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duannan

铜虫 (小有名气)

[求助] 求问学习广义相对论需要哪些预备知识? 已有3人参与

我是物理系本科生。
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月下的淡然

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
duannan: 金币+2, ★★★★★最佳答案 2015-09-11 10:06:23
国内最好的教材个人认为就是梁灿彬的《微分几何入门与广义相对论》上中下三册,但这套书需要基础的数学物理知识非常扎实,特别是电动力学、李群李代数等,超星网上能找到三门公开课。对物理学生来说可能太数学了,很多人说不友好,但我看着也挺好懂的,如果只是想了解的话看看这三个公开课还是不错的。
国外的应该是MTW的大黑书,书名好像叫gravity,如果英文阅读无障碍的话这本书应该很好懂,就是有点厚。
7楼2015-09-02 20:22:54
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semiok

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
duannan: 金币+2, ★★★很有帮助 2015-09-11 10:06:43
数学上,1:初步入门需要黎曼几何,具体来说需要了解:张量、协变导数、度规、测地线、曲率张量、联络等知识;2:进一步了解需要嘉当几何(微分几何),具体来说需要了解标架,自旋联络及搞清楚标架描述与度规描述之间的关系等知识。3:再深入一层,需要了解最小作用量原理及其数学,可以加深对广义相对论的理解,若能了解诺特定理有助于对毕安奇恒等式的理解。物理上,1:需要牛顿力学和万有引力,电动力学(电磁学),狭义相对论等知识。当然,需要的预备知识跟你学习广义相对论的深度相关,假如你要了解黑洞的霍金辐射,那要的预备知识就多了,2:还需包括热力学、量子力学、(弯曲时空的)量子场论等知识。我上面这样说是对全面深入掌握广义相对论而言的,但入门只要第一项预备知识即可。可以看Dirac写的《广义相对论》一书,比较简洁明快,容易上手。
2楼2015-08-30 18:45:55
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无敌小强强强

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
楼上说的多了,有微积分基础就行。建议从费曼物理学讲义,狭义相对论,广义相对论顺序学习。高层次研究的话,必要的数学工具,如楼上所说,学习不迟。不然我敢肯定,半本黎曼几何能杀掉你所有兴趣。物理不是数学

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
不死真身
3楼2015-08-31 08:12:11
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leedobb

金虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by 无敌小强强强 at 2015-08-31 08:12:11
楼上说的多了,有微积分基础就行。建议从费曼物理学讲义,狭义相对论,广义相对论顺序学习。高层次研究的话,必要的数学工具,如楼上所说,学习不迟。不然我敢肯定,半本黎曼几何能杀掉你所有兴趣。物理不是数学
...

其实物理里微分几何不是很难。但这方面好的书不多。国内的陈省身的太侧重数学,太抽象。国内普通的教材又把微分几何教成了张量的代数计算。建议按以下顺序来学:
1、先搞懂普通2维曲面的几何,
2、尝试用g_ij, L_ij记号表示ds,平均曲率及自发曲率,然后尝试算算圆柱的、椭球的曲率。
3、初步搞懂什么是christoffel symbol,什么是协变逆变这些东西。初步接触vector, tensor, form, section这些定义,但不要期望能理解它们。只要有个印象即可。
4、此时可以看看这本书Gauge Fields, Knots and Gravity。我发现这本书是非常好的微积分入门教材。讲得非常直观。另外也可以看看Roger Penrose的The Road to Reality中对微分几何的简单介绍,他的其中用图来表示张量计算的技巧很有用。

我只能说这么多了。因为微分几何其实我也不懂。但我知道它真的很美。
有一天,我打了个瞌睡就到了这里,但我知道我掉入了时光的循环中,虽得以永生,但只有第一个循环有意义。
4楼2015-08-31 09:49:58
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