相对论百问

本书共分五个部分。第一部分“狭义相对论”是这本书的重点，它描述在运动速度接近光速时凸显出来的时空特性。出现在大学和中学教科书中的正是这一部分内容。所以本书列出了较多的问题从各个角度加以阐述。不仅对同时的相对性、动尺收缩、动钟变慢、双生子佯谬、质能关系等相对论效应做了尽可能清楚的讲解，而且对通常相对论书籍中很少解释的一些基本问题也着力加以说明，例如狭义相对论最核心的思想是什么，爱因斯坦如何完成最关键的思想突破，为什么要“约定”(规定)光速，为什么光速在相对论中处于核心地位，为什么相对论的缔造者是爱因斯坦而不是其他人，等等。弄清这些问题对于老师把握相对论的理论至关重要。第二部分“广义相对论”是狭义相对论的推广和发展，广义相对论认为万有引力不是一般的力，而是时空弯曲的表现。相对论专家惠勒这样形象地解释爱因斯坦的广义相对论：“物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。”本书在这一部分中，尽可能通俗地介绍了广义相对论的理论基础、框架和实验验证，并简明地讲解了它的数学工具——黎曼几何。广义相对论是爱因斯坦一生最得意的杰作。他曾说过：“狭义相对论如果我不发现，5年之内就会有人发现；广义相对论如果我不发现，50年之内也不会有人发现。”第三部分“黑洞”和第四部分“宇宙学”是目前相对论研究魄两个最重要的前沿领域，也是青少年最感兴趣、媒体上不断出现的科学内容。黑洞最初被认为是一颗只进不出的看不见的星，后来发现黑洞有温度和热辐射。本书阐明了黑洞的这些特点，列出了最近关于黑洞理论的“打赌”和争论的问题，同时还介绍了伴随黑洞理论而升起的一颗科学界的明星——霍金。霍金是继爱因斯坦之后对相对论贡献最大的人。他曾说过一句名言：“当爱因斯坦讲‘上帝不掷骰子’的时候，他错了。对黑洞的思索向人们揭示：上帝不仅掷骰子，而且有时还掷到人们看不见的地方去了。”