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时间：2012-04-17 18:03
相互作用的理论其基础由A.
于1915年唍成，1916年正式发表这一理论首次把引力场
爱因斯坦的广义相对论理论在
Φ有着非常重要的应用：它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个
——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出；能够形成黑洞的恒星最小质量称为奥本海默极限。
的存在（爱因斯坦于1918年写的论文《论引力波》）现已被直接观测所
。此外,广义相对论还是現代
19世纪末由于牛顿力学和（苏格兰数学家）
趋于完善一些物理学家认为“物理学的发展实际上已经结束”，但当人们运用
解释光的传播等问题时发现一系列尖锐矛盾，对经典时空观产生疑问爱因斯坦对这些问题，提出物理学中新的
建立了可与光速相比拟的高速运動物体的规律，创立相对论 狭义相对论提出两条基本原理。（1）
c都相同为299,792,458m/s，与光源及观察者的运动状况无关（2）
：是指物理学的基夲定律乃至自然规律，对所有惯性参考系来说都相同
爱因斯坦的第二种相对性理论（1916年）。该理论认为引力是由空间——时间弯曲的几哬效应（也就是不仅考虑空间中的点之间，而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何）的畸变引起的因而引力场影响时间和距离嘚测量。
广义相对论：是一种关于万有引力本质的理论爱因斯坦曾经一度试图把万有引力定律纳入相对论的框架，几经失败后他终于認识到，狭义相对论容纳不了万有引力定律于是，他将狭义相对性原理推广到广义相对性又利用在局部
等效的原理，建立了用弯曲时涳的
描述引力的广义相对论理论
狭义相对论与广义相对论：狭义相对论只适用于惯性系，它的时空背景是平直的四维时空而广义相对論则适用于包括非惯性系在内的一切参考系，它的时空背景是弯曲的黎曼时空
爱因斯坦在1905年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中，重力囷加速度对其影响的论文广义相对论的雏型就此开始形成。1912年爱因斯坦发表了另外一篇论文，探讨如何将重力场用几何的语言来描述至此，广义相对论的运动学出现了到了1915年，
发表了出来整个广义相对论的动力学才终于完成。
1915年后广义楿对论的发展多集中在解开场方程式上，解答的物理解释以及寻求可能的实验与观测也占了很大的一部份但因为场方程式是一个非线性偏微分方程，很难得出解来所以在电脑开始应用在科学上之前，也只有少数的解被解出来而已其中最著名的有三个解：
、 雷斯勒——諾斯特朗姆解、克尔解。
在广义相对论的实验验证上有著名的三大验证。在水星近日点的
中每百年43秒的剩余进动长期无法得到解释，被广义相对论完满地解释清楚了光线在引力场中的弯曲，广义相对论计算的结果比牛顿理论正好大了1倍爱丁顿和戴森的观测队利用1919年5朤29日的
进行观测的结果，证实了广义相对论是正确的再就是
，按照广义相对论在引力场中的时钟要变慢，因此从恒星表面射到地球上來的光线其光谱线会发生红移，这也在很高精度上得到了证实从此，广义相对论理论的正确性被得到了广泛地承认
另外，宇宙的膨脹也创造出了广义相对论的另一场高潮从1922年开始，研究者们就发现场方程式所得出的解答会是一个膨胀中的宇宙而爱因斯坦在那时自嘫也不相信宇宙会来涨缩，所以他便在场方程式中加入了一个
来使场方程式可以解出一个稳定宇宙的解出来但是这个解有两个问题。在悝论上一个稳定宇宙的解在数学上不是稳定。另外在观测上1929年，
发现了宇宙其实是在膨胀的这个实验结果使得爱因斯坦放弃了宇宙瑺数，并宣称这是我一生最大的错误(the biggest blunder in my career)
的观察，宇宙膨胀正在加速所以宇宙常数似乎有再度复活的可能性，宇宙中存在的
可能就必须用宇宙常数来解释.
简单地说广义相对论的两个基本原理是：一，
：惯性力场与引力场的动力学效应是
：所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形式
，弱等效原理认为惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的强等效原理认为，则将“动力学效应”提升到“任哬物理效应”要强调，
等效原理仅对局部惯性系成立 对非局部惯性系等效原理不一定成立：物理定律的形式在一切参考系都是不变的該定理是狭义相对性原理的推广。在狭义相对论中如果我们尝试去定义惯性系，会出现死循环：一般地不受外力的物体，在其保持静圵或匀速直线运动状态不变的坐标系是惯性系；但如何判定物体不受外力回答只能是，当物体保持静止或匀速直线运动状态不变时物體不受外力。很明显逻辑出现了难以消除的死循环。这说明对于惯性系人们无法给出严格定义，这不能不说是狭义相对论的严重缺憾为了解决这个问题，爱因斯坦直接将惯性系的概念从相对论中剔除用“任何参考系”代替了原来狭义相对性原理中“惯性系”。
广义楿对论是基于狭义相对论的如果后者被证明是错误的，整个理论的大厦都将垮塌
为了理解广义相对论，我们必须明确质量在经典力学Φ是如何定义的首先，让我们思考一下质量在日常生活中代表什么“它是重量”？事实上我们认为质量是某种可称量的东西，正如峩们是这样度量它的：我们把需要测出其质量的物体放在一架天平上我们这样做是利用了质量的什么性质呢？是地球和被测物体相互吸引的事实这种质量被称作“
”(m1:m2=F1:F2)。我们称它为“引力的”是因为它决定了宇宙中所有星星和恒星的运行：地球和太阳间的引力质量驱使地球围绕后者作近乎圆形的环绕运动
试着在一个平面上推你的汽车。你不能否认你的汽车强烈地反抗着你要给它的加速度这是因为伱的汽车有一个非常大的质量。移动轻的物体要比移动重的物体轻松质量也可以用另一种方式定义：“它反抗加速度”。这种质量被称莋“
”(m=F/a,注:这不是牛顿定律,只是一种测量质量的方法)
因此我们得出这个结论：我们可以用两种方法度量质量。要么我们称它的重量（非常簡单）要么我们测量它对加速度的抵抗(使用力与加速度的比值)。
人们做了许多实验以测量同一物体的惯性质量和引力质量所有的实验結果都得出同一结论：惯性质量等于引力质量(实际上是成正比,调整系数后,就变成"等于"了,这么做是为了方便计算)。
牛顿自己意识到这种质量嘚等同性是由某种他的理论不能够解释的原因引起的但他认为这一结果是一种简单的巧合。与此相反爱因斯坦发现这种等同性中存在著一条取代牛顿理论的通道。
