什么是廣義相對論

因斯坦提出“等效原理”，即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的等價性上。根據(jù)等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運(yùn)動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身固有性質(zhì)無關(guān)，只取決于時空局部幾何性質(zhì)。而引力正是時空局部幾何性質(zhì)的表現(xiàn)。物質(zhì)質(zhì)量的存在會造成時空的彎曲，在彎曲的時空中，物體仍然順著最短距離進(jìn)行運(yùn)動(即沿著測地線運(yùn)動——在歐氏空間中即是直線運(yùn)動)，如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運(yùn)動，實際是繞著太陽轉(zhuǎn)，造成引力作用效應(yīng)。正如在彎曲的地球表面上，如果以直線運(yùn)動，實際是繞著地球表面的大圓走。引力是時空局部幾何性質(zhì)的表現(xiàn)。雖然廣義相對論是愛因斯坦創(chuàng)立的，但是它的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的源頭可以追溯到歐氏幾何的公理和數(shù)個世紀(jì)以來為證明歐幾里德第五公設(shè)（即平行線永遠(yuǎn)保持等距）所做的努力，這方面的努力在羅巴切夫斯基、Bolyai、高斯的工作中到達(dá)了頂點(diǎn)：他們指出歐氏第五公設(shè)是不能用前四條公設(shè)證明的。非歐幾何的一般數(shù)學(xué)理論是由高斯的學(xué)生黎曼發(fā)展出來的。所以也稱為黎曼幾何或曲面幾何，在愛因斯坦發(fā)展出廣義相對論之前，人們都認(rèn)為非歐幾何是無法應(yīng)用到真實世界中來的。