广义相对论与宇宙学(周双勇) 2021春  课程号:PHYS5002P01
2021春  课程号:PHYS5002P01
9.2(9人评价)
  • 课程难度:困难
  • 作业多少:很多
  • 给分好坏:超好
  • 收获大小:很多
选课类别:基础 教学类型:理论课
课程类别:研究生课程 开课单位:近代物理系
课程层次:本研贯通 学分:4
课程主页:暂无(如果你知道,劳烦告诉我们!)
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自闭挂科人 2021春

考完来评一下课(

在授课方面周老师采用板书+slide,在前面的部分推导非常细致;这也使得后面的部分比较仓促,有时候只能一路念过去。不管怎么说,前面的部分体验还是很好的。

关于课程内容,周老师用的是Sean Caroll 和自编讲义,比起其他书会比较强调场论观点。我觉得还是非常升级的,*让我这样的萌萌天文壬感受到了理论物理的魅力*,但是时间安排确实有问题,受课程容量影响,宇宙学只讲了不到两周,甚至没有天体物理概论讲得多。建议这门课改叫微分几何与广义相对论(周老师说他已经尽量压缩数学了,但是真正的压缩建议参考隔壁赵文老师的课,据说数学只讲了三周,第四周就开始上爱因斯坦方程)。

习题和考试:

本学期共5次作业(原计划是6次),每次都能做到怀疑人生(这里要感谢上学期修过GR的小伙伴帮我解决疑难orz)。不过助教判分很松,只要记得按时交作业都会给到8分以上。

本学期大概是在数学部分上完的时候临时加了一个期中小测,我个人感觉比习题简单,但是好像有考完就退课的。期末的话没有太繁杂的计算,一些主要的考点周老师也都强调过,也比习题简单。虽然试卷里面的Ricci张量我是一个也没算

学习策略:

建议去听课;如果习题做得非常痛苦,可以看看课本,还有Sean Caroll 推荐的习题集。准备期末的话也可以看看Sean Caroll推荐的习题集。

推荐人群:

吃饱了没事干的天文人

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出分更新:

给了4.0,我觉得还是很奶的

按照周老师的算法似乎是先按照作业期中期末得到一个raw score,然后按rank赋分,只是不知道到底分布如何(

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摄关家之长藤原兼通哈哈,同感
yqm_2d_scientist为什么我也是天文人,感受到了理论物理的魅力之后最终促使我在理论物理和天文之间做出了选择——别碰理论物理!太反人类了! 难道是我这个天文人不够萌吗?( (呜呜) (老师,菜菜,捞捞,呜呜)
Albert回复 @yqm_2d_scientist: yqm吧,一看就发现了,太明显了
yqm_2d_scientist回复 @Albert: 是哒!那你是谁呢?

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课堂内容,作业和考试的详细内容参照@liuqianyu的评论,我下面主要说一点作为一个大二天文人的我的感受。(备注:我同一学期也在上袁业飞老师的相对论天体物理课)

 

第一节说了为什么需要gr,场方程应该有的形式,让我感觉讲得很好,于是就对后面的内容保有很高的期待。

第一章狭义相对论部分,个人感觉周老师讲的太慢了,而且感觉主要就是倒腾一些表达式,并没有让我觉得特别惊艳。(插入一下个人觉得sr讲得很好的:《从零学相对论》、《A First Course in General Gravity》)不过考虑到这部分其实就是让大家熟悉一下指标那一套东西顺便复习一下sr,也无可厚非。同时因为我之间对这部分内容相对熟悉,因此逃了不少课(

 

第二章流形和第三章曲率:噩梦开始。我个人感觉好多东西基本上就讲了一个定义,然后是各种各样的计算,以及令人绝望的作业……即使到现在,我脑子里完全是一团浆糊,微分几何连入门都远远谈不上,约等于没有学过微分几何,有时间我应该还要慢慢补。好像其他人觉得周老师这部分讲得挺详细的了,也确实花了很多时间,可能有半个学期吧,然而我即便是最好的情况也只能记住一堆数学上的东西的定义,然后作业中任何计算/证明要么花费很多的时间,要么GG。而等到期末的时候很多这部分的东西我已经基本放弃复习了,只记最基本的东西的定义和一些性质(按照俞允强的书来的),大部分周老师讲义的东西则放弃治疗了。

(呜呜呜……我一开始是看评课社区上说周老师讲的数学没有曹利民老师残暴,作业又trival,于是就这样选 了——然而现实是微分几何根本学不懂,作业无比残暴,比同期的相对论天体物理残暴了好几个数量级……直接让我放弃了选理论物理专业的想法,坚定了要成为萌萌的天文人的道路……)

这样的情况可能是我自己学习能力的问题(是我不够萌吗?),和我交流过的同学中有人认为周老师在这里讲的很多东西物理上的motivation不足,这样同时也导致了对这些数学掌握没有对应的物理图像,陷入死记硬背中。