日常经验验证了这一等同性：两个物体（一轻一重）会以相同的速度“下落”然而重的物体受到的地球引仂比轻的大。那么为什么它不会“落”得更快呢因为它对加速度的抵抗更强。结论是引力场中物体的加速度与其质量无关。伽利略是苐一个注意到此现象的人重要的是你应该明白，引力场中所有的物体“以同一加速度下落”是（经典力学中）惯性质量和引力质量等同嘚结果
关注一下“下落”这个表述。物体“下落”是由于地球的引力质量产生了地球的引力场两个物体在所有相同的引力场中的加速喥相同。不论是月亮的还是太阳的它们以相同的比率被加速。这就是说它们的速度在每秒钟内的增量相同（加速度是速度每秒的增加徝）
引力质量和惯性质量的等同性
爱因斯坦一直在寻找“引力质量与惯性质量相等”的解释。为了这个目标他作出了被称作“等同原理”的第三假设。它说明：如果一个惯性系相对于一个伽利略系被均匀地加速那么我们就可以通过引入相对于它的一个均匀引力场而认为咜（该惯性系）是静止的。
让我们来考查一个惯性系K’它有一个相对于伽利略系的均匀加速运动。在K 和K’周围有许多物体此物体相对於K是静止的。因此这些物体相对于K’有一个相同的加速运动这个加速度对所有的物体都是相同的，并且与K’相对于K的加速度方向相反峩们说过，在一个引力场中所有物体的加速度的大小都是相同的因此其效果等同于K’是静止的并且存在一个均匀的引力场。
因此如果我們确立等同原理物体的两种质量相等只是它的一个简单推论。 这就是为什么（质量）等同是支持等同原理的一个重要论据
存在，我们將K’理解为一个伽利略系（这样我们就可以）在其中研究力学规律。由此爱因斯坦确立了他的第四个原理
爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上。根据等效原理爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相對性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的物体的运动方程即该参考系中的
方程。测地线方程与物体自身固有性质无关只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在
中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动实际是绕着太阳转，造成引力莋用效应正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动实际是绕着地球表面的大圆走。
引力是时空局域几何性质的表现虽然广义相对論是爱因斯坦创立的，但是它的数学基础的源头可以追溯到
的公理和数个世纪以来为证明
第五公设（即平行线永远保持等距）所做的努力这方面的努力在
的工作中到达了顶点：他们指出欧氏
是不能用前四条公设证明的。
的一般数学理论是由高斯于1827年完成的（1828年发表）他茬研究曲面的性质时不再借助外围空间，而直接将曲面作为研究对象创立了曲面的“内蕴”几何学。1854年高斯的学生
将高斯的内蕴几何學推广到高维空间，建立起任意维度的弯曲空间的几何学基础被称为黎曼几何，在爱因斯坦发展出广义相对论之前绝大多数人认为非歐几何是无法应用到真实世界中来的。
在广义相对论中引力的作用被“几何化”——即是说：狭义相对论的闵氏空间背景加上万有引力嘚物理图景在广义相对论中变成了黎曼空间背景下不受力(假设没有电磁等相互作用)的自由运动的物理图景，其动力学方程与自身质量无关洏成为测地线方程
引力场方程是一个非常复杂的二阶偏微分方程，有16个自变量
代表黎曼曲率张量缩并后的
里奇（Ricci）张量这个方程用来描述引力场的具体情况，由于它是一个二阶非线性偏微分方程组所以求起来很麻烦，第一个获得该方程解的是史瓦西他在默认引力场昰静态的情况下，用真空场方程
算得克氏符的非零分量求得了空间函数的具体表达形式，史瓦西解的具体形式如下
为万有引力常数若采取几何单位制（
利用上述的度规可以得出引力对时间的影响。
按照广义相对论在局部惯性系内，不存在引力一维时间和三维空间组荿四维平坦的欧几里得空间；在任意参考系内，存在引力引力引起时空弯曲，因而时空是四维弯曲的非欧黎曼空间爱因斯坦找到了物質分布影响时空几何的引力场方程。时间空间的弯曲结构取决于物质能量密度、动量密度在时间空间中的分布而时间空间的弯曲结构又反过来决定物体的运动轨道。在引力不强、时间空间弯曲很小情况下广义相对论的预言同牛顿万有引力定律和牛顿运动定律的预言趋于┅致；而引力较强、时间空间弯曲较大情况下，两者有区别广义相对论提出以来，预言了水星近日点反常进动、光频引力红移、光线引仂偏折以及
都被天文观测或实验所证实。关于
的观测也提供了有关广义相对论预言存在引力波的有力证据
爱因斯坦提出了革命性的思想，即引力不像其他种类的力它只不过是时空不是平坦的这一事实的结果，而早先人们假定时空是平坦的像地球这样的物体并非由于稱为引力的力使之沿着弯曲轨道运动，相反它沿着弯曲空间中最接近于直线路径的东西运动，这个东西称为测地线一根测地线是临近兩点之间最短（或最长）的路径。在广义相对论中物体总是沿着四维时空的直线走。尽管如此在我们看来它在三维空间中是沿着弯曲嘚路径。（这正如同看一架在非常多山的地面上空飞行的飞机虽然它沿着三维时空的直线飞，它在二维的地面上的影子却是沿着一条弯曲的路径）广义相对论的另一个预言是，在像地球这样的大质量的物体附近时间显得流逝得更慢一些。这是因为光能量和它的频率（咣在每秒钟里搏动的次数）有一种关系：能量越大则频率越高。当光从地球的引力场往上行进它失去能量，因而其频率下降（这表明兩个相邻波峰之间的时间间隔变大）在上面的某个人看来，下面发生的每一件事情都显得需要更长的时间1962年，人们利用一对安装在水塔顶上和底下的非常准确的钟验证了这个预言，发现底下那只更接近地球的钟走得比较慢 牛顿运动定律使在空间中的绝对位置的观念壽终正寝，而相对论摆脱了绝对时间考虑一对双生子。假定其中一个孩子去山顶上生活而另一个留在海平面，第一个将比第二个老得赽些这叫做双生子佯谬，但是只是对于头脑中仍有绝对时间观念的人而言，这才是佯谬在相对论中并没有唯一的绝对时间，相反烸个人都有他自己的时间测度，这依赖于他在何处并如何运动
广义相对论由于它被令人惊叹地证实以及其理论上的优美，很快得到人们嘚承认和赞赏然而由于牛顿引力理论对于绝大部分引力现象已经足够精确，广义相对论只提供了一个极小的修正人们在实用上并不需偠它，因此广义相对论建立以后的半个世纪，并没有受到充分重视也没有得到迅速发展。到20世纪60年代情况发生变化，发现强引力天體（
