廣義相對論入門

　　愛因斯坦的相對論已誕生一百多年，其所有預(yù)言都與實驗一致，愛因斯坦當(dāng)初關(guān)于引力波的預(yù)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(xué)的各個分支。愛因斯坦大統(tǒng)一的想法（引力和電磁的統(tǒng)一）雖然沒有成功，但是促進了非阿貝爾規(guī)范場的誕生，也促進了粒子物理大統(tǒng)一的思想。廣義相對論也發(fā)展到了超引力、弦理論，雖然后者到目前為止與實驗驗證還有相當(dāng)?shù)木嚯x。二十一世紀，我們迎來了宇宙學(xué)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(xué)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(chǔ)，不再是當(dāng)初曲高和寡的高深理論，已經(jīng)成為大學(xué)物理本科教育的基礎(chǔ)課。作者在浙江大學(xué)從事多年本科生“廣義相對論”的教學(xué)工作。市面上關(guān)于廣義相對論的學(xué)術(shù)名著和優(yōu)秀教材不少，一般篇幅很長，不適合32學(xué)時的教學(xué)，于是作者結(jié)合自己的教學(xué)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(jié)論，這對后面章節(jié)的學(xué)習(xí)很重要，但光是這些是不夠的，讀者還需要閱讀相關(guān)專門的書籍。此外，需要學(xué)習(xí)稍微抽象點的數(shù)學(xué)。就如同愛因斯坦所言：如果要更加深入地了解各種聯(lián)系，那就必須用另外一些離直接經(jīng)驗領(lǐng)域較遠的概念來代替這些概念。這會讓剛接觸的同學(xué)感覺有些不適應(yīng)。作者在書中相對來說花了較大的篇幅介紹數(shù)學(xué)概念，希望使歐幾里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(jīng)典力學(xué)的處理方式，讓廣義相對論和經(jīng)典力學(xué)在形式上達成統(tǒng)一。本書適合修完物理系其它科目的本科高年級同學(xué)和低年級研究生，或者掌握大學(xué)物理基礎(chǔ)知識、微積分和線性代數(shù)的其他人員參考使用（部分小節(jié)超出了本科教學(xué)要求，以星號標記）。

　　金洪英，浙江大學(xué)物理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。研究方向：理論物理、粒子物理與核物理