Question

什么是广义相对论？

Answer 1

“广义相对论的基础”发表于1916年，它是广义相对论的“标准版本”。在这里，爱因斯坦的思想已达到炉火纯青的地步，其行文如行云流水，看不到一点斧凿的痕迹。玻恩在1955年的一篇报告中说得好：“对于广义相对论的提出，我过去和现在都认为是人类认识大自然的最伟大的成果，它把哲学的深奥、物理学的直观和数学的技艺令人惊叹地结合在一起。”爱因斯坦在黑暗中探索的年代里，怀着热烈的向往，时而充满自信，时而精疲力竭，而最后终于看到了光明。相对论(狭义相对论和广义相对论)的大厦全部建成了。

1919年，爱因斯坦在介绍相对论时说：“相对论有点像两层的建筑，这两层就是狭义相对论和广义相对论。狭义相对论适用于除了引力以外的一切物理现象；广义相对论提供了引力定律以及它同自然界别种力的关系。”

广义相对论，又叫普遍相对论，它的基本原理也是两条：等效性原理，即某一加速运动的参照系中的惯性力与在一个小体积范围内的万有引力是等效的；广义相对论性原理，即物理规律在一切参照系中都是相同的。

广义相对论运用了大量的黎曼几何、张量计算、绝对微分等艰深的数学知识，充满了深邃的哲学思辨，包含着崭新的物理内容，就是高级研究人员要弄懂它也非花大力气不可，一般人自不待言，更不用说哥廷根街上的学童了。对于爱因斯坦同时代的人来说，具有这些知识的人寥寥无几。但是，由于广义相对论的预言不久得到了实验验证，所以还是引起了相当大的轰动。

Answer 2

详细讲解广义相对论需要很大的篇幅，这里只简单的从概念上解释一下。
狭义相对论是微分意义上的相对论物理学。
广义相对论是积分意义上的相对论物理学。
经典物理学是：测量→归纳→理论
狭义相对论是：经典物理学理论→根据相对性改变参照系→微分数学理论
广义相对论是：狭义相对论→对时空积分→实验验证
其实广义相对论就是根据狭义相对论的基础，用数学方法，把经典物理学理论拓展到了高速度、大空间、非惯性系条件下的应用领域的物理学理论。
其实在相对论物理学理论出现之前，物理学中已经无意中使用了广义相对论的结论。
我们看一下这个公式：
F=ma（力＝质量×加速度），问题不是公式本身，而在于公式中的物理量关系：牛顿＝千克×米/秒²；牛顿/千克＝米/秒²
即：“引力场强度”（单位质量物质所受的引力）与加速度划上了等号。标示着引力场与加速度是等价的。
事实上广义相对论许多结论又回归到了经典物理学的理论中，只是这时的物理学已经不是原来意义上的物理学，而是引入了光速不变原理和光速是速度的极限，然后通过数学演算出来的物理学规律。
比如质能公式：F=ma→m＝F/a；m＝Ft²/S＝SF/v²；SF＝mv²
；E＝mv²；光速是速度的极限，所以能量的极限就是：E＝mc²
再比如从经典物理概念上说，引力与加速度完全是不同的两个概念，更不可想像会是等价的。但在广义相对论中，F＝ma→F/m＝a；揭示了加速度就是引力的另一形式。就像由电流产生的磁场与磁铁的磁场一样等效。

Answer 3

一个苹果的掉落，让牛顿发现了万有引力，然而在广义相对论中，这种对力的描述只能说是一种近似描述，比如天体绕恒星运动，在大质量天体面前万有引力就显得不十分准确了

Answer 4