读相对论的书还让我特别佩服爱因斯坦这个人。
他是怎么想出这些东西的啊？是不是他的大脑结构和我们普通人不一样？他能突破当时人们的思维局限，凭借着自己超强的想象力和数学能力，构建出这么一个全新的理论体系。
而且这个理论在一开始提出的时候，肯定有很多人觉得他是个疯子吧。
但是后来的科学研究不断地证明了相对论的正确性，从水星的轨道进动到光线在引力场中的弯曲，都像是相对论这个超级理论的一个个精彩的小实验验证。
这本书也让我深深地感受到了自己的渺小和人类知识的无限性。
相对论里还有很多东西我都似懂非懂，那些复杂的数学公式就像一个个神秘的咒语，我能大概明白它们的意义，但是要想真正搞清楚里面的每一个细节，感觉自己还得再修炼个几百年。
2024年时间简史读书心得(2篇)
2024年时间简史读书心得暑假时，我饶有兴趣的简读了一本畅销全世界的科学著作—《时间简史》，其作者是当代著名的宇宙学家、理论物理学家-斯蒂芬?威廉?霍金。
这本科学著作可以说的上是将爱因斯坦的《广义相对论》和量子力学结合的最完美的一本书，出这点之外，此书还详细的阐述了黑洞效应和大爆炸及宇宙奇点问题。
倘若这本书以数学公式、证明过程和科学术语为主，那么我认为它不可能这么畅销全世界。
这本书正是以它通俗的语言文字、幽默的插图、强有力的论证过程和独特的思维方式将读者带入广漠无垠的宇宙，去体会黑洞边缘的神秘，去感受大爆炸的壮阔，发人思考，引人入胜。
《时间简史》的重点就是概述黑洞和宇宙奇点大爆炸理论，它从爱因斯坦的相对论开始一步一步的探讨，补充了广义相对论中的一些不足。
作者认为宇宙是从一个密度、时空曲率无限大的奇点通过大爆炸而开始的，在大爆炸中，物质的温度非常高。
在随后过去的一秒钟中，宇宙的温度急剧下降，下降到大约____亿摄氏度，于此同时也在不断地膨胀，就使得正电子和反电子(带正电荷的电子)互相碰撞以此湮灭，并释放出大量光粒子，来维护宇宙的平衡。
到了后来，得以有强力的作用从而使物质不断聚拢，聚拢，这就形成了古老的星球和星际物质。
我们的地球，也是通过这样的物质聚拢才形成的。
而书中的另一伟大成就是对黑洞的研究，黑洞最开始是爱因斯坦在《相对论》一书中作出的一个预测，他假设如果存在一空间的曲率非常大，物体的逃逸速度非常快，快到连光也不能逃离这样的空间。
那么这样的空间可以称之为“黑洞”。
但他认为既然连光也不能逃离黑洞，那么我们也无法观测到它，它名副其实是一个非常黑的洞。
但霍金结合了爱因斯坦的相对论和量子理论后提出：黑洞其实不“黑”，它可以放射出正反粒子，而且它还有这很高的温度。
正因为它放射出的正反粒子互相湮灭了，所以我们很难观测到它。
黑洞以极高的速度放射能量，当能量耗尽时则会向宇宙大爆炸那样从一个奇点发生强烈的爆炸，并在宇宙中消亡。
广义相对论的学习
著名的物理学家约翰·惠勒是这样总结广义相对论的：“物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。
”前半句概括了爱因斯坦场方程，而后半句则概括了运动方程。
它还有个独特之处，利用场方程能推导出运动方程，这在其它场都是没有的。
这句话也是普通大众对广义相对论的理解：物质会导致时空弯曲。
事实上，我们的学习欲望不止于此，我们还想学会如何进行广义相对论计算。
但是，自学太难了，书本上那些张量的计算足以绕晕我们的脑袋，而且有些步骤还省略了，这让原本数学基础差的同学雪上加霜。
那么，该如何入门呢？
在这里，我推荐北师大赵峥教授的广义相对论教学视频。
为什么推荐他的视频，我觉得有以下几点。
第一，这个课程本来就是广义相对论入门课程；第二，数学基础教学非常细心，每一步都有清晰的步骤；第三，相较于国内外其它视频，非常适合我国学生自学。
时间常数，解开宇宙奥秘的终极钥匙？
时间常数，解开宇宙奥秘的终极钥匙？在上篇文章《宇宙也许只是大型粒子对撞机里的一个基本粒子》里，笔者提出宏观时间、微观时间以及时间常数的概念，认为在微观尺度上，电子、原子核等仍然是一个个球体，按照经典物理学定律在运行，对此不少朋友提出了批评。
因为自从科学家们发现广义相对论和量子力学在微观粒子世界不可调和的矛盾后，更加复杂的超弦理论已经发展得如火如荼，大有成为一统宇宙的万物理论的势头，基本粒子已经被描绘成一根根振动的琴弦，整个宇宙就是无数琴弦合奏的交响，弦就是构成物质的最基本单元，物质世界继续向下划分的道路已经终结，那种认为基本粒子是球形的想法已经被扫进幼稚可笑的胡思乱想中了。
但世界真的是这样的吗？首先，超弦理论仍然只是众多科学家们的猜想，要想用实验验证弦的存在仍是不可企及的幻想，人类的任何装置在可以想见的将来，都无法深入企及到弦这一尺度，对它的直接验证仍然遥遥无期。
其次，弦不符合我们普遍认知的完美球体这一概念，在宏观世界，星球在引力作用下逐渐变成球体，形成最稳定的结构，在微观世界，也没有理由不这样发展。
相对论的时空弯曲应该适用于整个宇宙空间，只是在微观尺度一定有什么东西我们还没有认识到，以致出现了差异。
这个没有认知到的东西也许就是时间。
在现代科学研究中，由于无法直观地感受，我们仍然没有把时间作为一个标准的可以像长宽高一样量度尺寸的物质特性参数，或者说没有时时刻刻意识到这一点，导致我们用更复杂的猜想去认识微观、宏观世界及整个宇宙时空。
