第309章 布魯斯場方程!一解一宇宙!(第2頁)
大家不是興奮,而是抨擊羅巴切夫斯基的理論是歪理邪說、無稽之談。
就連數學領域的絕對王者,高斯對此也保持了沉默,沒有承認羅氏幾何。
但是高斯的學生,黎曼卻認真地分析了羅氏幾何。
他覺得這種公理體系是有非常大的研究意義的。
因為他完美繼承了歐氏幾何的邏輯推理體系。
只要認可了羅氏幾何的第五條公理,那麼那些匪夷所思的結論都將是這種幾何體系下的正確結果。
然而,黎曼不滿足於此。
他在羅氏幾何的基礎上,又發展出另一種幾何,即球面幾何。
在一個圓球的表面,過直線外一點,則不可以作出平行線。
且圓球上的三角形,其內角和是大於180°的。
這就是後來的“黎曼幾何”。
羅氏幾何和黎曼幾何都是非歐幾何,區別在於前者是負曲率(空間向內凹),後者是正曲率(空間向外凸)。
而歐氏幾何是零曲率,所以空間是平坦的。
黎曼在1854年,發表了他的新幾何體系。
在當時,和羅氏幾何一樣,幾乎沒有人能理解黎曼幾何。
因為它太違反人們的直覺了。
但是當時的愛因斯坦在格羅斯曼的推薦下,瞭解到黎曼幾何後,簡直和遇到他的表姐一樣高興。
因為他的時空彎曲理論正好就適用於黎曼幾何。
現在,自己的理論有了堅實的數學基礎後,愛因斯坦就利用黎曼發明的度規張量研究時空彎曲。
所謂的度規張量,可以大概理解為它描述了空間的性質,表徵了空間的幾何結構。
根據這個概念,可以計算黎曼幾何中的測地線(黎曼幾何中兩點之間最短距離的那條線)等數據。
而根據測地線又可以算出曲率,曲率就是物質在空間中的運動軌跡。
光走的也是這條路徑。
至此,廣義相對論的時空結構數學模型就可以開始構建了。
而現在,李奇維的數學水平比當初的愛因斯坦還是要強不少的。
後世的物理博士生,數學也是必修課。
黎曼幾何更是大名鼎鼎,他前世的時候沒少研究,如今終於可以派上用場了。
現在,有了時空彎曲的數學處理手段。
下一步就簡單了,那就是研究不同的物質對空間的彎曲程度是什麼樣的。
比如物質的密度、質量、能量等等,對時空造成的彎曲曲率是多少。
咔咔咔!
李奇維在紙上一頓操作,整整過了半個小時。
一個方程終於被他給寫出來了。
這就是大名鼎鼎的引力場方程,也叫愛因斯坦場方程。
只不過現在嘛,要改名叫【布魯斯場方程】了。
這個方程長這樣:
左邊的式子表示時空的曲率,右邊的式子表示物質的分佈。
這個公式的文字版就是:物質告訴時空如何彎曲,時空告訴物質如何運動。
這個方程看起來好像很簡單,其實非常複雜。(見評論區)
這是一個含有十個未知量的二階非線性偏微分方程。
斷句是:二階、非線性、(偏)微分、方程。
別急,我們一點點分析,讓你明白方程到底難在哪裡。
【方程】
首先方程是什麼,大家都很清楚。
x+1=2。
這就是一個最普通簡單的方程。
【偏微分】
而微分方程,就是在普通方程的基礎上,式子中帶有未知函數及其導數的方程。
比如假設u是x的函數,則可以表示為u=f(x),u′就是u對x的導數。
那麼x+u+u′=1,這個方程就叫微分方程。(方程中u′必須有,u可以沒有)
如果微分方程中只有一個自變量的導數,則稱為常微分方程。
比如上面的式子只有x一個自變量,也只有u′這一個自變量x的導數,它就是常微分方程。
而如果u不僅是x的函數,它還是y的函數,那麼u=f(x,y)。
u′(x)就是u對x的導數,稱為偏導數;
同理,u′(y)就是u對y的導數。
那麼x+y+u′(x)+u′(y)=1,這個方程中含有兩個或以上的導數。
這種微分方程就叫做偏微分方程。