 

第四章,引力,对于我来说是收获最大的一部分。讲了很多(经典)场论+引力波,课堂上涉及了非极小耦合,作业中还有椭圆轨道双星系统的引力波,虽然这些东西我实际上现在也不怎么会,不过(似乎)在科研中非常有用……

 

第5,6章,分别是黑洞和宇宙学,因为我选了相对论天体物理,学了大半个学期的黑洞了,于是黑洞这块绝大部分课我都逃了……从讲义来看,内容还是比较丰富的。宇宙学,太短了,可以忽略不计。

 

周老师的讲课一般开始是用slide复习,然后一节课的主要内容就是把讲义搬到黑板上,不是说这样上课方式不好,实际上我认为的很多讲课方面很好的老师都是这样的,但是个人感觉周老师讲课的方式,表达,和学生的互动,对节奏的把握上等等方面,可能因为不久前才担任教职,(好像周老师之前是国外一个研究生的研究员,然后直接到了妮可当了正教授),我个人感觉,和袁业飞,潘海俊等对课堂炉火纯青的讲授还存在一些差距。(不太好具体描述,只能说个人感觉相对而言周老师的课堂比较容易走神)(这就是你逃课的理由?)

 

整个课程因为我逃课不少,上课要么听不懂,要么觉得学过了,于是收获最大的是做的作业,特别是第4章以及之后的作业,有些题目经过思考不管以什么方式(包括和同学讨论(让同学给你发解答,看了觉得这位同学做的肯定不对233),查arXiv上的文章)最后把解答写出来了,其收获不亚于一节袁业飞老师的相对论天体物理课。所以我觉得作业才是这门课的精华所在。

(大约两周到一个月一次,一学期共5次,做好一道题一上午的准备)(建议有不止一个小伙伴能和你讨论,不然会自闭的)

 

关于考试:

有一次期中小测,只占10%

然而这场期中考在电动力学期中考前两天,于是我电动就只来得及看笔记而没复习,于是我电动力学期中37分(满分100)

 

期末占70%

最后一节课一定要来,周老师会说什么地方不是重点(应该就是不考?),于是剩下的内容就没什么内容了……(不考的内容在科研上其实非常重要)(虽然我觉得我听周老师课之后仍然非常不明白……呜呜呜……)

这次我吸取了经验教训,几乎全部的时间都去复习电动力学去了。留给广义相对论复习的时间可能凑不齐半天……

 

没有样卷之类的,也没法参考作业,老师说考试肯定比作业题简单,(不然2小时做不来一题),但不知道简单多少啊!

我抱着只有10分会做的心情上考场,但是感谢上帝,感谢周老师浓浓的师生情,考完个人感觉只有10分的题目我是瞎写的。最后总评刚好95,好耶!

(然而电动力学期末也不得行……)

(是电动,是潘老师的电动力学被我优先考虑的,明明各方面都是更多的投入的……听课也好,作业也好,还是考试复习也好)(假装自己是白学家)

 

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Delta明年冲gr,这就去打数学基础(
摄关家之长藤原兼通好像老师给分很照顾大二的。。。。。。
yqm_2d_scientist回复 @Delta: 冲鸭! 不过有一说一,好像拓扑,流行等等这些玩意,好像不止在gr中有用
yqm_2d_scientist回复 @摄关家之长藤原兼通: 听说本科生和研究生成绩可以分开给,但是本科生不同年段之间之间也能分开给吗?茫然.jpg
摄关家之长藤原兼通回复 @yqm_2d_scientist: 这取决于老师了。。。。。。没有硬规定
yqm_2d_scientist补充一下 学期开始时我和我的两个舍友一起上gr 到了期中考试那会,两个舍友都退课了…… 呜呜呜……
liuqianyu回复 @yqm_2d_scientist: 几何和拓扑确实很重要,在高能和凝聚态都涉及到很多

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MM 2021春

就像前面同学提到的周老师的GR更侧重于从场论角度构造GR which is how most modern physicists view GR。从topology到differential manifold到general formulation of GR最后到Schwarzchild metric, Penrose diagram, Perturbation theory 和cosmology,整个理论框架的逻辑非常的清晰,没有逻辑论证上的ambiguity,非常适合理论物理的学生去学习。

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yqm_2d_scientist确实 由于之前学过一点gr 这学期学周老师的课收获最大就是(经典)场论(假装会计算)

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USTC学水 2021春

  如楼上所说,前面部分还是讲得很详细的,即使没有学过狭义相对论也没问题,会讲的很清楚。具体来说曲率之前的章节还是很友好的,但是从曲率开始不预习直接听似乎不太行,很难跟得上老师的节奏。后三分之一的内容(大约是场方程结束之后)就有点离谱了,基本是直接丢出一个结论,推导也基本不在黑板上写了(毕竟太长了),可能这课讲一学期还是太紧张了,以及事实上数学讲的挺少的,远远谈不上入门微分几何。