（徐德文原创文章，转载请勿去掉作者姓名）在宏观尺度上，我们用毫米、厘米、米、千米、光年度量空间，用秒、分、时、年度量时间，从而推导出宏观世界的物理规律，了解宏观世界的物质运行状况。
但在微观尺度上，虽然我们把空间尺度的度量单位缩小了，因为这是显而易见的，但在时间尺度上，我们却并没有从微观尺度来看待时间，而是依然用宏观尺度的时间去观察，或者说思考微观世界，从而导致微观世界的失序，但这并不是微观世界失序，而是我们的思维失序。
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广义相对论学习心得
理论物理周成康
学号16212289 张宏浩老师您好，我是选修了您的广义相对论的硕士生周成康，首先谢谢您在广相课程中的付出的劳动。
我的导师是姚道新老师，方向是关联电子体系的蒙特卡洛模拟。
虽然方向与广义相对无关，但是基于兴趣选择了广义相对论的课程。
很高兴选修了张宏浩老师的广义相对论的课程，本人本科只是一般院校，基础一般，不能说得上好，所以刚开始听的几堂课都比较吃力，但老师您的课幽默不失风趣，是我能够坚持听下来，对广义相对论与黎曼几何有了一定程度的了解。
广义相对是描述物质间的引力相互作用的理论，将引力与时空的变化相联系起来，而描述时空变化的工具是黎曼几何和张量分析。
黎曼几何相对于欧几里的几何的优势在于，在描述同样的空间扭曲时，不需要引入额外的维度来描述，例如描述二维曲面时，在欧氏几何需要三维空间才能表达，但是在黎曼几何却只需要同样的二维表达。
这意味着分析广相时，使用黎曼几何能有效简化过程，只利用最少的维度便可以表示清楚。
在广义相对论理论体系中，基本假设包含以下几点：1，等效原理：爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。
这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上。
根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。
物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。
测地线方程与物体自身固有性质无关，只取决于时空局域几何性质。
而引力正是时空局域几何性质的表现。
物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。
正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走；2，广义相对性原理：物理定律的形式在一切参考系都是不变的。
该定理是狭义相对性原理的推广。
在狭义相对论中，如果我们尝试去定义惯性系，会出现死循环：一般地，不受外力的物体，在其保持静止或匀速直线运动状态不变的坐标系是惯性系；但如何判定物体不受外力？回答只能是，当物体保持静止或匀速直线运动状态不变时，物体不受外力。
很明显，逻辑出现了难以消除的死循环。
这说明对于惯性系，人们无法给出严格定义，这不能不说是狭义相对论的严重缺憾。
为了解决这个问题，爱因斯坦直接将惯性系的概念从相对论中剔除，用“任何参考系”代替了原来狭义相对性原理中“惯性系”；3，引力质量与惯性质量：人们做了许多实验以测量同一物体的惯性质量和引力质量。
所有的实验结果都得出同一结论：惯性质量等于引力质量(实际上是成正比,调整系数后,就变成"等于"了,这么做是为了方便计算)，牛顿自己意识到这种质量的等同性是由某种他的理论不能够解释的原因引起的。
但他认为这一结果是一种简单的巧合。
与此相反，爱因斯坦发现这种等同性中存在着一条取代牛顿理论的通道。
广义相对不但是人们对时空与引力的认识跨入一个新的高度，同时也预言了许多新的现象和结论，包括引力波，引力透镜效应等。
引力波随着LIGO成功测得，成为时下热词。
在爱因斯坦的广义相对论中，引力被认为是时空弯曲的一种效应。
这种弯曲是因为质量的存在而导致。
通常而言，在一个给定的体积内，包含的质量越大，那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。
当一个有质量的物体在时空当中运动的时候，曲率变化反应了这些物体的位置变化。
在某些特定环境之下，加速
物体能够对这个曲率产生变化，并且能够以波的形式向外以光速传播。
这种传播现象被称之为引力波。
当一个引力波通过一个观测者的时候，因为应变(strain)效应，观测者就会发现时候时空被扭曲。
当引力波通过的时候，物体之间的距离就会发生有节奏的增加和减少，这个频率对于这了引力波的频率。
这种效应的强度与产生引力波源之间距离成反比。
绕转的双中子星系统被预测，在当它们合并的时候，是一个非常强的引力波源，由于它们彼此靠近绕转时所产生的巨大加速度。
由于通常距离源非常远，所以在地球上观测时的效应非常小，形变效应小于1.0E-21。
科学家们已经利用更为灵敏的探测器证实了引力波的存在。
目前最为灵敏的探测是LIGO，它的探测精度可以达到1.0E-22。
更多的空间天文台(欧洲航天局的eLISA计划，中国的中国科学院太极计划，和中山大学的天琴计划)。
另外，在您的课堂上还学习使用了mathematics 软件使用，学会利用软件计算简单的张量分析。
最后，谢谢老师的遵遵教诲，对这门课程付出的劳动。