大众能读懂的相对论时空如何弯曲

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翻新时间：2015-09-10

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大众能读懂的相对论时空如何弯曲

自从1905年爱因斯坦创立狭义相对论和1915年提出广义相对论，并且不久之后得到了精确的实验验证以来，爱因斯坦这位奇人和他的惊世学说受到了公众的空前关注。关于爱因斯坦的种种传说影响深远，介绍相对论的各种水平的出版物种类繁多，相比其他物理人物和学说，可以说爱因斯坦和相对论在普通公众中的普及程度是最高的。

但是，毕竟相对论学说有许多违背通常的认识，真正理解和接受起来并不容易。比如著名的光速不变、尺缩钟慢、质能转换、时空弯曲以及所谓的双生子佯谬，至今仍广泛地为人们津津乐道，甚至争论不休。

本书作者自幼就阅读了不少相对论方面的图书，他认为有关相对论的图书总体可分为两类：一类像通俗易读的科普小说，上面有很多迷人的彩图，但并没有真正对相对论本身做出什么解释。另一类严肃的著作，似乎解释了一些东西，但都隐藏在大量抽象的数学符号背后，没有高深的数学知识基础很难读懂。

于是作者立志撰写一本难易程度介于这两类图书之间的著作。

本书是一本关于光、能量、质量、空间、时间和引力的通俗读物，其内容围绕诸如爱因斯坦的生活和历史背景，详细地阐述了狭义相对论和广义相对论的理论要点。作者为普通读者解释狭义相对论和广义相对论究竟都是怎么想出来的。

书中利用了很多生动的图例和思想实验，深入浅出地阐明物理学家们如何创造问题模型和求解这些模型。爱因斯坦本人善于用一些简易的思想实验，借助物理的和几何的图像理解奇妙的理论。

作者力求尽可能地遵循爱因斯坦的这种原始的思想和推理方法，引导读者领会相对论所涉及到的基本论点。作者希望能使读者发挥自己的想象力，不依靠复杂的数学理解相对论的精髓。

然而，物理学之美常在于人们可以计算一些数是怎么来的。因此作者在书中尽最大努力只用初等数学描述相对论的方程和它们的最重要的精确解。

即使那些显示时空弯曲的复杂的爱因斯坦引力方程，作者也尽量用普通的语言简要地介绍，使读者能够看到为什么它是最简单的和可能的引力理论；并利用这些方程的典型解，探讨广义相对论最有名的预言：光线的弯曲，行星的进动进动是一个物理学名词，指一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转，这种现象称为进动，也称旋进。、黑洞以及宇宙大爆炸等等；而且扼要解释了为什么引力理论不能与量子理论适合等问题。

作为一部科普著作，作者利用浅显易懂的通俗语言、精心制作的彩图和生动直观的思想实验思想实验是科学研究中的重要方法，它是将实验条件、过程在思维中以理想化的方式表现出来。来代替抽象的数学计算，引导具有初等知识水平的广大读者能够理解深奥的主题。

该书对于希望了解相对论的具有高中以上知识水平的读者是一部很容易入门的优秀作品。