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Albert 2021春

我觉得周老师上课的框架很清晰,不过我觉得如果要理解物理图像,自己也得下苦功。

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liuqianyu 2021春

这学期修了这门课,提前一年,据我有限调查,很多提前修的同学成绩都不错。

周老师用的具体指标,主线是跟着sean carroll走,也有一些有意思的东西。学期开始是狭义相对论,主要是用指标和几何语言把理论重新表述一遍。然后讲授必要的几何语言,也就是微分形式,协变导数,测地线,曲率,测地偏移等内容。这学期的数学用掉很多时间。接下来从作用量出发构建广义相对论,并且讲了一些修正引力和非最小耦合(可能也有作为例子的原因),这里需要学到的应该是用几何量构造理论以及如何耦合物质场。接着是微扰,以此取到Newtonian limit,验证我们的场方程常数的正确性,还有引力波,这是很著名的成果,研究它的传播、产生以及辐射,这里也涉及到一点引力理论不同规范的选取,不过很少。下一个重头戏是黑洞,史瓦兹黑洞、克尔黑洞等,史瓦兹黑洞讲了一点观测检验(水星进动),但是黑洞的具体形式并不是重点,重点是对一般的度规的分类以及在这些度规下对时空进行研究。这里提到了event horizon,ergosurface,killing horizon等东西。最后是宇宙学,从FRW度规到inflation,走马观花地看了一遍。

作业上,五次作业,到后面由于时间不足而讲得较为简略,作业和讲义的gap有变大(老师的原话大概是:在作业中学会东西),例如习题需要的角动量的引力辐射我是在朗道场论中学会的,老师的讲义中则完全没有。回过头看作业没有很大的问题(难算是真的难算)。教学上,前面数学和狭义相对论用的时间可能偏多了,越讲到后面越急,到最后甚至是变成纯ppt,这应该是这门课本身的矛盾:广义相对论和宇宙学,这两者难以在这么少的课时兼得。总体来说各种东西都涉及到了,有意思的包括用正交归一基底来耦合狄拉克场、各种修正引力和现代理论物理的一些疑难。

考试则较平时作业更简单,但是一如既往地难算(或者是我没找到方法)。注意的是从大二开始每个年级都有上这个课的,可能某年就会卷爆)

真的想学好,那一定要留出充足的时间,阅读各种资料(包括上世纪的论文),练好算功,精通计算各种几何量。我最后是所有事情都堆在一起,非常痛苦,也有些科目缺少复习时间而暴毙了。

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yqm_2d_scientist你都调查了谁(手动狗头)

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~~~~~~ 2021春

 这学期自视过高,轻易就选了广义相对论的课程,这是一门非常困难的课程。周老师的课程主线按照Sean Carrol的书展开,基本上涵盖了广相的入门知识点。学期一开始,会先介绍数学的许多知识,但私以为作为理论物理的学生,也不能只会上标下标的写,学习一些数学人的语言也是非常有必要的。期间,周老师的课程补充了许许多多的内容,让我映像深刻的就是通过Riemann正规系数lorentz变换的自由度,计算黎曼张量的自由分量数目。许多我们自己读书很难了解的部分,周老师都会涉及,也算是给我们进一步学习指明一个方向。
关于作业,作业一共有五次,每次都非常的困难,即使有mathematica(推荐一下xtensor,xpertub软件包)也非常的难以完成。最复杂的一道题目是计算椭圆双星轨道的引力波,我思考了许久就把它空着了。最后助教老师给分也很好,基本态度认真做,都在9-10分。

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yqm_2d_scientist呜呜 读书很难理解的部分上课也很难理解…… 对我来说上课的部分内容好像在告诉我——快逃,不要看这些书! 呜呜呜 yqm变成了yq呜……
自闭挂科人那道题能找到原始论文,论文上前后算了有三页(

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Zephyr 2021春

我不是理论物理专业的,选这门课完全是由于个人兴趣。虽然学了这门课之后我并不认为我对广相有了什么深入的理解,许多东西只是停留在会套公式的层次上,但是很多内容(尤其是黑洞和宇宙学的部分)还是让我开了眼界。要说收获最大的部分,还是期中前的数学介绍,这些数学我是不可能在其他地方学到的。可以看出周老师很想把这门课上好,但是由于课时限制,能让我一瞥理论物理的高深,已经是非常不错了。

周老师给分也非常nice,我一个非理论物理专业的都能水到一个不错的成绩2333

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关于课堂内容,我的看法和前面的学水学长一样。如果Sean Carroll 的书啃起来太过于困难的话,可以拿佟大为的讲义作为辅助,对广义相对论的一些基础知识的理解很有帮助。我个人就是发现这个讲义发现的太晚了 导致最后两次作业做的稀烂,看完讲义之后发现题目难度也就那样。(当然,引力波不会的还是不会)

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周双勇

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