作者在浙江大學從事多年本科生“廣義相對論”的教學工作。市面上關於廣義相對論的學術名著和優秀教材不少,一般篇幅很長,不適合32學時的教學,於是作者結合自己的教學整理了這本小冊子。
愛因斯坦的相對論已誕生一百多年,其所有預言都與實驗一致,愛因斯坦當初關於引力波的預言,也在2015年被實驗證實。廣義相對論的影響已擴展到物理學的各個分支。愛因斯坦大統一的想法(引力和電磁的統一)雖然沒有成功,但是促進了非阿貝爾規範場的誕生,也促進了粒子物理大統一的思想。廣義相對論也發展到了超引力、弦理論,雖然後者到目前為止與實驗驗證還有相當的距離。二十一世紀,我們迎來了宇宙學的高光時代。對宇宙深入而精確的觀測為我們了解未知世界打開了一扇大門,重大的物理學突破正在孕育之中。廣義相對論作為所有這些研究的理論基礎,不再是當初曲高和寡的高深理論,已經成為大學物理本科教育的基礎課。
作者在浙江大學從事多年本科生“廣義相對論”的教學工作。市面上關於廣義相對論的學術名著和優秀教材不少,一般篇幅很長,不適合32學時的教學,於是作者結合自己的教學整理了這本小冊子。
要理解廣義相對論,首先要熟悉狹義相對論,第1章簡述了狹義相對論的一些結論,這對後面章節的學習很重要,但光是這些是不夠的,讀者還需要閱讀相關專門的書籍。此外,需要學習稍微抽像點的數學。就如同愛因斯坦所言:如果要更加深入地了解各種聯繫,那就必須用另外一些離直接經驗領域較遠的概念來代替這些概念。這會讓剛接觸的同學感覺有些不適應。作者在書中相對來說花了較大的篇幅介紹數學概念,希望使歐幾裡得空間到黎曼空間的過渡平緩一點。書中在盡可能的條件下類比經典力學的處理方式,讓廣義相對論和經典力學在形式上達成統一。
本書適合修完物理繫其它科目的本科高年級同學和低年級研究生,或者掌握大學物理基礎知識、微積分和線性代數的其他人員參考使用(部分小節超出了本科教學要求,以星號標記)。