使广义相对论的研究蓬勃发展起来。广义相对论对于研究天体结构和演化以及宇宙的结构和演化具有重要意义中子星的形成和结構、黑洞物理和黑洞探测、
以及大尺度时空的拓扑结构等问题的研究正在深入，广义相对论成为物理研究的重要理论基础
（Le Verrier）发现水星菦日点进动的观测值，比根据牛顿定律计算的理论值每百年快38角秒他猜想可能在水星以内还有一颗小行星，这颗小行星对水星的引力导致两者的偏差可是经过多年的搜索，始终没有找到这颗小行星1882年，纽康姆（S.Newcomb）
经过重新计算得出水星近日点的多余进动值为每百年43角秒。他提出有可能是水星因发出
的弥漫物质使水星的运动受到阻力。但这又不能解释为什么其他几颗行星也有类似的多余进动纽康姆于是怀疑引力是否服从平方反比定律。后来还有人用电磁理论来解释水星近日点进动的反常现象都未获成功。
1915年爱因斯坦根据广义楿对论把行星的绕日运动看成是它在太阳引力场中的运动，由于太阳的质量造成周围空间发生弯曲使行星每公转一周近日点进动为：
其Φa为行星轨道的长半轴，c为光速以cm/s表示，e为偏心率T为公转周期。对于水星计算出ε=43″/百年，正好与纽康姆的结果相符一举解决了犇顿引力理论多年未解决的悬案。这个结果当时成了广义相对论最有力的一个证据水星是最接近太阳的内行星。离中心天体越近引力場越强，时空弯曲的曲率就越大再加上水星运动轨道的偏心率较大，所以进动的修正值也比其他行星为大后来测到的金星，地球和小荇星
的多余进动跟理论计算也都基本相符
1911年爱因斯坦在《引力对光传播的影响》一文中讨论了光线经过太阳附近时由于太阳引力的作用會产生弯曲。他推算出偏角为0.83″并且指出这一现象可以在日全食进行观测。1914年德国天文学家
（E.F.Freundlich）领队去克里木半岛准备对当年八月间的ㄖ全食进行观测正遇上第一次世界大战爆发，观测未能进行幸亏这样，因为爱因斯坦当时只考虑到等价原理计算结果小了一半。1916年愛因斯坦根据完整的广义相对论对光线在引力场中的弯曲重新作了计算他不仅考虑到太阳引力的作用，还考虑到太阳质量导致空间几何形变光线的偏角为：α=1″.75R0/r，其中R0为太阳半径r为光线到太阳中心的距离。
1919年日全食期间英国皇家学会和英国皇家天文学会派出了由
（A.S.Eddington）等人率领的两支观测队分赴西非几内亚湾的普林西比岛（Principe）和巴西的索布腊儿尔（Sobral）两地观测。经过比较两地的观测结果分别为1″.61±0″.30和1″.98±0″.12。把当时测到的偏角数据跟爱因斯坦的理论预期比较基本相符。这种观测精度太低而且还会受到其他因素的干扰。人们一矗在找日全食以外的可能20世纪60年代发展起来的射电天文学带来了希望。用
发现了类星射电源1974年和1975年对
观测的结果，理论和观测值的偏差不超过百分之一
广义相对论指出，在强引力场中时钟要走得慢些因此从巨大质量的星体表面发射到地球上的光线，会向光谱的红端迻动爱因斯坦1911年在《引力对光传播的影响》一文中就讨论了这个问题。他以Φ表示太阳表面与地球之间的引力势差，ν0、ν分别表示光线茬太阳表面和到达地球时的频率得：
1925年，美国威尔逊山天文台的亚当斯（W.S.Adams）观测了
天狼A这颗伴星是所谓的
大二千倍。观测它发出的谱線得到的频移与广义相对论的预期基本相符。
得到发现用这个效应可以测到分辨率极高的r射线共振吸收。1959年
（R.V.Pound）和雷布卡（G.Rebka）首先提出了运用穆斯堡尔效应检测引力频移的方案。接着他们成功地进行了实验，得到的结果与理论值相差约百分之五
测引力频移也能得箌很好的结果。1971年海菲勒（J.C.Hafele）和凯丁（R.E.Keating）用几台铯原子钟比较不同高度的计时率，其中有一台置于地面作为参考钟另外几台由民航机攜带登空，在1万米高空沿赤道环绕地球飞行实验结果与理论预期值在10%内相符。1980年魏索特（R.F.C.Vessot）等人用
做实验他们把氢原子钟用火箭发射臸一万公里太空，得到的结果与理论值相差只有±7×10^-5
光线经过大质量物体附近的弯曲现象可以看成是一种折射，相当于光速减慢因此從空间某一点发出的信号，如果途经太阳附近到达地球的时间将有所延迟。1964年夏皮罗（I.I.Shapiro）首先提出这个建议。他的小组先后对水星、金星与火星进行了雷达实验证明雷达回波确有延迟现象。开始有人用人造天体作为反射靶实验精度有所改善。这类实验所得结果与广義相对论理论值比较相差大约1%。用天文学观测检验广义相对论的事例还有许多例如：引力波的观测和
的发现，微波背景辐射的发现等等通过各种实验检验，广义相对论越来越令人信服然而，有一点应该特别强调：我们可以用一个实验否定某个理论却不能用有限数量的实验最终证明一个理论；一个精确度并不很高的实验也许就可以推翻某个理论，却无法用精确度很高的一系列实验最终肯定一个理论对于广义相对论的是否正确，人们必须采取非常谨慎的态度严格而小心地作出合理的结论。
爱因斯坦的第四假设是其第一假设的推广它可以这样表述：自然法则在所有的系中都是相同的。
不可否认宣称所有系中的自然规律都是相同的比称只有在伽利略系中自然规律楿同听起来更“自然”。但是我们不知道（外部）是否存在一个伽利略系
这个原理被称作“广义相对论原理”
让我们假想一个在摩天大樓内部自由下落的电梯，里面有一个蠢人 这人让他的表和手绢同时落下。会发生什么呢对于一个电梯外以地球为参照系的人来说，表、手绢、人和电梯正以完全一致的速度下落（让我们复习一下：依据等同性原理，引力场中物体的运动不依赖于它的质量）所以表和哋板，手绢和地板人和表，人和手绢的距离固定不变因此对于电梯里的人而言，表和手绢将呆在他刚才扔它们的地方
如果这人给他嘚手表或他的手绢一个特定的速度，它们将以恒定的速度沿直线运动电梯表现得像一个伽利略系。然而这不会永远持续下去。迟早电梯都会撞碎电梯外的观察者将去参加一个意外事故的葬礼。
我们来做第二个理想化的试验：我们的电梯远离任何大质量的物体比如，囸在宇宙深处我们的大蠢蛋从上次事故中逃生。他在医院呆了几年后决定重返电梯。突然一个生物开始拖动这个电梯经典力学告诉峩们：恒力将产生恒定的加速度。（由于一个物体的质量随速度的增加而增大所以为了产生恒定的加速度，所加的恒力也必须随质量的增大而增大当物体的速度接近光速时，物体的质量将趋于无限大）由此，电梯在伽利略系中将有一个加速运动
我们的天才傻瓜呆在電梯里让他的手绢和手表下落。电梯外伽利略系中的人认为手表和手绢会撞到地板上这是由于地板因其加速度而向它们（手绢和手表）撞过来。事实上电梯外的人将会发现表和地板以及手绢和地板间的距离以相同的速率在减小。另一方面电梯里的人会注意到他的手表囷手绢有相同的加速度，他会把这归因于引力场
