對於乙個高中生來說，理解廣義相對論需要什麼基礎

微積分，線性代數，最好有一點功能知識，對群有一點了解。 是基礎，然後學習微分幾何。 廣義相對論的整個理論是建立在幾何語言之上的。

微分幾何是一門研究任意n維流形的幾何結構和性質的學科，難度很大。 其中有向量、張量的概念。 例如，將乙個向量從乙個點移動到另乙個點在三維歐幾里得空間中是很常見的事情，但在微分幾何中，這是不可能的，它與流形上的偏導數運算元有關，而流形上的偏導數運算元是很多，無限多。

一般來說，如果沒有紮實的線性代數和微積分知識，就很難學好微分幾何。 以上都是數學基礎。 如果你有能力和時間，你可以看看拓撲學、李代數、李群等知識。

物理學的基礎，也就是牛頓力學，如果你有能力和時間，那就學電磁學，也就是麥克斯韋場方程，它有助於理解，然後學習狹義相對論。 徹底理解狹義相對論對四維時空、時空、粒子世界線等的描述。 牛頓力學是對質量、能量、動量、速度、角動量等物理量的基本概念有紮實的理解。

熟悉以上內容，最好是了解一下，說能學廣鄉就容易了。

特別是對數學的要求相當高。

高中學習不是很合適。 沒有一到兩年的時間，就很難單獨完成數學，也就是說，牛頓力學，如果用哈密頓方程或拉格朗日方程來描述，也是乙個微積分問題。 畢竟，高中的機械是一種特殊現象。

牛頓力學用於處理地球圍繞太陽的橢圓軌道，並使用微積分。

數學的基礎是無法逃避的，有了這個基礎，學習物理的效率是事半功倍。

最後，**搜尋“微分幾何與廣義相對論”有梁燦斌教授的講座**，你粗略看一下，就知道那裡的數學難度了。 尤其是第一節課，教授直接告訴學生，時間不夠，沒有時間複習作業的學生可以退課。

從理論上講，只要知道字，就能知道一般結論，要想深入研究，那就複雜多了，因為廣義相對論發展起來的分支理論太多了，乙個人不可能全部學完，只能精通乙個方面， 數學至少要高等數學和線生成等相關知識，物理，就看你能理解多少了。

狹義相對論將時間和空間統一起來，與你喜歡的人和你不喜歡的人統一，愛因斯坦的相對論最初是用來解釋運動速度可以對相對論有更廣泛的適應和配合。

1、對牛頓力學體系有深刻的理解，認識到牛頓體系的不足。

2、對狹義相對論有深刻的理解，理解狹義相對論不能將引力納入狹義相對論的原因。

3. 你有充分的興趣。

其實，我只是從認知的角度來談論它，因為我認為如果乙個人真的對某件事感興趣，理解的困難是可以克服的。 如果你只是想了解一點科普，那就找一本科普書來讀吧。 但要想真正理解廣義相對論，至少要懂微分幾何，學了高等數學和線性代數就可以接受。

看看這個，出門就能在別人面前吹噓，別人也只能聽，相信你喜歡這種感覺吧！ 開玩笑。

我在高一的時候就開始接觸相對論了，但是我很感興趣，但說我能理解是不現實的，（要知道，狹義相對論出來的時候，世界上只有三個半人能理解）我在高二的時候就開始理解其中的一些想法， 有時候我會證明其中的幾個方程，但直到現在我都無法完全弄清楚（大二），其實如果你有興趣的話，好好看看，相對論在科學界的作用不僅僅是提出幾個方程和公式，更重要的是它所包含的思想徹底改變了人們對事物的理解方式和角度， 甚至哲學觀點，而20世紀科學領域之所以有一流的發展，是因為很多人將其歸因於相對論的斯托爾

據悉，北京大學核物理系90%的畢業生都去了美國，他們不是從事核科學或科學研究，而是從事商業，很多人都成功了。

這個例子只是為了說明，學習一門學科並不是要學習多少知識，因為幾年後，你會忘記很多公式和定理，關鍵是其中的思想。 當頭腦被學習時，它就會被學習。

它肯定是有用的，它會幫助你改變思維，開闊你的視野，讓你對事物有更多的了解，所以它很有用，但是對於高中生來說，理解相對論是不現實的，因為這本書很深奧，很多東西不應該理解。

有用！ 相對論是宇宙中的第乙個！

它是否有用是一回事，了解你是否能看到它是另一回事。 肯定有用，但前提是要懂，不懂就讀也沒用。

有用，即使當時不被理解

數學基礎：微積分、線性代數。

物理學基礎：電動力學、力學。

我無法理解，但很高興知道有這樣的事情。

有必要了解初中知識，例如至少知道速度、距離和時間之間的關係。 數學知道平方，勾股定理。

以一般速度解決數學或物理問題並遇到問題。

如果我想自學相對論，我有乙個建議，至少我覺得很重要。 看看愛因斯坦寫的文章，也看看洛倫茲、麥克斯韋等人寫的相關內容就知道了。 不要看別人寫的相對論。

目前我發現了乙個非常重要的問題，很多人也寫了相對論**，用自己的想法來解釋相對論，但他們實際上是在對相對論做出他們覺得需要的改變。

因為很多關於相對論的**不是普通人寫的，而是一些很有影響力的科學家或物理學家寫的，雖然其中有非常明顯的錯誤，但沒有人指出和糾正，這引起了現在研究相對論的人的困惑。

最終，我遇到了很多關於相對論的問題，我發現在簡單的問題上總是有重複的。 後來，人們發現一些錯誤的推導過程在大學教科書中被引用，包括現在。 完全背離了相對論的原意。

