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时空观。

爱因斯坦着手建立一个统一的物理理论。他把伽利略力学运动的相对性原理扩展开来，使之包括所有物理定律。把它提升为公理；又把观测和实验得来的光速不变也提升为公理。如果两者同时成立，不同的惯性系的各个坐标之间必然存在一种确定的数学关系，这就是洛伦兹变换。通过这种变换，他推导出，运动的尺子要缩短；运动的钟要变慢；任何物体的运动速度都不能超过光速。由这个理论来看，以前的矛盾都解决了，古典力学定律成了物体在低速运动时的一种极限情况。自然现象在运动学方面显示出统一性。这就是“狭义相对论”。

相对论不仅引起了时空观的革命，也带来了整个物理学的革命，产生了深远的影响。其中最突出的，是关于物体的质量和能量相对性的推论，即E=mc2。这为以后原子弹的制造、核能的和平利用打下了理论基础。

1916年发表的《广义相对论的基础》则完成了现代物理学大厦的封顶工作。爱因斯坦发现，现实的有物质存在的空间，不是平坦的欧几里德空间，而是弯曲的黎曼空间；空间的弯曲程度取决于物质的质量及其分布状况，空间曲率就体现为引力场的强度。这就在更深一层意义上否定了牛顿的绝对时空观。广义相对论实质上是一种引力理论，它把几何学与物理学统一起来，用空间结构的几何性质来表述引力场。它同牛顿的引力论有本质的不同，但在日常人们接触到的现象中却分辨不出两者结果的差异。爱因斯坦提供了三个可供实验验证的推论。第一是水星近日点的进动，这在当时就得到完满解决。第二，在强引力场中，时钟要走得慢些，因此从巨大质量的星体表面射到地球上的光的谱线，必定显得要向光谱的红端移动。这在1925年得到观测验证。第三，光线在引力场中的偏转。这在第一次世界大战结束后的对日全食的观测中得到了验证，使广义相对论顷刻间闻名于世。

在这本书的第三部分，爱因斯坦应用他的理论对宇宙的模式进行了一些探讨。

爱因斯坦不仅在科学上做出了如此杰出的贡献。他热爱和平、曾经给罗斯福总统写信，敦促美国研制原子弹，赶在法西斯成功之前，用以结束战争。他性格既骄傲又谦虚，在自己的领域他很自负。当以色列国成立时，国家邀请他出任总统，他拒绝了。他还是一位比较出色的小提琴演奏家，在思考的间隙，他会在美妙的琴声中迷醉一会儿，这也许是使他的理论变得那么美丽的原因之一。

第一部分　狭义相对论

1．几何命题的物理意义

阅读本书的读者，大多数在做学生的时候就熟悉欧几里得几何学的宏伟大厦。你们或许会以一种敬多于爱的心情记起这座伟大的建筑。在这座建筑的高高的楼梯上，你们曾被认真的教师追迫了不知多少时间。凭着你们过去的经验，谁要是说这门科学中的那怕是最冷僻的命题是不真实的，你们都一定会嗤之以鼻。但是，如果有人这样问你们，“你们说这些命题是真实的，你们究竟是如何理解的呢？”那么你们这种认为理所当然的骄傲态度或许就会马上消失。让我们来考虑一下这个问题。

几何学是从某些象“平面”、“点”和“直线”之类的概念出发的，我们可以有大体上是确定的观念和这些要领相联系；同时，几何学还从一些简单的命题（公理）出发，由于这些观念，我们倾向于把这些简单的命题当作“真理”接受下来。然后，根据我们自己感到不得不认为是正当的一种逻辑推理过程，阐明其余的命题是这些公理的推论，也就是说这些命题已得到证明。于是，只要一个命题是以公认的方法从公理中推导出来的，这个命题就是正确的（就是“真实的”）。这样，各个几何命题是否“真实”的问题就归结为公理是否“真实”的问题。可是人们早就知道，上述最后一个问题不仅是用几何学的方法无法解答的，而且这个问题本身就是完全没有意义的。我们不能问“过两点只有一直线”是否真实。我们只能说，欧几里得几何学研究的是称之为“直线”的东西，它说明每一直线具有由该直线上的两点来唯一地确定的性质。“真实”这一概念有由该直线上的两点来唯一地确定的性质。“真实”这一概念与纯几何这一论点是不相符的，因为“真实”一词我们在习惯上总是指与一个“实在的”客体相当的意思；然而几何学并不涉及其中所包含的观念与经验客体之间的关系，而只是涉及这些观念本身之间的逻辑联系。

不难理解，为什么尽管如些我们还是感到不得不将这些几何命题称为“真理”。几何观念大体上对应于自然界中具有正确