原标题：粒子如何在弯曲时空中走直线？《张朝阳的物理课》解密测地线
如何理解广义相对论中引力和时空弯曲的对应？时空的弯曲如何影响粒子的运动？弯曲时空中有直线吗？12月17日12时，《张朝阳的物理课》第一百九十一期开播，搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳坐镇搜狐视频直播间，首先简单介绍了广义相对论的基本原理和框架，并回顾了张量与协变导数的定义。接着，张朝阳介绍了一个测试粒子如何在大质量物体造成的弯曲时空中运动，推导了测地线方程，并论证了测地线即是测试粒子的轨迹。
广义相对论的基本框架
狭义相对论告诉人们时间空间本是一体，广义相对论则更深刻地重塑了我们的世界观。自重新复习和讲解了狭义相对论的时空观后，张朝阳开始向广义相对论这座高山进军。他感叹道，天才如爱因斯坦总能在一些看似简单的巧合上洞察本质。譬如弱等效原理，回忆牛顿第二定律，力改变物体运动状态的能力掣肘于物理本身的惯性，而惯性用物体的质量来衡量。当利用这一定律考察拉力、摩擦力、电磁力时，一切都合理自然。然而，当代入同样是牛顿给出的引力公式时，我们立刻会发现，引力改变物体运动状态的能力，似乎不再受物体本身惯性的影响。
这是由于，决定引力作用大小的荷恰好也是质量，将它和牛顿第二定律放在一起，质量恰好能从等号两边约去。这一事实在现在被命名为弱等效原理，它启发了爱因斯坦开始思考：为何引力的作用会如此普适，甚至不区分粒子？消去力的荷后，加速度究竟是怎样产生的？爱因斯坦的答案是：引力不是一种力，而是时空的弯曲，物体的加速度其实是几何效应。既然所有物体都得存在于时空上，那么也不难理解为何引力如此普适。
张朝阳介绍，这一认知促使爱因斯坦提出了广义相对论，广义相对论的基本思想即是大质量物体会造成时空的弯曲，从而影响了物体的运动轨迹。他自称，广义相对论在物理概念和数学形式上都相当有挑战，自己学习广义相对论就像登雪山一样。和登雪山要一段一段走过好几个营地一样，学习广义相对论也应该有若干个节点，首先是了解怎么描述一个弯曲的时空。这一步必要用到我们称之为张量的数学工具，具体的概念和定义已经在前两节直播课上介绍过。其中最重要的是被称为度规的二阶张量
被认为是刻画了时空性质的物理量。考察时空的弯曲，必然要涉及考察物理量的变化，所以还要涉及对张量的导数。为了让求导之后的结果同样构成张量，需要引入对普通偏导数的修正，从而构成协变导数（covariantderivative）
修正项由一个称之为克氏符的量决定，通过约定相容性条件
和无挠条件
可以推出克氏符完全由度规决定
由克氏符可以进一步构造出描述弯曲程度的几何量——曲率（curvature），这将是之后要着重介绍的内容。
张朝阳提醒，在讨论对弯曲的描述时，隐式地假设了存在一个给定地度规g，再基于它去构造各种几何量。所以，理解了如何描述时空弯曲后，下一步要分析如何确定一个恰当地度规。事实上，确定度规形式的是爱因斯坦提出的广义相对论场方程。方程中，等号的左侧是几何的曲率，等号的右侧是描述引力源——比如一个大质量天体——性质的二阶张量，也称为能动张量。给定引力源，可以从场方程中反解出度规，再具体定下克氏符等几何量。
在这两个营地之间，其实还有一个重要的节点，即要问：在大质量物体的影响下，一个测试粒子是如何运动的？既然，引力不是一种通常意义上的力，而是时空的弯曲。那么当测试粒子仅受引力作用时
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