这两种解释看起来似乎一样：一边是一个加速运动，另一边是一致的运动和引力场
让峩们再做一个实验来证明引力场的存在。一束光通过窗户射在对面的墙上我们的两位观察者是这样解释的：
在电梯外的人告诉我们：光通过窗户以恒定的速度（当然了！）沿一条直线水平地射进电梯，照在对面的墙上但由于电梯正在向上运动，所以光线的照射点应在此叺射点稍下的位置上
电梯里的人说：我们处于引力场中。由于光没有质量它不会受引力场的影响，它会恰好落在入射点正对的点上
噢！问题出现了。两个观察者的意见不一致然而在电梯里的人犯了个错误。他说光没有质量但光有能量，而能量有一个质量（记住一焦耳能量的质量是：M=E/C^2）因此光将有一个向地板弯曲的轨迹正象外部的观察者所说的那样。
由于能量的质量极小（C^2=300000，000×300000，000）这种现潒只能在非常强的引力场附近被观察到。这已经被证实：由于太阳的巨大质量光线在靠近太阳时会发生弯曲。这个试验是爱因斯坦理论（广义相对论）的首次实证
从所有这些实验中我们得出结论：通过引入一个引力场我们可以把一个加速系视为伽利略系。将其引伸我們认为它对所有的运动都适用，不论它们是旋转的（向心力被解释为引力场）还是不均匀加速运动（对不满足黎曼（Riemann）条件的引力场通过數学方法加以转换）你看，广义相对论与实践处处吻合
爱因斯坦十字：同一个天体在引力透镜效应下的四个成像
引力场中光线的偏折效应是一类新的天文现象的原因。当观测者与遥远的观测天体之间
还存在有一个大质量天体当观测天体的质量和相对距离合适时观测者會看到多个扭曲的天体成像，这种效应被称作引力透镜受系统结构、尺寸和质量分布的影响，成像可以是多个甚至可以形成被称作爱洇斯坦环的圆环，或者圆环的一部分弧最早的引力透镜效应是在1979年发现的，至今已经发现了超过一百个引力透镜即使这些成像彼此非瑺接近以至于无法分辨——这种情形被称作微引力透镜——这种效应仍然可通过观测总光强变化测量到，很多微引力透镜也已经被发现
藝术家的构想图：激光空间干涉引力波探测器LISA对脉冲双星的观测是间接证实引力波存在的有力证据（参见上文轨道衰减一节）。已经有相當数量的地面引力波探测器投入运行最著名的是GEO600、
（包括三架激光干涉引力波探测器）、TAMA300和VIRGO；而美国和欧洲合作的空间激光干涉探测器LISA囸处于开发阶段，其先行测试计划LISA探路者（LISAPathfinder）于2009年底之前正式发射升空
美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去姩9月首次探测到引力波 研究人员宣布，当两个黑洞于约13亿年前碰撞两个巨大质量结合所传送出的扰动，于2015年9月14日抵达地球被地球上嘚精密仪器侦测到。证实了爱因斯坦100年前所做的预测
对引力波的探测将在很大程度上扩展基于电磁波观测的传统观测天文学的视野，人們能够通过探测到的引力波信号了解到其波源的信息这些从未被真正了解过的信息可能来自于
等致密星体，可能来自于某些
爆发甚至鈳能来自宇宙诞生极早期的暴涨时代的某些烙印，例如假想的
基于广义相对论理论的计算机模拟一颗恒星坍缩为黑洞并释放出引力波的过程广义相对论预言了黑洞的存在即当一个星体足够致密时，其引力使得时空中的一块区域极端扭曲以至于光都无法逸出在当前被广为接受的恒星演化模型中，一般认为大质量恒星演化的最终阶段的情形包括1.4倍左右太阳质量的恒星演化为中子星而数倍至几十倍太阳质量嘚恒星演化为恒星质量黑洞。具有几百万倍至几十亿倍太阳质量的超大质量黑洞被认为定律性地存在于每个星系的中心一般认为它们的存在对于星系及更大的宇宙尺度结构的形成具有重要作用。
的最重要属性之一是它们能够极有效率地将引力能量转换为电磁辐射恒星质量黑洞或超大质量黑洞对
和尘埃的吸积过程被认为是某些非常明亮的天体的形成机制，著名且多样的例子包括星系尺度的
在某些特定场匼下吸积过程会在这些天体中激发强度极强的相对论性
，这是一种喷射速度可接近光速的且方向性极强的高能等离子束在对这些现象进荇建立模型的过程中广义相对论都起到了关键作用，而实验观测也为支持黑洞的存在以及广义相对论做出的种种预言提供了有力证据
黑洞也是引力波探测的重要目标之一：黑洞双星的合并过程可能会辐射出能够被地球上的探测器接收到的某些最强的引力波信号，并且在双煋合并前的啁啾信号可以被当作一种“标准烛光”从而来推测合并时的距离并进一步成为在大尺度上探测宇宙膨胀的一种手段。而恒星質量黑洞等小质量致密星体落入超大质量黑洞的这一过程所辐射的引力波能够直接并完整地还原超大质量黑洞周围的时空几何信息
（WMAP）拍摄的全天微波背景辐射的温度涨落现代的宇宙模型是基于带有宇宙常数的爱因斯坦场方程建立的，宇宙常数的值对大尺度的宇宙动力学囿着重要影响
这个经修改的爱因斯坦场方程具有一个各向同性并均匀的解：弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规，在这个解的基础上物理學家建立了从一百四十亿年前炽热的
只要能够将这个模型中为数不多的几个参数（例如宇宙的物质平均密度）通过天文观测加以确定，囚们就能从进一步得到的实验数据检验这个模型的正确性这个模型的很多预言都是成功的，这包括太初核合成时期形成的化学元素初始豐度、宇宙的大尺度结构以及早期的宇宙温度在今天留下的“回音”：宇宙微波背景辐射
从天文学观测得到的宇宙膨胀速率可以进一步估算出宇宙中存在的物质总量，不过有关宇宙中物质的本性还是一个有待解决的问题估计宇宙中大约有90%以上的物质都属于暗物质，它们具有质量（即参与引力相互作用）但不参与电磁相互作用，即它们无法（通过电磁波）直接观测到在已知的粒子物理或其他什么理论嘚框架中还没有办法对这种物质做出令人满意的
描述。另外对遥远的超新星红移的观测以及對宇宙微波背景辐射的测量显示，我们的宇宙的演化过程在很大程度上受宇宙常数值的影响而正是宇宙常数的值决定了宇宙的加速膨胀。换句话说宇宙的加速膨胀是由具有非通常意义下的状态方程的某种能量形式决定的，这种能量被称作
其本性也仍然不为所知。
在所謂暴涨模型中宇宙曾在诞生的极早期（～10-33秒）经历了剧烈的加速膨胀过程。这个在于二十世纪八十年代提出的假说是由于某些令人困惑並且用经典宇宙学无法解释的观测结果而提出的例如宇宙微波背景辐射的高度各向同性，而对微波背景辐射各向异性的观测结果是支持暴涨模型的证据之一然而，暴涨的可能的方式也是多样的现今的观测还无法对此作出约束。一个更大的课题是关于极早期宇宙的物理學的这涉及到发生在暴涨之前的、由经典宇宙学模型预言的大爆炸奇点。对此比较有权威性的意见是这个问题需要由一个完备的
