相对论爱因斯坦
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作者爱因斯坦
出版社台海出版社
ISBN9787516813102
出版时间2017-05
装帧平装
开本16开
定价39.8元
货号1822873838347211776
上书时间2024-12-12
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商品详情
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前言
导读
无论时代的潮流和社会的风俗怎样变化，人们总是可以凭借自己的能力超越时代和潮流，走在正确的道路上。现在，大家都在四处奔走，为的就是房子和车子，这是我们生活的时代的特征。不过，也有一些人追求的不是物质，而是理想和真理，想要寻求内心的自由和平静。
爱因斯坦
爱因斯坦讲述相对论
现在，我已经是67岁的老人了，今天要写一些类似于讣告的东西。我做这件事有两方面的原因，一是因为希耳普博士的劝说；二是因为我觉得和曾经一起奋斗的朋友们共同回顾我们的奋斗历程，这是一件很有意义的事情。经过考虑，我认为这种尝试一定会存在缺陷，而不是完美无缺的。无论一个人的工作生涯多么短暂、多么有限，在这个过程中肯定会走许多弯路，如果想要把有价值的东西讲述清楚，那的确是一件困难的事情。而且，我已经67岁了，不是50岁，更不是30岁或者20岁。任何回忆都会受到不可靠的信息的干扰，同时也会受到当前观点的影响。这是难以避免的，也令人非常气馁。然而，一个人还是可以从自己的积累中提炼出别人所不知道的东西。
当我处于少年时期的时候，我就深深地意识到，大部分人一辈子追求的目标和想要实现的愿望，都是没有一点价值的。不久后，我发现当时追逐的残酷性经过了精心的掩饰和巧妙的伪装，与现在赤裸裸的追逐有着明显的区别。由于每个人都有一个胃，所以注定人人都要参加这种追逐。因为参与了这种追逐，所以胃也许会得到满足。不过，人绝对不会，因为他有自己的思想和独立的情感。宗教是帮助人们摆脱这种困境的第一种方法，它通过教育的方式引导儿童前进。因此，虽然我的父母都没有宗教信仰，但我有着深深的宗教信仰。不过，当我12岁的时候，我终止了这种信仰。在科普书籍的影响下，我深信《圣经》中的许多故事都是虚构的。结果，在我经过了一场疯狂的自由考虑后发现，国家总是用谎言去欺骗年少无知的人。这个事实令人难以相信。这次经历让我对权威不再深信不疑，也会用怀疑的态度去看待社会中有着各种作用的信念。我的这种怀疑态度始终存在，尽管后来对因果关系的研究使它原有的尖锐性降低许多。
显然，我往前跨出去的第一步是抛弃少年时代的宗教信仰。这让我摆脱了原始的锁链，从愿望、期待、原始情感的统治中解放出来。在我们人类的外面，有一个独立存在的巨大世界，它就像是一个难以破解的谜团，我们通过仔细观察和认真思考只能部分地接近它。对于这个世界的思索，就像是响应自由的召唤。而且，我很快就发现，许多我敬佩和仰慕的人都在这种追求中体会到内心的自由和平静。在我力所能及的范围内，努力探索这个人类之外的世界，这成了心目中的最高目标。过去和现在受到相同激励的人们，以及他们所取得的真知灼见，都是我渴望得到的朋友。尽管通向这个天堂的道路是曲折的，远远没有通往宗教天堂的道路平坦，但事实证明这条路是可以信赖的，我从来没有后悔选择了它。
我所说的这些内容，只是在一定程度上是正确的，就像在一张白纸上勾勒出来的简单图画，只能在有限的意义上忠实于细节错综复杂的对象。如果一个人的思想很有条理，那么，他的天性可能会牺牲其他方面来促使这方面发展得更好，而且这方面会决定他的精神风貌。在这种情况下，这种人在回忆时看到的可能是单一的、系统的发展，而他的实际经验来自于千变万化的具体情境。外部情境的多变性和瞬间意识的有限性，导致每个人的生活都会出现模糊性。像我这样的人，成长的转折点是让自己从稍纵即逝的、纯粹的个人层面中解脱出来，转而从思想上去把握事物的本质。这样的转折有着重要的意义。从这个角度来说，上面通过简单文字进行的概述，包含了许多真理。
思维和惊奇
准确地说，“思维”指的是什么呢？当我们由于接受感觉印象而在脑海中产生图像的时候，这不是“思维”；当这些图像形成一个系列，每一个形象都可以产生另一个形象时，这也不是“思维”。不过，当某一个形象在多个这样的系列中反复出现时，它就成了这些系列中的组织性要素，因为它把这些毫无关系的系列联系在一起了。这种要素是一种工具、一种概念。我认为这是一个标志，代表着从自由联想或者“梦想”向思维过渡的标志，“概念”在里面有着支配作用。概念不一定要和某个感觉上可以识别的、再现的符号或者词语绑定在一起，但如果出现了这样的情况，思维就是可以交流的。
