相对论

　　本书的目的，是尽可能使那些因一般科学和哲学的观点而对相对论感兴趣，但不熟悉理论物理的数学工具的读者，对相对论有一个正确的认知。本书假定读者已具备相当于大学入学考试的教育程度。尽管本书篇幅不长，但读者仍需要具有相当大的耐心和毅力。我力求以简单易懂的方式来介绍相对论的主要概念，并大体按照其实际发生的顺序和联系来进行叙述。为了清晰起见，我不得不经常有所重复，而无法考虑文体是否优美。我严格遵照杰出的理论物理学家波尔兹曼（L.Boltzmann）的格言，即形式是否优美的问题应留给裁缝和鞋匠去考虑。但我不敢说这样已为读者解决了相对论中的固有难题。另一方面，我又故意采用“继母式的”（step-motherly）方式来论述相对论的经验性物理基础，以便不熟悉物理的读者不会感到像一个只见树木不见森林的迷路人。愿本书能为一些读者带来一段沉浸于思考的快乐时光。
　　爱因斯坦
　　1916 年 12 月

　　激荡百年的头脑风暴！上至高压线，下至发电机，只要用到电的地方就有相对论效应存在！
　　相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，相对论的提出给物理学带来了革命性的变化，被誉为现代物理性*伟大的基础理论。本书由狭义相对论、广义相对论、关于整个宇宙的一些思考三部分构成，爱因斯坦以生动的文字和浅显的事例说明了相对论的基本原理，是科学大师写给普通读者非常具有启发性的相对论入门书。

　　阿尔伯特?爱因斯坦（1879.3.14-1955.4.18）
　　现代物理学开创者与奠基人，相对论之父
　　被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人”

　　20世纪著名的德裔美国科学家，伟大的物理学家、思想家和哲学家。爱因斯坦创立了光量子论及质能相当公式,并在阐明布朗运动、发展量子统计法方面卓有成就。1905年，他创立了狭义相对论，并于1916年以此推广到广义相对论。之后，他致力于建立相对论“统一场论”，尝试将电磁场理论与引力场理论统一起来。1922年，他获得了补发的1921年度诺贝尔物理学奖，以表彰其在理论物理学方面的贡献，尤其是光电效应定律的发现。爱因斯坦堪称现代物理学的首席代表，他的思想和成就是现代科技和文明极其辉煌的象征。

作者序
第十五版说明

部分狭义相对论
1.几何命题的物理意义
2.坐标系
3.经典力学中的空间与时间
4.伽利略坐标系
5.（狭义）相对性原理
6.经典力学中所用的速度相加定理
7.光传播定律与相对性原理表面上的抵触
8.物理学中的时间观
9.同时性的相对性
10.距离概念的相对性
11.洛伦兹变换
12.量杆与钟在运动时的行为
13. 速度相加定理——菲佐实验
14. 相对论的启发性价值
15. 此理论的普遍性结果
16. 经验与狭义相对论
17. 闵可夫斯基四维空间

第二部分广义相对论
18. 狭义与广义相对性原理
19. 重力场
20. 惯性质量和重力质量相等是广义相对性公设的—个论据
21. 经典力学和狭义相对论的基础在哪些方面无法令人满意？
22. 广义相对性原理的几个推论
23. 在转动参照系上的钟与量杆的行为
24. 欧几里得与非欧几里得连续区
25. 高斯坐标
26. 狭义相对论的时空连续体可视为欧几里得连续体
27. 广义相对论的时空连续体不是欧几里得连续体
28. 广义相对性原理的严格表述
29. 在广义相对性原理的基础上求解重力问题

第三部分 关于整个宇宙的一些思考
30.牛顿理论在宇宙学上遇到的困难
31.一个“有限”而又“无界的”宇宙的可能性
32.以广义相对论为依据的空间结构

附录一
1. 洛伦兹变换的简单推导
2. 闵可夫斯基四维空间（“世界”）
3. 广义相对论的实验证实
（1）水星近日点的运动
（2）重力场对光的偏转
（3）光谱线的红向位移
4. 以广义相对论为依据的空间结构
5. 相对论与空间问题
（1）场
（2）广义相对论的空间观念
（3）广义的重力论

附录二
诺贝尔奖委员会给爱因斯坦的颁奖词

　　激荡百年的头脑风暴！上至高压线，下至发电机，只要用到电的地方就有相对论效应存在！
　　相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，相对论的提出给物理学带来了革命性的变化，被誉为现代物理性*伟大的基础理论。本书由狭义相对论、广义相对论、关于整个宇宙的一些思考三部分构成，爱因斯坦以生动的文字和浅显的事例说明了相对论的基本原理，是科学大师写给普通读者非常具有启发性的相对论入门书。

　　阿尔伯特?爱因斯坦（1879.3.14-1955.4.18）
　　现代物理学开创者与奠基人，相对论之父
　　被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人”

　　20世纪著名的德裔美国科学家，伟大的物理学家、思想家和哲学家。爱因斯坦创立了光量子论及质能相当公式,并在阐明布朗运动、发展量子统计法方面卓有成就。1905年，他创立了狭义相对论，并于1916年以此推广到广义相对论。之后，他致力于建立相对论“统一场论”，尝试将电磁场理论与引力场理论统一起来。1922年，他获得了补发的1921年度诺贝尔物理学奖，以表彰其在理论物理学方面的贡献，尤其是光电效应定律的发现。爱因斯坦堪称现代物理学的首席代表，他的思想和成就是现代科技和文明极其辉煌的象征。