怎样给别人解释时空弯曲才能更加通俗易懂？ sym physicheng 太多似是而非的类比反而容易把思维引入漩涡。弯曲时空这个概念并不难。所以像物理学家一样正经的理解就行了。 首先，你要记住这个重要的原则：弯曲空间不需要借助更高维空间来理解。 什么意思呢？你现在想象一个球面吧。 球面呢就是一个二维的弯曲空间。等等，现在你在脑子里面想像的一定一个三维球体的表面对不对？ 敲脑袋，不准这样想。弯曲空间不需要借助更高维空间来理解。 你要把你的想象力限制在二维空间里面。你现在就是一只渺小的爬在巨大球面上的蚂蚁。球面特别巨大，你又不能飞到球面以外去。所以你看到的二维球面和二维平面好像也没有什么区别。 怎么办呢？ 办法是有的，球面在一个小局部看起来几乎和平面一样，但整体的几何性质还是很不一样的。你可以做一只哥伦布。沿直线走，如果回到起点，那么你可以宣布，这个二维空间是弯曲的！ 但这个办法很笨，你需要绕整整一圈，球面这么大万一路上累死了怎么办？所以下面我讲一个更巧妙的办法。 你先在地面上画一根线段。然后走一步，再画一根跟它平行的线段。再走一步，再画一根跟之前的线段平行的线段，以此类推，就这样一边画一边走。同时你可以随便选一条闭合的路线绕回原点。这时候比较最后画出来的那根线段和最初那根线段。（我们假设你是一只很细致的蚂蚁，画平行线的精度是完美的。）那，如果我们的二维空间是一个平面的话，最后那根线段一定和最初那根线段也是平行的。这很好理解。 但如果空间不是平面的话，两跟线段就可能会出现夹角，并且夹角跟你选择的路线有关系。（比如你从北极出发走到赤道，再沿着赤道走四分之一圆周，再走回北极，保证每一根线段都画在球面上并且在球面上完美平行。这时候最后和最初的两会出现九十度的夹角。） 这是一个令人费解的结论。违背了我们关于普通平直空间的几何直觉：任意相邻的两条线在这个空间里都是平行的。但是绕一圈回来后首尾就不平行了。说明这个空间有问题呀！它弯掉了。 我们把上面的东西整理一下：一个矢量绕弯曲空间平行移动一个闭合路径时，它的方向是有可能改变的。而且改变值跟具体的路径相关。 其实不光是方向，在某些弯曲空间中，矢量的长度也会改变。我们说 一个矢量绕弯曲空间平行移动一个闭合路径时，它的方向和长度是有可能改变的。改变值跟具体的路径相关。 关键点来了！ 矢量的长度改变是什么意思？ 首先所谓长度由两部分构成：值和度规 比如一根线段长“2米”。“2”叫做这个长度的值，“米”叫做这个长度的度规。 一根线段长“2米”的意思就是：把“米”作为一个标准的单位长度，那么这跟线段有两个标准长度这么长。 矢量长度改变的意思就是：原来2米的线段，现在变成3米了。 这里面包含两种可能：1，线段真的变成三米了。 2，“米”的标准变了，或者说，度规变了。 记住，这里有问题的主要是空间。这里长度改变的原因是第二个原因，度规在变。或者说，度规在弯曲空间中的各个点是不一样的。 现在我们可以理解矢量平移出来夹角的悖论了。 蚂蚁同学在一个弯曲空间里面小心地平移一跟线段。你测到相邻两点间的线段总是长度方向都一样的。它很满意~ 但注意了，由于空间是弯曲的。这里相邻两点的度规并不完全一样。它们有一个差值，这个差值叫做联络。所以虽然你测到两点的线段是平行的，但是由于两点的度规已经不同了，所以你画的两个线段事实上已经不太一样了。但由于相邻两点的度规差值，也就是联络，很小，你并不能立即发现。 但是你一直走啊走啊平移啊平移。度规的差值在你画的线段上一点一点累加。终于，当你回到原点的时候，你发现你画的棒子跟最开始的时候已经完全不一样了。这一整圈累加的差值也有个名字，叫做曲率。 -------------------------------- 好了~感谢你自己的耐心吧。所以东西都讲完了，现在是收获的时候~ 所谓平直空间就是：度规在空间各个点都一样的空间。 所谓弯曲空间就是：度规在空间各个点不一样的空间。 感谢你把想象力限制在二维吧，现在你理解三维弯曲空间也完全没有问题了。 所谓三维弯曲空间就是：度规在三维空间各个点不一样的空间。 更近一步 所谓弯曲时空就是：度规在四维时空各个点不一样的空间。（四维时空也可以定义类似于长度的东西） 更近一步，甚至可以大致知道广义相对论在说什么了。 所谓广义相对论就是说：质量和动量(及其他们的流动)可以造成时空的度规在各个点你不一样，可以把时空变弯。 作为广相核心的爱因斯坦场方程： 等号右边是表示质量动量的项，等号左边是表示时空曲率的项。完美！ 时空变弯之后时空中的地球啊月亮啊会沿着弯曲的时空运动啦。 愚蠢的二维蚂蚁看不到二维空间的弯曲，它画着线，咦？方向变了？ 愚蠢的三维人类看不到时空弯曲，咦？有引力？ _______ 挂一漏万，仅供了解用，不要以为真的懂广相了哦。 查看知乎原文