也许，人们会有这样的疑问，在没有进行证明之前，在这样一个充满问题的领域中，一个人有权利这么轻率、这么简单地运用观念吗？我的回答是：从本质上来说，我们的所有思维都是概念的一种自由游戏。这种游戏的价值就是，在它的帮助下，我们可以更好地了解自己的感觉。“真理”这个概念不能用在这样的结构中，我认为只有当大家都认同了这种游戏的要素和规则的时候，这个概念才能使用。
我深信在大多数情况下，我们的思维不用符号或者词语也能进行，而且通常是在无意识中进行的。否则，我们有时候为什么会对某个经验感到“惊奇”呢？如果某个经验和根植在我们内心深处的概念世界相互矛盾时，这种“惊奇”就会诞生。当我们强烈地感受到这种矛盾时，它就会反作用于我们的思维世界，而且有着决定性作用。从某种意义上来说，这个思维世界的发展体现的是“惊奇”的一步步飞跃。
当我四五岁的时候，父亲送给我一个指南针，那时我就体会过这种惊奇。这个指南针的行动如此准确，和发生在毫无意识的概念世界中的事情完全不同。我还记得，至少我相信自己清楚地记得，这次经历给我留下了深刻的印象。事物背后一定隐藏着什么东西。只要是人们可以看见的东西，都不会产生这种反应：物体的下落，狂风和暴雨，月亮不会掉到地面上的事实，生物和非生物有着本质的不同，这一切都不会令他觉得惊奇。
当我12岁的时候，我又经历了一次惊奇，这次的惊奇和上次的完全不同。这次惊奇是从一本关于欧几里得的平面几何的小书中得到的，这本书是我拥有的。书中有许多著名的命题，例如：三角形的三条高线相交于一点。这些命题本身看起来不是特别清楚明了，但证明过程非常清晰，所以对它们不能再有任何怀疑。这种明晰性和确定性给我留下了难以磨灭的印象。公理不用经过证明就要相信，这件事并没有令我觉得不安。因为只要根据一些确定的命题来证明，我就觉得毫无疑问。例如，我记得在没有得到这本小书之前，就听说过毕达哥拉斯定理。历尽波折之后，我终于凭借三角形的相似性“证明”了这条定理。在证明的过程中，我自设了一个前提条件：直角三角形的一个锐角决定了三条边之间的关系。在我眼中，只有缺乏这种“自明性”的东西时，才需要进行证明。此外，几何学研究的对象和感官感觉到的对象看起来像是同一种东西，都能够被看到或者被摸到。这种朴素观念的立足点是：几何概念和直接经验对象的关系是无意识存在状态。
我的认识论信条
如果只是用纯粹思维就可以得到关于经验对象的可靠性知识，那么，这种“惊奇”的立足点就是错误的。不过，对于第一次感觉到它的人而言，仅仅依靠纯粹思维就可以达到既准确又纯粹的程度，这就像希腊人第一次在几何学中告诉我们的内容，已经非常了不起了。
既然我已经把开头所说的讣告打断了，而且把话题延伸到很远的地方，那么，我要简单陈述一下我的认识论信条，虽然有些话在前面已经说过了。实际上，这个信条在很久之后才慢慢变得成熟，而且和我开始时所说的观点并不相同。
我不仅看到感觉经验的总和，还看到书中记载的概念和命题的总和。概念和命题之间是逻辑关系，而思维逻辑的任务是严格按照某些已有的规则建立概念和命题之间的联系。概念和命题只有依靠它们和感觉经验的联系，才能够体现出“意义”和“内容”。后者和前者的联系是直观的、纯粹的，没有任何逻辑性。这种联系或者直觉联结所需要的确定性来自于科学“真理”和空洞幻想的区别，而不是其他东西。概念体系和构成概念体系的语句法则，都是人类伟大的创造。虽然各种概念体系在逻辑上都是任意的，但它们都会受到一个限制，那就是：首先，和感觉经验的总和的对应关系要尽可能是确定的、完善的；其次，尽可能少地使用在逻辑上处于独立状态的元素，也就是没有定义的概念或者不是派生出来的命题。
在某一个逻辑体系中，如果一个命题是通过一个可以接受的逻辑规则推导出来的，那么，这个命题就是正确的。一个系统和经验总和的对应关系的可靠性和完备性决定了这个系统的真理内容。系统的真理内容决定了从属于它的正确命题的“真理性”。
接下来，我要谈论一下对历史发展的看法。休谟清楚地知道，有些概念无法用逻辑方法从经验材料中推导出来。康德确定某些概念具有独立性，他把这些概念看作所有思维都要遵循的前提条件，并且把它们和从经验中得到的概念区分开。不过，我认为这种区分是不对的，也就是说，只有按照自然方式来处理这个问题才是正确的。从逻辑观点来说，所有的概念都是自由选择的假设，包括那些最接近经验的概念。因果性概念就是如此，它是这些探索的起点。
我的早期教育
现在，我要回到开头所说的讣告上去。在12岁到16岁的这段时间内，我掌握了数学中的基本原理，包括微积分原理。这个时期，我接触了一些不错的书，虽然它们不讲究逻辑上的严密性，但在表述主要观点上简单明确。总体而言，这段时间的学习成果令人满意。有几次，我达到了顶峰，它们留给我的印象和初等几何解析几何的基本思想、无穷级数、微积分概念等留给我的印象一样深。在一本很好的通俗读物中，我了解到自然科学领域中的重大成果和主要方法。这套著作是伯恩斯坦的《自然科学通俗读本》，每一部都有五六卷，主要讲的是定性方面的知识，我认真地阅读完了这套书。因此，当我17岁进入苏黎世工业大学学习数学和物理学的时候，我已经了解了一些物理学的基本知识。
