想徹底搞明白廣義相對論,必須看一遍微分幾何嗎?

時間 2023-05-21 11:00:06

1樓:大馬

狹義和廣義相對論是經典物理的集大成之作,量子力學才是乙個嶄新的世界。這麼說絲毫沒有貶低愛因斯坦的意思,他是我心中最偉大的物理學家。 另外,相對論和量子力學的研究範圍不同,沒有可比性。

相對論研究的是「巨集觀、大尺度、高速、大質量、強引力」,而量子力學研究的是「微觀、小尺度、小質量」。在目前的物理學中,相對論和量子力學至少有乙個是不完備的。因為在「小尺度、大質量」的環境下,必須同時應用相對論和量子力學。

但是這兩個理論是矛盾的,放在一起計算就會出現災難性的無窮大。歸根結底,相對論的時間結構是平滑的、連續的,而量子力學的時空結構是不平滑、不連續的,越是小的空間越是充滿了「惠勒泡沫」。 如果說「最尖端」的話,你忘記了「弦論」和「m理論」,這恐怕是最有前途的理論了。

追問 弦論中有量子力學成分,實際上量子力學完全是人的臆測,一點不符合理性。所以我說,只要以量子力學的知識企圖統一四種相互作用力的結論,都是不合理性的。愛因斯坦後半生對於統一場論的研究,符合理性,沒有加入量子力學成分,然而他沒有完成。

弦論等等理論我早就聽說了,一點也不複雜而且我覺得完全是胡扯。廣義相對論才是符合人的理性的頂尖知識,其他理論還只是臆測。

2樓:摯懷互

相對論是關於時空和引力的基本理論,主要由愛因斯坦(albert einstein)創立,分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設是光速不變原理,相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。

奠定了經典物理學基礎的經典力學,不適用於高速運動的物體和微觀領域。相對論解決了高速運動問題;量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的「常識性」觀念,提出了「同時的相對性」,「四維時空」「彎曲空間」等全新的概念。

3樓:匿名使用者

科學家是為人類的進步探索宇宙人生,網際網路時代人人都可以用實踐檢驗,如果是正確的可以堅持,錯誤的話可以改正。 也許愛因斯坦的時代沒有發現統一四種物理力的公式,與當時的數學水平有一定的原因,也許整體數學和整體數學公式,z=syw是網際網路時代在中國發生的奇蹟,整體數學公式和過去任何數學公式不同的是整體數學公式也是整體宇宙學定律,宇宙可能來自真空量子起伏,所謂可觀測宇宙的外面就是真空,真空與可觀測宇宙是一體的,能夠啟發人們對宇宙人生的理解,例如:根據整體宇宙學定律發現第五種力是宇宙整體動態平衡力!

想徹底搞明白廣義相對論,必須看一遍微積分嗎?

4樓:沉夜孤星

如果說,廣義相對論與標準方程描述的是宇宙的某些特殊方面,那麼其他一些方式則適用於所有情況,比如微積分基本定理方程。

該方程式堪為微積分學的肱骨理論,並且把積分與導數這兩個微積分學中最為重要的概念聯絡在一起。「簡單地說,它表述了某平滑連續變數的淨變值,比如其在特定時間內走過的距離,等於這個量變化率的積分,即速度的積分。」美國福特漢姆大學數學系主任馬爾卡納·布拉卡洛娃-特里維西克說。

微積分基本定理讓我們能夠在整個間隔變化率的基礎上,測算某一間隔的淨變值。」

說到微積分,實際上早在古代該學科的萌芽就已經開始萌發,直到17世紀時最終由伊克薩·牛頓整理成科,並開始將其應用於描述行星圍繞太陽的運動規律。?

5樓:

只懂微積分遠遠不夠。理論物理專業最最基礎的四門數學課程:《高等數學》、《線性代數》、《復變函式》、《數學物理方程》。

當然,只懂這四門最最基礎的數學課程對學習理論物理而言依然遠遠不夠。如果你能夠精通廣義相對論,那麼理論物理專業應該學得差不多了。

6樓:莫培督原理

恕我直言,看了微積分你也看不懂廣義相對論……廣義相對論還涉及微分幾何,張量分析。

7樓:一混沌一

微積分是基礎中的基礎,還有要線性代數、微分幾何、群論等數學基礎。

8樓:匿名使用者

不知道你指的搞明白是什麼意思,如果指大概明白主幹內容的基本概念,並在某個相關領域具有一點點研究能力,肯定需要一點微分幾何,但是肯定不用「看一遍微分幾何」,這裡說的「看一遍微分幾何」指找一本專門的《微分幾何》數學教材看一遍。

