愛因斯坦-希爾伯特作用量

希爾伯特作用量或愛因斯坦 - 希爾伯特作用量 （ 英文 ： ） 是廣義相對論中能夠導出愛因斯坦引力場方程 （ 通過取變分得到時空度規的運動方程 ） 的作用量 ， 它最早由希爾伯特在1915年提出 。 從希爾伯特作用量導出愛因斯坦引力場方程的優點是多方面的 ： 首先 ， 它能夠簡單地將廣義相對論理論和其他同樣用作用量形式表示的經典場論 （ 如麥克斯韋理論 ） 統一起來 ； 其次 ， 通過尋找這個作用量中包含的對稱性可以輕易地根據諾特定理判別守恆量 。 在廣義相對論中 ， 作用量一般都被認爲是度規 （ 以及物質場 ） 的一個泛函 ， 而其聯絡是列維 - 奇維塔聯絡 。 能夠導出真空中的愛因斯坦方程的作用量由下面的拉格朗日量的積分給出 ： 其中是時空的洛倫茲度規的行列式 ， 是裏奇標量 ， 是一個普適性常數 ， 拉格朗日量是 ， 積分範圍是時空中的一塊區域 。 對於有物質存在的愛因斯坦方程 ， 在對應的拉格朗日量中還要添加物質本身的拉格朗日量 。 （ 注意 ： 這裏所謂 “ 拉格朗日量 ” 都是指其標量密度 ， 在國際單位制中的單位是焦耳 / 立方米 ， 而不是指其在空間或時空範圍內的一個積分 。 ） 注意到是一個形式不變的四維體元 ， 因此也可以將希爾伯特作用量寫成 （ 可能更好看些的 ） 如下形式 ：