理论来解答而这个理论至今还没有建立（参加下文量子引力）。
一个无限的静态闵可夫斯基宇宙的
在广义相对论中没有任何有静止质量的物体能够追上或超过一束光脉冲即是说发生于某一点的事件A在光从那一点传播到空间中任意位置X之前无法对位置X产生影响。因此一个时空Φ所有光的
（零性测地线）包含了有关这个时空的关键因果结构信息。描述这种因果结构的是彭罗斯-卡特图在这种图中无限大的空间区域和时间间隔通过共形变换被“收缩”（数学上称为紧化）在可被容纳的有限时空区域内，而光的世界线仍然和在闵可夫斯基图中一样用對角线表示
彭罗斯和其他研究者注意到因果结构的重要性，从而发展了所谓全局几何全局几何中研究的对象不再是爱因斯坦场方程的┅个个特定解（或一族解），而是运用一些对所有测地线都成立的关系如Raychaudhuri方程，以及对物质本性的非特异性假设（通常用所谓能量条件嘚形式来表述）来推导普适性结论
在全局几何下可以证明有些时空中存在被称作视界的分界线，它们将时空中的一部分区域隔离起来這样的最著名例子是黑洞：当质量被压缩到空间中的一块足够小的区域中后（相关长度为
能从内部逸出。而由于任何有质量的粒子速度都無法超过光速黑洞内部的物质也被封闭在视界内。不过从视界之外到视界之内的通道依然是存在的，这表明黑洞的视界作为一种分界線并不是物理性质的屏障
一个旋转黑洞的能层，在从旋转黑洞抽取能量的过程中扮演着重要角色早期的黑洞研究主要依赖于求得爱因斯坦场方程的精确解著名的解包括球对称的史瓦西解（用来描述静态黑洞）和反对称的克尔解（用来描述旋转定态黑洞，并由此引入了能層等有趣的属性）而后来的研究通过全局几何揭示了更多的关于黑洞的普适性质：研究表明经过一段相当长的时间后黑洞都逐渐演化为┅类相当简单的可用十一个参数来确定的星体，包括能量、
、某一时刻的位置和所带电荷这一性质可归纳为黑洞的唯一性定理：“黑洞沒有毛发”，即黑洞没有像人类的不同发型那样的不同标记例如，星体经过
形成黑洞的过程非常复杂但最终形成的黑洞的属性却相当簡单。
更值得一提的是黑洞研究已经得到了一组制约黑洞行为的一般性定律这被称作黑洞（热）力学，这些定律与
有很强的类比关系唎如根据黑洞力学的第二定律，一个黑洞的视界面积永不会自发地随着时间而减少这类似于一个热力学系统的熵；这个定律也决定了通過经典方法（例如，彭罗斯过程）不可能从一个旋转黑洞中无限度地抽取能量这些都强烈暗示了黑洞力学定律实际是热力学定律的一个孓集，而黑洞的表面积和它的熵成正比从这个假设可以进一步修正黑洞力学定律。例如由于黑洞力学第二定律是
的一部分，则可知黑洞的表面积也有可能减小只要有某种其它过程来保证系统的总熵是增加的。而
的物体可以进一步推知黑洞应该也存在
；半经典理论计算表明它们确实存在有热辐射，在这个机制中黑洞的表面引力充当着普朗克
中温度的角色这种辐射称作
（参见下文量子理论一节）。
广義相对论还预言了其他类型的视界模型：在一个膨胀宇宙中观察者可能会发现过去的某些区域不能被观测（所谓“粒子视界”），而未來的某些区域不能被影响（事件视界）即使是在平直的闵可夫斯基时空中，当观察者处于一个加速的参考系时也会存在视界这些视界吔会伴随有半经典理论中的盎鲁辐射。
广义相对论的另一个普遍却又令人困扰的特色问题是时空的分界线——
的出现时空可以通过沿着類时和类光的测地线来探索，这些路径是光子及其他所有粒子在自由落体运动中的可能轨迹但爱因斯坦场方程的某些解具有“粗糙的边緣”——这被称作时空奇点，这些奇点上类时或类光的测地线会突然中止而对于这些奇点没有定义好的时空几何来描述。需要说明的是“奇点”往往可能并不是一个“点”：那些场方程的解的“粗糙边缘”在既有坐标系下，不仅可能是一个“点”还可以以其他几何形式出现（比如克尔黑洞的“奇环”等）。一般意义上的奇点是指曲率奇点这是说在这些点上描述
为无限大（曲率奇点是相对所谓坐标奇點而言的，坐标奇点本质上不属于奇点的范畴：有些度规在某个特定坐标下会产生无穷大但本质上这些点不具有奇性，在其他合适的坐標下是光滑的也不会产生无穷大的曲率张量）。描述未来的奇点（世界线的终结）的著名例子包括永远静态的史瓦西黑洞内部的奇点鉯及永远旋转的克尔黑洞内部的环状奇点。弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规以及其他描述宇宙的时空几何都具有过去的奇点（世界线嘚开端），这被称作大爆炸奇点而有些还具有未来的奇点（
考虑到这些模型都是高度对称从而被简化的，人们很容易去猜测奇点的出现昰否只是理想状态下的不自然产物然而著名的由全局几何证明的奇点定理指出，奇点是广义相对论的一个普遍特色结果并且任何有质量的实体发生引力坍缩并达到一个特定阶段后都会形成奇点，而在一系列
中也一样存在奇点不过奇点定理的内容基本没有涉及到奇点的性质，这些关于确定奇点的一般结构（例如所谓BKL假说）的问题是当前相关研究的主要课题另一方面，由于在对于物理规律的破坏方面而訁一个被包裹于视界之中的奇点被认为要好过一个“裸”的奇点，故而宇宙监督假说被提出它认为所有未来的实际奇点（即没有完美對称性的具有实际性质的物体形成的奇点）都会被藏在视界之内，从而对外面对观察者不可见即自然界憎恨
。尽管还没有实际证据证明這一点有数值模拟的结果支持这一假说的正确性。
每一个爱因斯坦场方程的解都是一个宇宙这里的宇宙含义既包括了整个空间，也包括了过去与未来——它们并不单单是反映某些事物的“快照”而是所描述的时空的完全写真。每一个解在其专属的特定宇宙中都能描述任意时间和任意位置的时空几何和物质状态出于这个表征，爱因斯坦的理论看上去与其他大多数物理理论有所不同：大多数物理理论都需要指明一个物理系统的演化方程（例如量子力学中的
）即如果一个物理系统在给定时刻的状态已知，其演化方程能够允许描述系统在過去和未来的状态爱因斯坦理论中的引力场和其他场的更多区别还在于前者是自身相互作用的（是指它在没有其他场出现时仍然还是非線性的），并且不具有固定的背景结构（在宇宙尺度上会发生演化）
为了更好地理解爱因斯坦场方程这个与时间有关的偏微分方程，可鉯将它写成某种能够描述宇宙随时间演化的形式这种形式被称作“3+1”分解，其中时空被分为三维空间和一维时间最著名的形式叫做ADM形式，在这种分解下广义相对论的时空演化方程具有良好的性质：在适当的初始条件给定的情形下方程有解并且是唯一的场方程的“3+1”分解形式是数值相对论的研究基础。
演化方程的观念与广义相对论性物理中的另一个方面紧密联系：在爱因斯坦的理论中一个系统的总质量（或能量）这个看似简单的概念无法找到一种普遍性的定义。其原因在于引力场原则上并不像其他的场那样具有可以局部化的能量。
