看懂广义相对论需要学习什么?

haiyicha haiyicha
770
2022-05-11
如果题主是初中的数学物理水准,看懂广义相对论,按照每天学习2-3小时的时间来算,大概需要9-10年。 广义相对论,在1990年代,国内开设这门课的大学不过,不超过10所。很多大学还是以导论形式开设的。 这门课一般放在大学四年级上学期,也有的放在大四下学期。也就是,基本上...

如果题主是初中的数学物理水准,看懂广义相对论,按照每天学习2-3小时的时间来算,大概需要9-10年。

广义相对论,在1990年代,国内开设这门课的大学不过,不超过10所。很多大学还是以导论形式开设的。

这门课一般放在大学四年级上学期,也有的放在大四下学期。也就是,基本上,把本科数学物理都学完后,才学。

要学这门课,数学方面,要学两年理科类数学,也就是高等数学+近代数学初步。如果自学的话,差不多4年,2000小时工作量。

接着是物理学。要完成大学物理(含狭义相对论),经典力学,电动力学,最好再专门学一下场论。这差不多要4-5年,3000小时工作量。

广义相对论本身,数学方面要把黎曼几何,张量分析这部分内容做熟悉,物理图景本身并不复杂。

由这个学习路径可以看出,物理学也好,数学也好,是一步一步扎根前进的。不是我们有个想法,说说就结束了

今天物理学的每个解释,背后都是细致的学问所堆积的。要真正探索宇宙的奥秘,真正做学问,靠想,是不够的。大量的学习、习题是必须的。

如果题主有兴趣,希望10年以后,能真正开始做广义相对论的习题。

看懂广义相对论需要有微分几何的基础,也需要有电动力学与狭义相对论的基础。

初中学生是不可能看懂广义相对论的。因为初中生的知识积累实在太少。

如果想快速入门狭义相对论,可以先去看看黄献民先生写的几本相对论的科普书。当然了,狭义相对论原则上可以用初中知识讲明白。有兴趣的话,你可以去看看《日出:量子力学与相对论》的附录,在那里有用初中的相似三角形讲解狭义相对论的知识。

而电动力学的知识学习,必须要有矢量分析的基础,要懂得偏微分方程。这个是需要老师教的,一个人自学是不太可能看懂的。

最后,最难的是微分几何。要学微分几何,首先要有微积分的基础。如果是你一个初中生,可能不会微积分,那么微分几何也是学不会的。

做学问还是不要太急躁,慢慢来,一步一个脚印,否则初中生去学广义相对论很可能是一个失败。

先学数学吧,懂了数学基础。再学这个会轻松一些。

同意念经姐姐的观点,数学学好了的话,很多理论就会学习的快一些,另外给题主个建议,如果你真的想学习广义相对论,首先你要把科普文章中所谓时空弯曲等等的描述忘掉,这样你学习相对论会快一些…

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