对于一个高中生来说，理解广义相对论需要什么基础

微积分，线性代数，最好有一点功能知识，对群有一点了解。 是基础，然后学习微分几何。 广义相对论的整个理论是建立在几何语言之上的。

微分几何是一门研究任意n维流形的几何结构和性质的学科，难度很大。 其中有向量、张量的概念。 例如，将一个向量从一个点移动到另一个点在三维欧几里得空间中是很常见的事情，但在微分几何中，这是不可能的，它与流形上的偏导数算子有关，而流形上的偏导数算子是很多，无限多。

一般来说，如果没有扎实的线性代数和微积分知识，就很难学好微分几何。 以上都是数学基础。 如果你有能力和时间，你可以看看拓扑学、李代数、李群等知识。

物理学的基础，也就是牛顿力学，如果你有能力和时间，那就学电磁学，也就是麦克斯韦场方程，它有助于理解，然后学习狭义相对论。 彻底理解狭义相对论对四维时空、时空、粒子世界线等的描述。 牛顿力学是对质量、能量、动量、速度、角动量等物理量的基本概念有扎实的理解。

熟悉以上内容，最好是了解一下，说能学广乡就容易了。

特别是对数学的要求相当高。

高中学习不是很合适。 没有一到两年的时间，就很难单独完成数学，也就是说，牛顿力学，如果用哈密顿方程或拉格朗日方程来描述，也是一个微积分问题。 毕竟，高中的机械是一种特殊现象。

牛顿力学用于处理地球围绕太阳的椭圆轨道，并使用微积分。

数学的基础是无法逃避的，有了这个基础，学习物理的效率是事半功倍。

最后，**搜索“微分几何与广义相对论”有梁灿斌教授的讲座**，你粗略看一下，就知道那里的数学难度了。 尤其是第一节课，教授直接告诉学生，时间不够，没有时间复习作业的学生可以退课。

从理论上讲，只要知道字，就能知道一般结论，要想深入研究，那就复杂多了，因为广义相对论发展起来的分支理论太多了，一个人不可能全部学完，只能精通一个方面， 数学至少要高等数学和线生成等相关知识，物理，就看你能理解多少了。

狭义相对论将时间和空间统一起来，与你喜欢的人和你不喜欢的人统一，爱因斯坦的相对论最初是用来解释运动速度可以对相对论有更广泛的适应和配合。

1、对牛顿力学体系有深刻的理解，认识到牛顿体系的不足。

2、对狭义相对论有深刻的理解，理解狭义相对论不能将引力纳入狭义相对论的原因。

3. 你有充分的兴趣。

其实，我只是从认知的角度来谈论它，因为我认为如果一个人真的对某件事感兴趣，理解的困难是可以克服的。 如果你只是想了解一点科普，那就找一本科普书来读吧。 但要想真正理解广义相对论，至少要懂微分几何，学了高等数学和线性代数就可以接受。

看看这个，出门就能在别人面前吹嘘，别人也只能听，相信你喜欢这种感觉吧！ 开玩笑。

我在高一的时候就开始接触相对论了，但是我很感兴趣，但说我能理解是不现实的，（要知道，狭义相对论出来的时候，世界上只有三个半人能理解）我在高二的时候就开始理解其中的一些想法， 有时候我会证明其中的几个方程，但直到现在我都无法完全弄清楚（大二），其实如果你有兴趣的话，好好看看，相对论在科学界的作用不仅仅是提出几个方程和公式，更重要的是它所包含的思想彻底改变了人们对事物的理解方式和角度， 甚至哲学观点，而20世纪科学领域之所以有一流的发展，是因为很多人将其归因于相对论的斯托尔

据悉，北京大学核物理系90%的毕业生都去了美国，他们不是从事核科学或科学研究，而是从事商业，很多人都成功了。

这个例子只是为了说明，学习一门学科并不是要学习多少知识，因为几年后，你会忘记很多公式和定理，关键是其中的思想。 当头脑被学习时，它就会被学习。

它肯定是有用的，它会帮助你改变思维，开阔你的视野，让你对事物有更多的了解，所以它很有用，但是对于高中生来说，理解相对论是不现实的，因为这本书很深奥，很多东西不应该理解。

有用！ 相对论是宇宙中的第一个！

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，不懂就读也没用。

有用，即使当时不被理解

数学基础：微积分、线性代数。

物理学基础：电动力学、力学。

我无法理解，但很高兴知道有这样的事情。

有必要了解初中知识，例如至少知道速度、距离和时间之间的关系。 数学知道平方，勾股定理。

以一般速度解决数学或物理问题并遇到问题。

如果我想自学相对论，我有一个建议，至少我觉得很重要。 看看爱因斯坦写的文章，也看看洛伦兹、麦克斯韦等人写的相关内容就知道了。 不要看别人写的相对论。

目前我发现了一个非常重要的问题，很多人也写了相对论**，用自己的想法来解释相对论，但他们实际上是在对相对论做出他们觉得需要的改变。

因为很多关于相对论的**不是普通人写的，而是一些很有影响力的科学家或物理学家写的，虽然其中有非常明显的错误，但没有人指出和纠正，这引起了现在研究相对论的人的困惑。

最终，我遇到了很多关于相对论的问题，我发现在简单的问题上总是有重复的。 后来，人们发现一些错误的推导过程在大学教科书中被引用，包括现在。 完全背离了相对论的原意。

