相对论时空

前言

1. 爱因斯坦以前的物理理论

1.1 作为思想家的爱因斯坦

1.2 牛顿定律

1.3 经典理论中的光

1.4 如果上帝曾经和我商量过

2. 狭义相对论中的空间和时间

2.1 爱因斯坦新的出发点

2.2 洛伦兹变换

2.3 对同时性概念的修改

2.4 狭义相对论中的空间

2.5 狭义相对论中的时间

3. 狭义相对论中的动力学

3.1 关于四维空间的概念

3.2 狭义相对论中的速度

3.3 相对论中的动量

3.4 宇宙中只有点和场可以存在

4. 爱因斯坦关于广义相对论的公设

4.1 下一步是什么？

4.2 广义相对性原理

4.3 等效原理

5.广义相对论中的空间和时间

5.1 弯曲的空间与时间

5.2 爱因斯坦的引力场方程

5.3 引力场中的空间和时间

6.广义相对论的实验证据

6.1 引力的作用力其实很弱

6.2 光线弯曲

6.3 光的红移

6.4 雷达回声延迟实验

6.5 行星轨道近日点的进动

6.6 等待进一步的实验检验

6.7 对非牛顿引力的探寻

7.引力波的探测

7.1 什么是引力波

7.2 可能的引力波发生源

7.3 韦伯棒

7.4 将激光干涉仪用于引力波探测

7.5 引力波的存在是否被证实？

7.6 我们需要一个新的天才

8.强引力场

8.1 太阳并不永恒

8.2 黑洞

8.3 黑洞存在的证据

8.4 关于宇宙的两类模型

8.5 宇宙膨胀的证据

8.6 宇宙大爆炸的证据

附录 引力常数G的实验数据

译后记

《相对论时空》讨论的许多问题可能会引起许多在科学上四处“觅食”的大学生和高中生的兴趣，其他行业关心科学与技术的人也可能从中得到启发，从而更坚定地努力按照科学的方法来考虑和处理各种问题。
　　科学、技术和数学在我们的日常生活中起着越来越重要的作用。因此，在当代人的教育中，这些内容已经成为最重要的部分。对技术和数学的理解有助于我们更准确地了解科学的证据以及如何有条理地进行逻辑论证。一个受过科学基本训练和熏陶的人更容易形成科学的世界观——外部世界可以通过科学来阐明、用数学语言精确刻画，并用技术手段来加以证明。
　　相对论代表了人类智慧最华美的结晶，也集中反映了当代人的科学精神和追求。作者希望通过《相对论时空》向读者介绍一种概括的认知，以便理解爱因斯坦的相对论，特别是爱因斯坦对自然、光的传播、空间、时间和引力的观点。作者希望读者能领略到爱因斯坦相对论的内在美，从而有助于培养正确的创造性科学思维方法。作者认为，教育和科学工作者、社会政策的制定者以及工业界的管理者都应该了解，在对人进行教育和培养的过程中，与浅薄的科学新闻或死记硬背的数学公式相比，科学思维的训练更为重要。

《相对论时空》全书共分8个章节，对爱因斯坦相对论作了介绍，具体内容包括爱因斯坦以前的物理理论、狭义相对论中的动力学、广义相对论中的空间和时间、广义相对论的实验证据、引力波的探测等。寓希望《相对论时空》能提供在各个专业学习的学生及在各个领域工作的学者、研究人员、管理人员等一些可思考、可争异的有趣的问题，起到以上所讲“种瓜得豆”的效益。