這引起了人們對相對論的許多悖論和困惑。

例如，在後來的相對論推導器概念中，有一些基本的常識已經發生了變化。

運動是相對的，如果 A 相對於 B 的速度是 v，B 相對於 A 的速度（大小）也必須是 v，那麼我相對於你的速度不可能是 v1，而你相對於我的速度是 v2。 因為在相對論的概念中沒有絕對速度。

但是這個相對論的基本原理被後來的相對論解釋者改變了。 A相對於B的速度是V，B相對於A的速度是U，兩個原本等效的量變成了不同的量。

我剛剛發現了這些問題，因為我這幾天剛接到兩個人質疑我，說我在回答相對論問題時犯了乙個錯誤，我沒有改變速度，在不同的運動系統上看到的速度應該不同，所以我應該先改變速度，然後再解決問題。

我問你相對於我的速度是不是 v，而我相對於你的速度不會是 a？ 他說，如果我們兩個人的速度不一樣，當然會不一樣！

我問，為什麼我和你不一樣，速度不一樣？ 他說：我是靜止的，你在運動，當然是不同的。 我說，那我怎麼感覺我是靜止的，而你在運動呢？ 他說這是不對的，我們在宇宙中有不同的速度。

歸根結底，絕對速度是無法擺脫的。 還有一種觀點認為以太是靜止的。

現在有太多的文章用絕對運動的概念來解釋相對論，以至於愛因斯坦的相對論幾乎不堪重負。 因此，如果你誤解了其他相對論，你就會陷入無盡的困惑。 很難再真正理解相對論了，而這些彎道可能需要十幾年才能走出來。

首先，要好好研究狹義相對論，包括電磁場的相對論變換和牛頓力學的相對論修正。 其次，它在數學上是必要的：張量分析、高維空間的黎曼幾何或微分幾何、偏導數、多重積分、公共坐標系的變換以及非線性偏微分方程的求解組。 至於拓撲和功能組合，我想這對更深入地理解很有用，但對入門沒有用。

如何學習廣義相對論？

首先，我建議你買一本愛因斯坦的《狹義相對論和廣義相對論簡論》。市面上關於《相對論》的書很多，但是每個作者都有不同的理解，生怕誤導你，畢竟廣義相對論比狹義相對論要複雜得多，你也可以**《狹義相對論和廣義相對論簡明扼要》。

有廣義相對論的介紹，然後你要不斷提高你的數學知識，廣義相對論有很強的數學要求！

我想簡單介紹一下，廣義相對論是一種引力理論。 17世紀，牛頓發現了萬有引力，並提出了牛頓萬有引力定律。 在牛頓的理論中，重力是兩個物體之間相互吸引的超距離力，其物理機制尚不清楚。

19世紀末，水星的近日點運動不能用牛頓萬有引力定律很好地解釋，它成為物理天空中的烏雲之一。 20世紀初，愛因斯坦在發現狹義相對論和修正牛頓經典力學的基礎上，提出了廣義相對論，修正了牛頓萬有引力定律。 在廣義相對論中，從等效原理出發，推論質量使光彎曲，引力的本質是物體的質量使它周圍的時空彎曲的思想，並利用張量分析數學工具準確描述這種彎曲，並提出了愛因斯坦的廣義相對論引力方程。

廣義相對論很好地解釋了水星的近日點，其計算結果得到了天文觀測的證實。

微積分和張量分析。

數學是物理的基礎，微積分是數學的基礎，這個是必須要掌握的，當然，作為乙個高中生不能問太多，斯托克斯定理什麼的不能先行，但是簡單推導和不定積分一定要掌握，這些高三同學也應該學習。

張量分析是廣義相對論的核心數學工具，而廣相是用張量語言寫成的規範引力理論，所以你要能掌握張量，至少要知道張量的分量變換規律。 張量的計算，包括加法、乘法、張量積和索引約簡。 一些常見的張量，如規範張量，需要知道它們的含義。

讓我們從乙個物理現象開始：如果你仍然拿著槍射擊，子彈速度與你向前和向後射擊時相同。 如果騎著疾馳的馬，前後射擊，子彈在地面上的速度比向後射擊的速度要快，相差的是馬奔跑速度的2倍。

這很容易理解。

然而，在19世紀末，科學家發現了乙個無法解釋的現象，如果地面上的人用燈向前和向後發光，光速是一樣的，如果一匹馬向前和向後發光，當時的物理學家認為地面上的光速應該比光速向後快， 但實驗結果是，兩種光速是相同的。更奇怪的是，在馬背上測量光速的前後速度也是如此（馬作為地球的其餘部分作為運動）。 這在經典力學中是無法解釋的。

愛因斯坦的相對論解釋了這個實驗。 因為在經典力學中，我們認為地面上的時間和地面上的時間一樣快，在地面上立即看到的尺子的長度與在地面上看到的尺子的長度相同。 愛因斯坦的相對論對此提出了質疑，並在拒絕上述“不言自明”的常識的基礎上，引入了相對論。

在相對論中，同一物體在不同的參考係中測量的時間並不相同。

如果馬以恆定的速度奔跑，問題就是狹義相對論，如果馬以加速的速度奔跑，問題就是廣義相對論。 根據愛因斯坦的理論，不存在絕對靜止的參照系（如地球），在馬背上的參照系和地球的參照系之間不存在誰靜止，誰在運動的問題，運動是相對的。 愛因斯坦的理論使慣性力、引力等在這個相對論中自洽。