如果你数学基础比较深厚,建议你看福克的《空间、时间和引力的理论》。 阅读本书需要掌握黎曼几何,也就是张量解析的理论。此外,还需要对微分方程有一定掌握;最后,就是具备抽象代数的群论知识。 广义相对论以等效原理为基础,实质上是假定场与加速度等效。正是在重力加速度与重力场等效的基础上,产生了重力场理论。 从几何学来看,广义相对论与牛顿引力理论的区别就在于几何空间不同。牛顿力学是与欧几里德几何相容的、一致的,广义相对论是与黎曼几何相容的、一致的。 本质的不同在于,两种几何学的平行公理不同。 牛顿力学的惯性定律与欧几里德几何的平行公理是一致的,也就是:过已知直线外的一点,只存在一条直线与之平行。 广义相对论的等效原理与黎曼几何的平行公理是一致的,也就是:过已知直线外的一点,不存在一条与之平行的直线。 所以,广义相对论与牛顿力学是两种不同的几何结构确定的物理定律。广义相对论的引力理论,是建立在黎曼假设为基础的曲面空间上的;因此,引力是所谓的非惯性力,通过等效原理可以推广到非惯性参照系去。 爱因斯坦因此得出结论:引力导致时空弯曲。 实质上,所谓时空弯曲不过是几何学的错觉。如果说,引力是按照黎曼空间分布的,那只能说这是引力的几何分布。光线在强引力场的作用下产生弯曲,并不是时空的弯曲,只是光子在强引力作用下运动轨迹由直线变成了曲线;因此,不能将运动轨迹的弯曲看成是时空弯曲,时空是根本不存在所谓弯曲问题的。 广义相对论在天文学上的应用,就是产生了所谓的宇宙学,以和经典的天体力学相区别。宇宙学借助爱因斯坦的引力场方程,在连猜带蒙的基础上产生了所谓大爆炸理论。根据这种理论,宇宙产生于一个质量密度无穷大的孤立奇点的大爆炸,在此之前宇宙是什么状态就不得而知了。 问题在于,如果宇宙存在起源问题就必然存在消亡问题。按照宇宙大爆炸学说,是不是宇宙最终会消亡于同样的孤立奇点,浓缩为密度无穷大的一个点呢? 与经典天体力学相比,现代宇宙学的内容非常贫乏,可以说是用所谓深奥的数学语言描述的神学,靠有限的几何模型对无限的宇宙妄加猜测、信口雌黄!相对无限的宇宙来说,几何的黎曼空间也是一个无穷小空间,在这个基础上去推测宇宙的创生结论必然是荒谬绝伦的。 广义相对论问题实在太多,许多结论经不起推敲。好在,诺贝尔物理学奖还算清醒,没有给相对论颁发该奖。 |
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