这引起了人们对相对论的许多悖论和困惑。

例如，在后来的相对论推导器概念中，有一些基本的常识已经发生了变化。

运动是相对的，如果 A 相对于 B 的速度是 v，B 相对于 A 的速度（大小）也必须是 v，那么我相对于你的速度不可能是 v1，而你相对于我的速度是 v2。 因为在相对论的概念中没有绝对速度。

但是这个相对论的基本原理被后来的相对论解释者改变了。 A相对于B的速度是V，B相对于A的速度是U，两个原本等效的量变成了不同的量。

我刚刚发现了这些问题，因为我这几天刚接到两个人质疑我，说我在回答相对论问题时犯了一个错误，我没有改变速度，在不同的运动系统上看到的速度应该不同，所以我应该先改变速度，然后再解决问题。

我问你相对于我的速度是不是 v，而我相对于你的速度不会是 a？ 他说，如果我们两个人的速度不一样，当然会不一样！

我问，为什么我和你不一样，速度不一样？ 他说：我是静止的，你在运动，当然是不同的。 我说，那我怎么感觉我是静止的，而你在运动呢？ 他说这是不对的，我们在宇宙中有不同的速度。

归根结底，绝对速度是无法摆脱的。 还有一种观点认为以太是静止的。

现在有太多的文章用绝对运动的概念来解释相对论，以至于爱因斯坦的相对论几乎不堪重负。 因此，如果你误解了其他相对论，你就会陷入无尽的困惑。 很难再真正理解相对论了，而这些弯道可能需要十几年才能走出来。

首先，要好好研究狭义相对论，包括电磁场的相对论变换和牛顿力学的相对论修正。 其次，它在数学上是必要的：张量分析、高维空间的黎曼几何或微分几何、偏导数、多重积分、公共坐标系的变换以及非线性偏微分方程的求解组。 至于拓扑和功能组合，我想这对更深入地理解很有用，但对入门没有用。

如何学习广义相对论？

首先，我建议你买一本爱因斯坦的《狭义相对论和广义相对论简论》。市面上关于《相对论》的书很多，但是每个作者都有不同的理解，生怕误导你，毕竟广义相对论比狭义相对论要复杂得多，你也可以**《狭义相对论和广义相对论简明扼要》。

有广义相对论的介绍，然后你要不断提高你的数学知识，广义相对论有很强的数学要求！

我想简单介绍一下，广义相对论是一种引力理论。 17世纪，牛顿发现了万有引力，并提出了牛顿万有引力定律。 在牛顿的理论中，重力是两个物体之间相互吸引的超距离力，其物理机制尚不清楚。

19世纪末，水星的近日点运动不能用牛顿万有引力定律很好地解释，它成为物理天空中的乌云之一。 20世纪初，爱因斯坦在发现狭义相对论和修正牛顿经典力学的基础上，提出了广义相对论，修正了牛顿万有引力定律。 在广义相对论中，从等效原理出发，推论质量使光弯曲，引力的本质是物体的质量使它周围的时空弯曲的思想，并利用张量分析数学工具准确描述这种弯曲，并提出了爱因斯坦的广义相对论引力方程。

广义相对论很好地解释了水星的近日点，其计算结果得到了天文观测的证实。

微积分和张量分析。

数学是物理的基础，微积分是数学的基础，这个是必须要掌握的，当然，作为一个高中生不能问太多，斯托克斯定理什么的不能先行，但是简单推导和不定积分一定要掌握，这些高三同学也应该学习。

张量分析是广义相对论的核心数学工具，而广相是用张量语言写成的规范引力理论，所以你要能掌握张量，至少要知道张量的分量变换规律。 张量的计算，包括加法、乘法、张量积和索引约简。 一些常见的张量，如规范张量，需要知道它们的含义。

让我们从一个物理现象开始：如果你仍然拿着枪射击，子弹速度与你向前和向后射击时相同。 如果骑着疾驰的马，前后射击，子弹在地面上的速度比向后射击的速度要快，相差的是马奔跑速度的2倍。

这很容易理解。

然而，在19世纪末，科学家发现了一个无法解释的现象，如果地面上的人用灯向前和向后发光，光速是一样的，如果一匹马向前和向后发光，当时的物理学家认为地面上的光速应该比光速向后快， 但实验结果是，两种光速是相同的。更奇怪的是，在马背上测量光速的前后速度也是如此（马作为地球的其余部分作为运动）。 这在经典力学中是无法解释的。

爱因斯坦的相对论解释了这个实验。 因为在经典力学中，我们认为地面上的时间和地面上的时间一样快，在地面上立即看到的尺子的长度与在地面上看到的尺子的长度相同。 爱因斯坦的相对论对此提出了质疑，并在拒绝上述“不言自明”的常识的基础上，引入了相对论。

在相对论中，同一物体在不同的参考系中测量的时间并不相同。

如果马以恒定的速度奔跑，问题就是狭义相对论，如果马以加速的速度奔跑，问题就是广义相对论。 根据爱因斯坦的理论，不存在绝对静止的参照系（如地球），在马背上的参照系和地球的参照系之间不存在谁静止，谁在运动的问题，运动是相对的。 爱因斯坦的理论使惯性力、引力等在这个相对论中自洽。