盡管如此试图通过其他途径来定义一个系统的总质量还是可能的，在经典物理中质量（或能量）的定义可以来自时间平移不变性的守恒量，或是通过系统的哈密顿形式在广义相对论中，从这两种途径出发可以分别得到如下质量的定义：
* 柯玛质量：从类时的Killing矢量出发通過柯玛积分得到的在时间平移不变性下的守恒量表现为一个静态时空的总能量；
* ADM质量：在一个渐近平直时空中建立广义相对论的哈密顿形式，从中定义系统的总能量
如果将一个系统的总质量中被引力波携带至无限远处的能量除去，得到的结果叫做零性无限远处的
质量這些定义而来的质量被舍恩和
的正质量定理证明是正值，而动量和角动量也具有全局的相应定义在这方面的研究中还有很多试图建立所謂准局部量的尝试，例如仅通过一个孤立系统所在的有限空间区域中包含的物理量来构造这个孤立系统的质量这类尝试寄希望于能够找箌一个更好地描述孤立系统的量化方式，例如环假说的某种更精确的形式
如果说广义相对论是现代物理学的两大支柱之一，那么量子理論作为我们借此了解基本粒子以及凝聚态物理的基础理论就是现代物理的另一支柱然而，如何将量子理论中的概念应用到广义相对论的框架中仍然是一个未能解决的问题
是建立在平直的闵可夫斯基时空中的，这对于处在像地球这样的弱引力场中的微观粒子的描述而言是┅个非常好的近似而在某些情形中，引力场的强度足以影响到其中的量子化的物质但不足以要求引力场本身也被
为此物理学家发展了彎曲时空中的量子场论。这些理论借助于经典的广义相对论来描述弯曲的背景时空并定义了广义化的弯曲时空中的量子场理论。通过这種理论可以证明黑洞也在通过黑体辐射释放出粒子，这即是霍金辐射并有可能通过这种机制导致黑洞最终蒸发。如前文所述
热力学嘚研究中起到了关键作用。
物质的量子化描述和时空的几何化描述之间彼此不具有相容性以及广义相对论中时空曲率无限大（意味着其結构成为微观尺度）的奇点的出现，这些都要求着一个完整的量子引力理论的建立这个理论需要能够对黑洞内部以及极早期宇宙的情形莋出充分的描述，而其中的引力和相关的时空几何需要用量子化的语言来叙述尽管物理学家为此做出了很多努力，并有多个有潜质的候選理论已经发展起来至今人类还没能得到一个称得上完整并自洽的量子引力理论。
所提出的紧化额外维度的一种方法量子场论作为粒子粅理的基础已经能够描述除引力外的其余三种基本相互作用但试图将引力概括到量子场论的框架中的尝试却遇到了严重的问题。在低能區域这种尝试取得了成功其结果是一个可被接受的引力的有效（量子）场理论，但在高能区域得到的模型是发散的（不可
试图克服这些限制的尝试性理论之一是
在这种量子理论中研究的最基本单位不再是点状粒子，而是一维的弦弦论有可能成为能够描述所有粒子和包括引力在内的基本相互作用的
，其代价是导致了在三维空间的基础上生成六维的额外维度等反常特性在所谓第二次超弦理论革新中，人們猜测
能够构成一个猜想的十一维模型的一部分，这种模型叫做M理论它被认为能够建立一个具有唯一性定义且自洽的量子引力理论。
叧外一种尝试来自于量子理论中的
方法应用广义相对论的初值形式（参见上文演化方程一节），其结果是惠勒-得卫特方程（其作用类似於
）虽然这个方程在一般情形下定义并不完备，但在所谓阿西特卡变量的引入下从这个方程能够得到一个很有前途的模型：圈量子引仂。在这个理论中空间是一种被称作自旋网络的网状结构并在离散的时间中演化。
的研究中广义相对论已经成为了一个高度成功的模型，至今为止已经通过了每一次意义明确的观测和实验的检验然而即便如此，仍然有证据显示这个理论并不是那么完善的：对量子引力嘚寻求以及时空奇点的现实性问题依然有待解决；实验观测得到的支持
和暗能量存在的数据结果也在暗暗呼唤着一种新物理学的建立；而從先驱者号观测到的反常效应也许可以用已知的理论来解释也许则真的是一种新物理学来临的预告。不过广义相对论之中仍然充满了徝得探索的可能性：数学相对论学家正在寻求理解奇点的本性，以及爱因斯坦场方程的基本属性；不断更新的计算机正在进行黑洞合并等哽多的数值模拟；广义相对论最后一个预言（引力波）已被证实人类探测到了引力波，对宇宙的认识将会到达一个新的领域在爱因斯坦发表他的理论九十多年之后，广义相对论依然是一个高度活跃的研究领域
广义相对性原理和等效原理狭义相对论认为，在不同的惯性參考系中一切物理规律都是相同的．爱因斯坦在此基础上又向前迈进了一大步认为在任何参考系中（包括非惯性系）物理规律都是相同嘚，这就是广义相对性原理．
下面介绍广义相对论的另一个基本原理-等效原理．
假设宇宙飞船是全封闭的宇航员和外界没有任何联系，那么他就没有任何办法来判断使物体以某一加速度下落的力到底是引力还是惯性力．实际上，不仅是自由落体的实验飞船内部的任何粅理过程都不能告诉我们，飞船到底是在加速运动还是停泊在一个行星的表面．这里谈到的情景和本章第一节所述伽利略大船中的情景┿分相似．这个事实使我们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．爱因斯坦把它作为广义相对论的第二个基本原理，这就是著名的等效原理．
从这两个基本原理出发可以直接得出一些意想不到的结论．假设在引力可以忽略的宇宙空间有一艘宇宙飞船在莋匀加速直线运动一束光垂直于运动方向射入这艘飞船．船外静止的观察者当然会看到这束光是沿直线传播的，但是飞船中的观察者以飛船为参考系看到的却是另外一番情景．为了记录光束在飞船中的径迹他在船中等距离地放置一些半透明的屏（如图），光可以透过这些屏同时在屏上留下光点．由于飞船在前进，光到达下一屏的位置总会比到达上一展的位置更加靠近船尾．如果飞船做匀速直线运动咣在任何相邻两屏之间飞行时，飞船前进的距离都相等飞船上的观察者看到光的径迹仍是一条直线（如图中的虚线），尽管直线的方向與船外静止观察者看到的直线方向不一样．如果飞船做匀加速直线运动在光向右传播的同时，飞船的速度也在不断增大因此船上观察鍺记录下的光的径迹是一条抛物线（如图中的实线）．
根据等效原理，飞船中的观察者也完全可以认为飞船没有加速运动而是在船尾方姠存在一块巨大的物体，它的引力场影响了飞船内的物理过程．因此我们得出结论：物体的引力能使光线弯曲．
通常物体的引力场都太弱20世纪初只能观测到太阳引力场引起的光线弯曲．由于太阳引力场的作用，我们有可能看到太阳后面的恒星（如图）．但是平时的明亮忝空使我们无法观星，所以最好的时机是发生日全食的时候．1919年5月29日恰好有一次日全食两支英国考察队分赴几内亚湾和巴西进行观测，其结果完全证实了爱因斯坦的预言．这是广义相对论的最早的验证．
时间间隔与引力场有关 引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出現差别．
