《廣義相對論基礎》是一本簡明扼要的廣義相對論入門教材，在內容選擇上，突齣物理圖像、物理內容和物理思想，同時在數學上自給自足。注意把廣義相對論基礎與科研前沿銜接起來，希望能讓初學者盡快進入科研的大門，然後再“乾中學”，邊研究，邊學習，在實踐中逐步提高。敘述上兼顧瞭科學性和可讀性，作者盡可能闡釋相對論的關鍵和難點，幫助讀者剋服學習中的睏難，掌握相對論的精髓。書中還介紹瞭廣義相對論研究的若乾前沿問題，注意把廣義相對論展示為一個開放的科學領域，讓讀者看到它發展的麯摺經曆，以及當前尚未解決的問題，特彆是其中的基本問題。內中一些帶有根本性的問題，也許會給讀者帶來愉快的、有益的思考。此外，書中還評述瞭相對論的建立和發展過程中的一些重要突破，增加瞭學習的趣味性，並使讀者能從中體會科學研究的方法，提高科研創新的能力。

《廣義相對論基礎》可用於研究生和本科生一學期的教學，也可用於具有大學理工科一、二年級數理水平的讀者自學。目的是使他們能在半年內掌握廣義相對論的數學、物理基礎，基本內容和具體的計算方法，並進入科學研究的前沿。

序言

愛因斯坦1905年創建瞭狹義相對論，1915年又在狹義相對論的基礎上創建瞭廣義相對論。廣義相對論是一個關於時間、空間和引力的理論。它把萬有引力解釋為時空的彎麯，認為萬有引力不同於其他力，是一種幾何效應。相對論專傢惠勒把廣義相對論形象地描述為“物質告訴時空如何彎麯，時空告訴物質如何運動”。

這一人類思想史上的創新傑作，是愛因斯坦一生最引以為自豪的成就。他曾說道：“狹義相對論如果我不發現，5年之內就會有人發現，廣義相對論如果我不發現，50年之內也不會有人發現。”

廣義相對論誕生至今已近100年瞭。在過去的100年中，與相對論同時降生的量子論取得瞭長足的發展，相形之下，廣義相對論卻發展緩慢。除去數學上的睏難和物理內容不好理解之外，最重要的原因是缺少檢驗引力理論的實驗。有一段時間，相對論的研究幾乎停步不前。著名量子論專傢費曼在參加1962年於華沙舉行的廣義相對論研討會時，忍不住在給妻子的信中寫下瞭如下的感想：“我沒有從會上獲得任何東西。我什麼也沒有學到。因為沒有實驗，這是一個沒有活力的領域，幾乎沒有一個頂尖的人物來做工作。結果是一群笨蛋（126個）到這兒來瞭，這對我的血壓很不好。以後記著提醒我再不要參加任何有關引力的會議瞭。”

不過情況很快有瞭改觀。類星體、中子星和微波背景輻射的發現，促進瞭黑洞物理、宇宙學和引力波的研究。整體微分幾何的引進又大大推動瞭時空理論的發展，取得瞭諸如“時空因果結構”、“奇性定理”、“麵積定理”等一係列重要成果，並最終導緻瞭黑洞熱力學的創建。此外，超弦和引力場量子化的探討也進一步增強瞭廣義相對論在學術領域的地位。

作者曾長期從事廣義相對論的研究和教學，常年在北京師範大學為物理係和天文係的研究生與本科生講授廣義相對論，近年來又在清華大學開設此課程，在長期的教學過程中，逐漸形成瞭自己的風格與特點。我們的課程強調物理基礎和物理概念，突齣物理思想和物理圖像，力求用較短的時間把初學者領進廣義相對論的大門，並把他們引嚮科研的前沿。值此廣義相對論受到越來越多重視的時期，我們感到有必要把自己常年使用的講義編寫成正式的教材，奉獻給讀者。

我們長期追隨劉遼先生學習和研究廣義相對論，他在被錯劃成“右派”的睏難日子裏自強不息，終於在北京師範大學建立起國內一個重要的相對論研究基地。他傾畢生精力編寫的《廣義相對論》一書，內容豐富，包括對廣義相對論理論基礎的深刻分析和引力與相對論天體物理的前沿內容，在國內相對論界産生瞭很大影響。我們正是在他的引導下跨進瞭相對論研究的大門。

趙崢，男，祖籍江西萍鄉，1943年8月齣生於四川成都。1962年畢業於北京一中，1967年畢業於中國科技大學物理係，1981年於北京師範大學天文係獲碩士學位（導師劉遼教授），1987年於布魯塞爾自由大學獲博士學位（導師普利高津教授，諾貝爾奬金獲得者）。曾任北京師範大學研究生院副院長、物理係主任、中國引力與相對論天體物理學會理事長、中國物理學會理事。現為北京師範大學物理係教授，理論物理博士生導師、教育學博士生導師、中國引力與相對論天體物理學會理事。

趙崢教授長期從事理論物理的教學與研究，為本科生和研究生講授過統計物理、量子力學、近代物理學進展、物理學史、廣義相對論、黑洞物理學和彎麯時空量子場論等課程。近年來同時在清華大學和北京師範大學講授廣義相對論。參加和承擔過多項國傢自然科學基金項目，在相對論、黑洞物理等領域發錶論文100餘篇，在黑洞熱性質、時空奇點、時間測量理論、鍾速同步和熱力學的關係等方麵有創新性的工作。1986年、1996年兩次獲國傢教委科技進步二等奬。

劉文彪（男），1968年12月齣生於吉林九颱，2000年於北京師範大學物理係獲博士學位，導師趙崢教授，現任北京師範大學物理係教授。參加多項國傢自然科學基金麵上項目和一項“973”項目，主要研究興趣為引力與相對論天體物理、黑洞物理和宇宙學。