大尺度的美#

本章概覽#

廣義相對論是一個大而優美的理論——就像一頭鯨魚，龐大而優雅。它的數學非常困難（連愛因斯坦都需要數學家朋友幫忙處理微分幾何），但背後的思想卻簡潔而深刻。

廣義相對論的核心可以用兩句話概括：物質告訴時空如何彎曲，時空告訴物質如何運動。數學複雜，思想簡單。

本章要點#

• 彎曲的幾何 —— 從平面幾何到彎曲空間，黎曼幾何（Riemannian geometry）為廣義相對論提供了數學基礎
• 廣義相對論 ABC —— 質量彎曲時空，物體沿測地線（geodesic）運動，引力只是時空彎曲的表象
• 自然運動狀態 —— 從亞里士多德到牛頓再到愛因斯坦，對「自然運動」的理解不斷升級

接受時空大小是相對的 → 狹義相對論。接受時空可以彎曲 → 廣義相對論。僅從這兩條時空性質出發，光速不變、慣性質量等於引力質量、引力是幻覺……全部自然推出。