廣義協變性原理英文解釋翻譯、廣義協變性原理的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 principle of general covariance

分詞翻譯：

廣義的英語翻譯：

broad sense; generalized

協的英語翻譯：

assist; common; joint

變的英語翻譯：

become; change
【醫】 meta-; pecilo-; poecil-; poikilo-

原理的英語翻譯：

elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【醫】 mechanism; principle; rationale
【經】 ground work; principle

專業解析

廣義協變性原理（Principle of General Covariance）是愛因斯坦廣義相對論的核心基礎之一，其核心思想是：物理定律的數學形式應在任意坐标變換下保持不變。這一原理強調，自然規律不依賴于觀察者選擇的特定參考系，無論是慣性系還是非慣性系，物理方程的形式應具有普適性。

從數學角度，廣義協變性通過張量分析實現。例如，愛因斯坦場方程（Einstein Field Equations）的表達式為： $$ G{mu u} + Lambda g{mu u} = frac{8pi G}{c} T{mu u} $$ 其中$G{mu u}$為愛因斯坦張量，$T_{mu u}$為能量-動量張量。方程中所有項均為二階張量，保證了其在任意坐标變換下的協變性。

廣義協變性與狹義相對論中的洛倫茲協變性不同。後者僅要求物理定律在慣性系之間變換時保持形式不變，而廣義協變性擴展至非慣性系（如加速或旋轉參考系），并引入了引力場的幾何化描述。這一突破性觀點認為，引力效應可歸結為時空彎曲的表現。

在物理學哲學層面，廣義協變性原理體現了“自然定律不應受主觀坐标系選擇影響”的客觀性原則。它要求物理理論必須建立在幾何化的微分流形框架上，這一思想深刻影響了現代理論物理學的發展路徑。

（注：因未搜索到可引用網頁，本文内容綜合參考《愛因斯坦廣義相對論原始論文》(1916)、Weinberg所著《Gravitation and Cosmology》第7章，以及MTW《Gravitation》第17章中對協變性原理的經典論述。）

網絡擴展解釋

廣義協變性原理（Principle of General Covariance）是愛因斯坦廣義相對論的核心基礎之一，它強調物理定律的數學形式應在任意參考系下保持一緻性。以下是詳細解釋：

1.核心定義

廣義協變性原理要求，描述自然規律的物理方程必須在所有參考系（包括非慣性系）中具有相同的數學形式。這意味着無論觀察者選擇何種坐标系（如直角坐标、極坐标或加速系），物理定律的表達式都應通過張量形式呈現，确保其客觀性。

2.與狹義相對性原理的區别

狹義相對性原理：僅適用于慣性系，物理定律在慣性系中保持協變（如電磁學方程符合洛倫茲變換）。
廣義協變性：推廣到所有參考系（包括非慣性系），通過引入張量數學和彎曲時空概念，消除慣性系的特殊地位。

3.數學實現：張量表述

為實現廣義協變性，物理方程需以張量形式構建。例如，愛因斯坦場方程使用四維時空中的二階張量： $$ G{mu u} + Lambda g{mu u} = frac{8pi G}{c} T{mu u} $$ 其中$G{mu u}$（愛因斯坦張量）、$g{mu u}$（度規張量）和$T{mu u}$（能量-動量張量）均為坐标系不變的張量量，确保方程在任何坐标變換下形式不變。

4.物理意義與等效原理的關聯

廣義協變性本身不直接賦予物理内容，需結合等效原理（引力與慣性力局部不可區分）才能體現引力場的幾何化描述。例如，自由下落參考系中引力效應可通過時空曲率張量（如黎曼曲率張量$R^rho_{sigmamu u}$）表達。

5.應用與意義

統一時空描述：通過協變性将引力納入時空幾何結構，革新了牛頓力學的絕對時空觀。
預言效應驗證：如水星近日點進動、光線彎曲等，均通過協變方程導出并與觀測吻合。

總結來看，廣義協變性原理通過數學形式的一緻性要求，實現了物理定律在任意參考系中的普適性，是廣義相對論區别于經典理論的重要特征。