數學和物理的研究興趣是不一樣的,就算看完一本很厚很專業的數學書,回到物理問題中也會感覺根本用不上(甚至記號都往往不一致,初學的時候會很麻煩),這樣還不如直接做數學。一般來說廣相教材裡會有必要的微分幾何知識,有的多些並且稍數學些(比如梁燦彬,wald)有的少些物理些(比如sean carroll),只能說大致涵蓋了「微分流形」的最基礎的內容,但如果只是學廣相最基本的內容就足夠了。當然如果要進一步深入,或許在不同的領域需要看更多不同的數學,但也是需要什麼看什麼(比如可能涉及很專門或偏門的數學理論,基本的數學教材裡不會寫到的),沒必要一開始就啃一本數學書。

當然,以上的說法只對應一般初學者,達到字面理解的程度,天才或大牛的視界就不懂了。

微分幾何入門與廣義相對論的介紹

9樓:茄子

《微分幾何入門與廣義相對論》是2006年科學出版社出版的圖書,作者是梁燦彬,周彬,申文斌,寧津生晁定波。

在《微分幾何與廣義相對論》定理:p

10樓:網友

就是求導。

令a = g_ dx^/dt, b= \delta x^, 用 a' 表示 d/dt( a)

那麼第乙個藍線就是因為。

ab' =ab)' a'b

微分幾何入門與廣義相對論的內容簡介

11樓:廖長興

本書(上冊)共10章。前5章講授微分幾何入門知識,第6章以此為工具剖析狹義相對論,第7~10章介紹廣義相對論的基本內容。本書強調低起點(大學物理系本科2~3年級水平),力求化難為易,深入淺出,為降低難度採取了多種措施。

本書適用於物理系高年級本科生、研究生和物理工作者,特別是相對論研究者。不關心相對論而想學習近代微分幾何的讀者也可把本書前5章作為入門階梯。

微分幾何學的廣義相對論的產生及其對幾何學的影響

12樓:生念雙

所描述,其中x4=сt,с是光速,t是時間。這種具體形式是閔科夫斯基空間,或稱閔科夫斯基四維時空,簡稱四維時空,它是洛倫茨流形中的乙個特例。 廣義相對論採用的是洛倫茨流形,這時ds2是非正定的,它的特點是在任何一點的小鄰域中和閔科夫斯基時空性質相近似。

引力論的基本問題是要說明質點在引力作用下的運動軌線問題,在廣義相對論中運動軌線為流形上類時(即「弧長」平方為負)的測地線,類時意味著質點的速度低於光速,測地線是變分 (7)所得微分方程的解。

愛因斯坦的引力場方程是乙個關於gij的二階偏微分方程 (8)式中rij 稱為里奇張量,是由gij的。

一、二階導數構成的,其中所確定;tij是描述物質分布的能量動量張量。特別,真空中的引力場方程由rij=0所表述。如果彎曲空間化為平直空間,則表示引力場不存在,這時質點作勻速運動。

愛因斯坦的廣義相對論的思想來自物理學的研究,但值得注意的是從歐幾里得幾何學到黎曼幾何學經歷了二千多年時間,而從閔科夫斯基時空到洛倫茨流形只經過十年時間,這是因為黎曼幾何學的張量分析已為此作了一切數學上的準備。愛因斯坦在建立廣義相對論的過程中得益於數學家m.格羅斯曼,在發展廣義相對論過程中他和é.

嘉當進行了許多的討論,d.希爾伯特也參加建立場方程的研究。 把黎曼幾何應用於廣義相對論時,列維-齊維塔平行移動的概念具有相當的重要性。

外爾在1918年的名著《時間,空間,物質》中引進了仿射聯絡的概念,它是黎曼流形中列維-齊維塔平行移動的推廣。在流形上可以用仿射聯絡作為出發點來定義平行移動和協變微分等結構,這樣,仿射聯絡就不必從黎曼結構來得出。外爾所給出的聯絡是無撓率的(即對稱的)。

流形上定義了仿射聯絡,就得到仿射聯絡流形。

嘉當在他的主要**《仿射聯絡流形及廣義相對論理論》(1923~1924)中給出仿射聯絡的權威性論述,並將仿射聯絡這一概念推廣到有撓率的情況。文中主要說明為什麼愛因斯坦引力論是牛頓引力論的推廣,後來他更進一步建立了各種聯絡理論,例如射影聯絡、共形聯絡等。

黎曼幾何還有另外的推廣,p.芬斯勒以一般出發建立了一種度量的幾何學,f只是dxj的正齊二次函式而不必要求它為二次型,也就是說gij除依賴於x之外,還是dx的正齊0次函式。對這種空間也引進了聯絡、曲率等等概念,從而得到芬斯勒幾何。

隨後,還有很多的推廣,得到的空間通稱為一般空間。

C語言高手請告訴我幾道簡單的題!我想搞明白謝謝

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