8 歲小孩想學廣義相對論,我應該從哪教起

時間 2021-05-10 00:58:58

1樓:馮國旭

任何知識都需要循序漸進,8歲的孩子還是學好該學的東西吧,別想太多了,即使是神童也不可能在8歲去學習廣義相對論。廣義相對論本身並不難,引力場方程不過就是畢安基恒等式。但想要理解這些內容則需要有一定的物理基礎,並且一定要學過微積分。

廣義相對論非常優美,但它本身並沒什麼大用,絕大多數科研工作者都用不到它。與其學廣義相對論,還不如學量子力學實用一些。如果孩子對廣義相對論感興趣,建議大二開始學習。

2樓:宋詞

先從變換觀察角度學,比如說《斷章》中的詩句:

你站在橋上看風景,看風景的人在樓上看你。

明月裝飾了你的窗子,你裝飾了別人的夢。

—— 卞之琳

讓孩子先學會從多個角度來看待問題:如自己如何看待某件事,如果站在父母親朋的角度又會如何看待同一件事。認識到從不同角度看待問題,看出問題後,哪些東西是不同的,哪些東西是相同的。

等到孩子能夠摒棄掉那些不同的東西,保留下那些相同的東西的時候,這孩子的「廣義相對論」至少從思維層面就入門了。如果在這個過程中,孩子更願意去注意那些不同的東西,這個孩子將來就適合去做政治家,而不是物理學家。

3樓:Jim Liu

我想有一天物理學不再以經典的牛頓和伽利略為開端是可能的,因為廣義相對論的精髓在於把空間和物質統一考慮,並不是以經典物理作為邏輯基礎的。

既然如此,一開始就是以相對論的認知來建立物理知識體系是可能的。正如同一開始就以非歐幾何來學習幾何也是可能的。

回到此問題的本質,這是乙個教育問題。

真正的問題在於小朋友能否接受這些反直覺的理論,能否接受思想實驗和實證主義。如果小朋友的接受力足夠並表示持續的興趣,何樂而不為呢?畢竟教育是以切合實際的個體成長為導向,沒必要固定某種限制。

比如這個小朋友是笛卡爾或者羅素,我認為甚至他/她自學都毫無問題。

所以這個問題的答案不是從小孩開始,而是從家長自身認知開始,也就是家長有沒有能力建立乙個符合家中小朋友認知廣義相對論的學習路徑?

4樓:超弦世紀

先學一學概念,如果認真去去數學公式的話會瘋掉了。那不是人幹的事情,隨便乙個洛倫茲變換都可以讓你頭暈。何況是這麼小的孩子,到後面的矩陣力學,群論,微積分,線性代數都是高等數學中的高等數學。

至於他才八歲,還是要有自知之明的。當然看看概念還是很不錯的。至於細究的計算,研究生和博士估計都很頭暈吧?

5樓:sin63

給他講點科學史,隨便給他講乙個愛因斯坦的思維實驗,就可以了。真想學的話,先看看孩子會不會微積分和線性代數。八歲的孩子要是能自學明白 ,那中國出現了一位超級天才。

6樓:

微積分線代狹義相對論。然後一點微分幾何基礎再廣義相對論

如果只是想讓他快樂的自以為學會了,可以翻譯《時空與幾何》的非公式部分讀給他聽

等他了解了帶電黑洞可以穿進再穿出來,旋轉黑洞內可以有閉合類時曲線(遇到過去的自己),有加速度(等效原理「等價」於引力場下)的人會看到原本啥都沒有的真空裡漲落虛粒子變成真實的熱輻射被觀察到,他再去同學面前凡學時豈不倍有面子?那些還僅僅停留在史瓦西黑洞「克魯蘇」延拓成白洞的弱雞同齡人又豈是他的對手?

7樓:Chinsong

這也太厲害了吧,智力正常的成年人學習相對論,一般也只學個半懂不懂一知半解,小孩子就學?恐怕最基本的世界觀時空觀還沒有形成,就來學這個高大上的,我看不是啥好事,別走火入魔了得不償失。

8樓:透明栗子球

學科學要先學歷史。先按照時間順序把所有前置科技介紹一遍,然後按照這個順序教學,學會一點再教下一點,不需要熟練,知道意思就可以了,不要俯瞰,要平視,假設自己是那個年代的人,已知的是哪些,能用的工具有哪些這樣。等你家寶寶可以學到牛頓的時候,他多半就可以在理工科碾壓99.

9%的同齡人了

9樓:Jun Chang

如果要循序漸進,建議先學習初等數學,主要內容包括所有小學初中高中數學教科書,以及初中和高中物理教科書。

然後學習高等數學,推薦向武義的《基礎數學講義》三卷本。

然後再學基礎物理,推薦費曼物理講義三卷本,這裡面其實已經講到一些廣義相對論的內容了。

如果學完還不過癮,最後可以學習廣義相對論,推薦梁燦彬的《微分幾何入門與廣義相對論》

10樓:李德甲

這是狹義已經學完了麼。我這邊提供乙個思路吧。

第一步:了解相對論裡的時鐘的性質。

兩輛汽車,沿著不同的路徑從a開到b,汽車里程表的讀數不需要一樣,這個小孩應該容易理解,因為不同路徑長度不一樣。

時鐘也類似里程表,不同的時鐘用不同的方式運動,時間的變化量也不一樣。你有你的時間,我有我的時間,時間不是外在的東西,而是跟時鐘實際的運動有關,知道這一點,就可以算作理解相對論了。

通過模擬,應該可以理解相對論中的時間。

第二步:了解相對論的核心問題。

相對論的核心問題,就是給定鐘錶的運動,求解鐘錶的時間變化。

還是通過模擬。

在平面上畫一條曲線,求解曲線長度,這個就類似於狹義相對論。

在地球儀表面畫一條曲線,求解曲線長度,這個就類似於廣義相對論。

之所以可以這麼模擬,是因為數學上,發現求解時空中的時鐘讀數變化,跟空間中求解曲線長度,是類似的。

第三步:邁向專業相對論。

前邊說在時空中求解時鐘讀書變化,跟在空間中求解曲線長度,數學上是類似的。但這裡有個小問題。

時空中求解曲線長度,需要有乙個時空座標系,但物理上出了點問題,那就是這個座標系的其中乙個座標,名字也叫時間,只不過此時間不是時鐘具體度量出來的。

這樣,名詞上就得區分開來。時鐘的具體讀數變化,物理上叫固有時,而用於計算固有時的那個座標,叫座標時。

固有時就是時鐘實際的讀數變化,座標時只是為了計算固有時,數學上引入的乙個數學量,並沒有物理含義。

總結下:能理解里程表是怎麼回事,對比理解時鐘就可以了。

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