……
导语摘要
爱因斯坦著的《相对论》是一部彻底颠覆经典物理学观念的创世之书。它否定了牛顿的绝对时空观，认为空间不是平直的欧几里得空间，而是在引力场中弯曲的黎曼空间；时间也不是独立于空间的单独一维，它无时无刻不在空间之中，与空间构成一个统一的四维时空整体。
《相对论》是一部并非凭借双眼，而是用智慧发现并创建了宇宙新秩序的书。它揭示了宇宙所具有的超乎寻常的秘密；同时性的相对性；运动中的钟慢、尺缩效应；水星的近日点异动；光谱红移；引力场中时钟变慢等。
《相对论》是一部为航天科学、天文学等高新学科奠定了理论基础的书。它的质能公式E=mc2所显示的原子裂变的巨大能量，在成为新兴能源的同时，也变成了悬在人类头顶的达摩克利斯之剑。黑洞和暗能量的发现让我们开始接近宇宙的起源和终结。
总之，这是一部现代及未来科学伟大的奠基之作。
商品简介这本书由狭义相对论、广义相对论、探索整个宇宙三部分构成。狭义相对论的两个基本条件是：一、光速恒定原理；二、定律（尤其是光速不变定律）和所选择的惯性系（狭义相对性原理）没有关系。只有符合这两个条件，所讨论的内容才是有意义的；广义相对论是在狭义相对论的基础上发展起来的，它的假设是定律的不变性和四维连续区中的坐标的非线性变换有着一定的联系，在这个前提下讨论各种情况。在了解了狭义相对论和广义相对论之后，将研究范畴扩展到整个宇宙空间中，并认为宇宙是有限且无界的。
作者简介
爱因斯坦（1879—1955），20世纪著名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人，伟大的思想家和社会活动家。其他主要著作是：《论动体的电动力学》、《关于辐射的量理论》、《空间、时间和引力》、《物理学的哲学》等。
目录
第一章
狭义相对论
1.1 几何命题在物理学中的意义001
1.2 坐标系007
1.3 经典力学中的空间和时间011
1.4 伽利略坐标016
1.5 相对性原理（狭义）020
1.6 经典力学中的速度相加定理035
1.7 光的传播定律和相对性原理的表面抵触037
1.8 物理学中的时间观045
1.9 相对性的同时性052
1.10 距离的相对性056
1.11 洛伦兹变换058
1.12 量杆和时钟在运动状态的行为070
1.13 速度相加法则斐索实验076
1.14 评估相对论的启发作用084
1.15 一般相对论的普通结果087
1.16 经验和狭义相对论092
1.17 闵可夫斯基的四维空间100
第二章
广义相对论
2.1 狭义相对性原理和广义相对性原理107
2.2 重力场114
2.3 广义相对性公设的论据惯性质量等于引力质量121
2.4 经典力学和狭义相对论的基础中无法令人满意的方面126
2.5 由广义相对性原理得出的几个推论129
2.6 旋转参考物上的时钟和量杆的行为137
2.7 欧几里得连续区和非欧几里得连续区142
2.8 高斯坐标146
2.9 狭义相对论中的空间—时间连续区可以看作欧几里得连续区151
2.10 广义相对论中的空间—时间连续区不是欧几里得连续区154
2.11 广义相对性原理的精确表述158
2.12 在广义相对性原理的基础上解决地心引力问题162
第三章
对整个宇宙的考察
3.1 牛顿理论在宇宙论中遇到的困难171
3.2 “有限”而“极大”的宇宙的可能176
3.3 广义相对论基础上的空间结构179
3.4 对“广义相对论基础上的空间结构”的补充说明180
附 录
广义相对论的实验证实183
相对论和空间问题190
科学和宗教202
什么是相对论207
理论物理学的基础212
科学和文明220
内容摘要
这本书由狭义相对论、广义相对论、探索整个宇宙三部分构成。狭义相对论的两个基本条件是：一、光速恒定原理；二、定律（尤其是光速不变定律）和所选择的惯性系（狭义相对性原理）没有关系。只有符合这两个条件，所讨论的内容才是有意义的；广义相对论是在狭义相对论的基础上发展起来的，它的假设是定律的不变性和四维连续区中的坐标的非线性变换有着一定的联系，在这个前提下讨论各种情况。在了解了狭义相对论和广义相对论之后，将研究范畴扩展到整个宇宙空间中，并认为宇宙是有限且无界的。
主编推荐
这是一部彻底颠覆经典物理学观念的创世之书。
现代及未来科学的伟大的奠基之作
影响人类进程的不朽经典
没有别的科学家能比爱因斯坦更代表科学的先进性。
——霍金
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