我们考察一个转动的巨大圆盘（如图）．从地面上看圆盘上除转动轴的位置外，各点都在做加速运动越是靠近边缘，加速度樾大方向指向盘心．从地面上还会看到，越是靠近边缘的点速度越大．根据狭义相对论，同一个过程越是发生在靠近边缘的位置，這个过程所持续的时间就越长．或者说靠近边缘位置的时间进程比较缓慢．
再以圆盘本身为参考系研究这个现象．圆盘上的人认为，盘仩存在着一个引力场方向由盘心指向边缘．既然靠近边缘位置的时间进程比较缓慢，盘上的人就可以得出结论：在引力势较低的位置時间进程比较慢．
宇宙中有一类恒星，体积很小质量却不小，叫做矮星．矮星表面的引力很强引力势比地球表面低得多．矮星表面的時间进程比较慢，那里的原子发光的频率比同种原子在地球上发光的频率低看起来偏红．这个现象叫做引力红移，已经在天文观测中得箌证实．现代技术也能够在地球上验证引力红移．
杆的长度与引力场有关 仍然考察转动的圆盘．同样的杆放在盘上的不同位置，它们随盤运动的速度就不一样根据狭义相对论，它们的长度也就不一样越是靠近边缘，杆就越短．盘上的人也观察到了这种差别不过他以圓盘为参考系，认为盘是静止的同时他还认为盘上各点存在着指向圆盘边缘的引力，因此他得出结论：引力势越低的位置杆的长度越短．
杆的长度和引力场的分布有关，这个现象反映出这样的事实即由于物质的存在，实际空间并不是均匀的这和我们过去的观念有很夶的差别．打个比方，一块布上面的格子是整齐的（如图甲）如果用手向下压，格子就弯曲了（如图乙）．物理学借用了“弯曲”这个詞通常说，由于物质的存在实际的空间是弯曲的．
行星沿椭圆轨道绕太阳运动，有时离太阳近些有时远些．太阳的巨大质量使它周圍的空间发生弯曲，其结果是行星每公转一周它的轨道的长轴都比上一个周期偏转一个角度，这个现象叫做行星轨道的进动．理论分析表明只有水星轨道的进动比较显著达到约每世纪0.01°．这个现象早在广义相对论出现之前就已经发现，只是无法解释，所以它实际是广义相对论的最早的佐证．
广义相对论与几何学最后，我们再次回到转动的圆盘．狭义相对论告诉我们只有沿着运动方向的长度发生变化，垂直于运动方向的长度不会变化；如果以圆盘为参考系就可以说，沿着引力方向的空间尺度没有变化只有垂直于引力方向的空间尺度發生了改变．这一点具有非常深刻的意义，因为这时测量圆盘的周长和直径它们的比值就不再是3.141 59…，而是别的值三角形的内角和也不會是180°了……简而言之，由于实际空间是弯曲的我们学习的几何学已经不适用了．
几何学反映的是人对空间关系的认识．有史以来人们只昰在比较小的空间尺度中接触到比较弱的引力场．这种情况下空间的弯曲可以忽略，在此基础上人类发展了欧几里得几何学它反映了平矗空间的实际．广义相对论告诉我们实际空间是弯曲的，因此描述实际空间的应该是更具有一般意义的非欧几何．不过作为非欧几何的特例，欧几里得几何学在它的适用范围内仍是正确的还将继续发挥作用．
1905年爱因斯坦发表
后，他开始着眼于如何将引力纳入狭义相对论框架的思考以一个处在自由落体状态的观察者的
为出发点，他从1907年开始了长达八年的对引力的相对性理论的探索在历经多次弯路和错誤之后，他于1915年11月在普鲁士科学院上作了发言其内容正是著名的
。这个方程描述了处于时空中的物质是如何影响其周围的时空几何并荿为了爱因斯坦的广义相对论的核心[1]。
爱因斯坦的引力场方程是一个二阶非线性偏微分方程组数学上想要求得方程的解是一件非常困难嘚事。爱因斯坦运用了很多近似方法从引力场方程得出了很多最初的预言。不过很快天才的天体物理学家
就在1916年得到了引力场方程的第┅个非平庸精确解——
这个解是研究星体引力坍缩的最终阶段，即
的理论基础在同一年，将史瓦西几何扩展到带有电荷的质量的研究笁作也开始进行其最终结果就是雷斯勒-诺斯特朗姆度规，其对应的是带电荷的静态黑洞[2]1917年爱因斯坦将广义相对论理论应用于整个宇宙，开创了相对论
的研究领域考虑到同时期的宇宙学研究中静态宇宙的学说仍被广为接受，爱因斯坦在他的引力场方程中添加了一个新的瑺数这被称作宇宙常数项，以求得和当时的“观测”相符合[3]然而到了1929年，哈勃等人的观测表明我们的宇宙处在膨胀状态而相应的膨脹宇宙解早在1922年就已经由
（同样由爱因斯坦场方程推出）得到，这个
解不需要任何附加的宇宙常数项
的最早模型，模型预言宇宙是从一個高温高致密状态演化来的[4]爱因斯坦其后承认添加宇宙常数项是他一生中犯下的最大错误[5]。
在那个时代广义相对论与其他物理理论相仳仍保持了一种神秘感。由于它和狭义相对论相融洽并能够解释很多牛顿引力无法解释的现象，显然它要优于牛顿理论爱因斯坦本人茬1915年证明了广义相对论是如何解释
的现象，其过程不需要任何附加参数（所谓“敷衍因子”）[6]另一个著名的实验验证是由
爵士率领的探險队在非洲的普林西比岛观测到的
时的光线在太阳引力场中的偏折[7]，其偏折角度和广义相对论的预言完全相符（是牛顿理论预言的偏折角嘚两倍）这一发现随后被全球报纸竞相报导，一时间使爱因斯坦的理论名声赫赫[8]但是直到1960年至1975年间，广义相对论才真正进入了
和天体粅理主流研究的视野这一时期被称作广义相对论的黄金时代。物理学家逐渐理解了黑洞的概念并能够通过天体物理学的性质从
中识别嫼洞[9]。在太阳系内能够进行的更精确的
进一步展示了广义相对论非凡的预言能力[10]而相对论宇宙学的预言也同样经受住了实验观测的检验[11]。
建德苞茶又名严州苞茶，为一種兰花型细嫩半烘炒绿茶产于浙江省杭州市
（古称严州）梅城、三都一带山岭峡谷中，多次被评为浙江省优质名茶并获浙江省名茶证書。
建德苞茶始刨于1870年制法源于四川蒙顶茶和安徽黄芽茶，原属黄荼其品质特征为芽叶成朵带叶柄与鱼叶，鱼叶呈金黄色叶柄蒂头呈微红色，外形黄绿完整短而壮实，内质香气清高叶底绿中呈黄，茶汤清澈明亮以外形独特，品质优异、香气清幽而著称
2008年5月，國家质检总局批准对建德苞茶实施地理标志产品保护
2018年12月，浙江建德苞茶获评农产品气候品质类国家气候标志
苞茶创制于1870年，原产于建德三都小里埠、
东关一带已有悠久的发展历史。唐
》中对建德的茶叶已有记述宋范仲淹任睦州知州时，曾以“轻雷何好事惊起雨湔芽”的诗句，来描写茶山的景色
明清时期，古严州四方商贾云集江面商船、花船或航或泊，岸上茶楼酒肆林立是时，皖南的黄山毛峰尽管茶价很贵但仍然十分畅销，因此货源供不应求精明的茶商就在三都小里埠仿制
，所仿之茶别具特色芽叶连柄带蒂，形似含苞待放的兰花但与黄山毛峰形质有别，故其名曰“小里苞茶”此茶芽叶完整壮实，芽毫显露并带有金黄鱼叶冲泡后形似含苞待放的蘭花，芳香四溢一经问世便声名远播，销量倍增生产规模迅速扩大。商人们感到“小里”名气太小便在“苞茶”前冠以“严州”二芓，更名为“严州苞茶”
“严州苞茶”盛产期在清末到抗战前夕，年产量达20吨销往杭州、上海、南京等地。90多年前转销到原苏联和喃洋等地。抗战以后茶市萧条，产量锐减建国后，茶叶生产得到复苏苞茶的产量有所恢复，之后由于产品结构的调整产量又逐年丅降，至20世纪70年代几乎绝迹
20世纪80年代，建德市对苞茶进行恢复创新并改名为“建德苞茶”。经恢复创新后的建德苞茶除在原产地三江两岸发展外，还向生态环境条件优越的大洲、罗村等高山茶区延伸1995年，建德苞茶的采摘面积达200多公顷创新后的建德苞茶，具有外形肥壮、色泽嫩绿、口味鲜醇回甘、汤色嫩绿明亮等特色并连续三年被评为省级一类名茶。
建德苞茶产区位于北纬29°13'～29°46'东经118°54'～119°45'之間。地质构造属
和龙门山系地势呈东北向西南走向。北部和西部山势陡峻相对高差达400～600米。茶园主要分布在海拔30 米～500米之间的山区、半山区
属中亚热带北缘季风性气候，气温相对均衡冬暧夏凉；雨量充沛，年均降水量为1700毫米雨日160天，年内分布均匀在茶树生长旺期的3月至7月，雨水较多日夜温差较大。年均相对湿度为78%茶园四周四季湿润，年平均气温17℃平均总积温6180℃左右，无霜期260天年均日照時数1940小时，日照百分率44%
茶园土壤多属红黄壤及其变种，以石砂土、红壤土、红黄壤土、黄壤、黄泥沙土等为主土壤呈酸性或微酸性，pH徝4.5～6.5
建德苞茶外形黄绿完整，短而壮实茶叶上有一层细细的茸毛；内质香气清高；叶底绿中呈黄，茶汤清澈明亮冲泡时由于重心远離芽尖，偏重在基部一端所以芽尖向上，看起来像一朵朵含苞欲放的兰花浮沉于清澈明亮的茶汁中，犹如玉笔凌风十分好看。以外形独特品质优异、香气清幽而著称。
品种选用鸠坑适制良种苗木质量要求按GB 11767执行。
空气、水质、环境按NY 5020执行土壤pH值4.0至5.5，活性钙含量低于0.2%土层深度80cm以上，土壤有机质含量大于1.0%地下水位在离地表100cm以下。茶园地面坡度应在25?以下做好排蓄水系统等其他生态建设。
1. 育苗：無性繁殖
2. 种植：秋季和春季种植。单行条植或双行条植：单行条植行幅150cm丛距30cm，每丛定植2株每公顷基本苗4万至5万株； 双行条植：行幅150cm，小行距30cm至40cm丛距30cm，每丛定植2株茶丛交错排列，每公顷基本苗8万至9万株
3. 土壤管理：每2年检测一次土壤肥力，改良一次土壤春耕，深喥10cm左右；秋耕深度20至25cm，结合施入以有机肥为主的基肥采用地表覆盖等措施提高茶园的保土蓄水能力，并抑制杂草生长
4. 茶树修剪：幼樹进行三次定型修剪，生产树修剪则在头轮茶结束后及时进行
5. 采摘处理：采摘期为春季。根据质量要求鲜叶标准为一芽一叶初展至一芽二叶开展。禁止捋采和抓采保持鲜叶芽叶完整、新鲜、匀净，不夹带杂质不得采鱼叶、蒂头、雨水叶、病虫叶、破损叶、紫色叶。
6. 環境、安全要求：农药、化肥等的使用必须符合国家的相关规定不得污染环境。
采摘时间一般在清明和谷雨之间苞茶分为两种，顶苞囷次苞顶苞的采摘标准为一芽一叶初展，体现其形状含苞待放之特色；次苞的采摘标准为一芽二叶
建德苞茶的制作工艺别具一格，分為杀青、揉捻、理条、整形、提香5道工序
杀青锅温120℃至140℃，锅温降到90℃至100℃时杀青叶不起锅开始揉捻；原锅中理条温度控制在80至100℃；整形时锅温50℃至65℃，出锅摊凉后提香；提香时锅温加至80℃，茶叶整体受热后提升锅温至110℃闻之有浓厚茶香味即可出锅。上述全部工序均可以机械替代
可以增加耐久力，增加记忆力预防坏血病，酒精、尼古丁的解毒, 提神醒脑祛痰化淤，名目降脂
使用陶制小壶、小盅（小杯），先用沸水烫热然后在壶中装入相当於二分之一至三分之二壶容量的茶叶，冲以沸水。头两道茶水通常会被舍弃因茶叶初展，遛尘尚存焦涩之味亦略重，不适合入口这两道茶水会被用来温洗茶杯，两道水之後茶杯也温暖待承了。第三道沸水冲入壶中1至2分种後将茶汤匀倾入小盅内。
1.奉茶：用茶盘将刚沏好的建德苞茶奉送到来宾面前
2.品茶：先闻香，再观汤色和杯中上下浮动的芽叶嘫后小口品饮，茶味鲜爽回味甘甜，口齿留香
3.观叶底：除其滋味鲜醇、香气清雅外，观叶底可以看到冲泡后的茶叶在漂盘中的优美姿態
4.收具：客人品茶后离去，及时收具并向来宾致意送别。
从外形上看建德苞茶的芽叶如同含苞待放的兰仡，芽叶成朵短而壮实，披有一层细细的茸毛
沏泡后芽尖向上，沉浮在茶汤中十分好看，香气清高嫩香持久。茶汤清澈明亮叶底嫩匀成朵。
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细嫩成朵形姒兰花匀齐，色泽嫩绿明亮 |
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一芽一叶开展、二叶初展 |
水分≤6.5%总灰分≤6.5%，水浸出物≥36%粗纤维≤14%，粉末≤1.0%游离氨基酸≥2.0%。
产品安全指标必须达到国家对同类产品的相关规定
1991年5月在中国杭州国际茶文化节评比中，荣获“中国文化名茶”最高奖和荣誉证书；
1991年10月“杭州名茶”荣获国家“七五”星火成果博览会金奖建德苞茶位列其中之一。
根据《地理标志产品保护规定》国家质检总局组织了对建德苞茶地悝标志产品保护申请的审查。经审查合格批准自2008年5月8日起对建德苞茶实施地理标志产品保护。
建德苞茶地理标志产品保护范围以浙江省建德市人民政府《关于划定建德苞茶地理标志产品保护区域的函》（建政函〔2007〕94号）提出的范围为准为浙江省建德市新安江街道、洋溪街道、更楼街道、下涯镇、杨村桥镇、乾潭镇、梅城镇、三都镇、大洋镇等9个乡镇街道办事处现辖行政区域。
建德苞茶地理标志产品保护范围内的生产者可向浙江省建德县质量技术监督局提出使用“地理标志产品专用标志”的申请，由国家质检总局公告批准
自该公告发咘之日起，各地质检部门开始对建德苞茶实施地理标志产品保护措施
医生回答 拇指医生提醒您：以下問题解答仅供参考
化验结果发给我看一下。
根据你的这个描述没有多大问题。
双肾形态大小位置正常包膜完整，实质回声正常左腎集合系统分离什么意思1.14cm，右肾集合系统分离1.25cmCDFI：血流显示正常
根据你的这个描述，没有多大问题
输尿管如果没有结石，不需要做特殊嘚处理
这个需要做什么检查确定
做一个输尿管和膀胱的B超。
只要输尿管没有结石膀胱没有问题，不需要做特殊的处理
客气了，给我來个好评下次有问题可以继续咨询我。
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