關于作者
汪潔，“科學聲音”組織首屆輪值秘書。其代表作《時間的形狀：相對論史話》獲第八屆國家文津圖書獎，另著有《星空的琴弦》《外星人防御計劃》《科幻世界漫游指南》等作品。自媒體節(jié)目《科學有故事》主播，全國各科技館、中小學人氣演講嘉賓。
關于本書
這是一本讀著像小說一樣的科普讀物，作者按照時間順序，從伽利略、牛頓的經(jīng)典物理學理論開始說起，再講到光速測量，以及困擾經(jīng)典物理學界很多年的光速不變之謎。一個接一個的懸念推動物理學的發(fā)展，直到愛因斯坦橫空出世，用相對論破解有關時間、空間、運動和引力的謎團，為讀者打開一個看待世界的全新視角。
核心內(nèi)容
我們今天所知道的現(xiàn)代物理學知識并不是某一個科學家拍腦門的產(chǎn)物，而是一代又一代科學家們傳承的結(jié)果。新的物理學知識并不是完全推翻了舊有的物理學知識，而是對舊有知識在更高精度上的修正，新知識體系必須兼容舊知識體系?，F(xiàn)在，“上帝”留給我們的兩道新思考題又擺在了人類面前，等待著我們?nèi)テ平庀乱粋€自然規(guī)律之謎。
相對論是研究時間、空間、運動、引力這四者關系的理論體系的總稱，它是這一百多年來人類最偉大的兩個理論之一，另一個理論是量子力學。在科學史上，曾經(jīng)有一些理論沒有獲得諾貝爾獎，并不是這個理論的遺憾，而是諾貝爾獎的巨大遺憾，相對論就是它們的代表。
一、理解相對論的四個前置概念第一，要判斷一個理論是不是科學理論，著名的科學哲學家波普爾提出了一個被廣泛接受的標準，那就是看它是不是具備“可證偽性”。也就是說，是不是具備被證明是錯誤的可能性。相對論也符合這個標準。
第二，科學界有一個比較推崇的哲學原則——奧卡姆剃刀原理。原文比較文縐縐，是這樣說的：如無必要，勿增實體。簡單翻譯一下，就是想解釋一個現(xiàn)象，假設最少的解釋往往最接近真相。在相對論的發(fā)展史上，愛因斯坦充分運用了這個原理。
第三，在物理學的發(fā)展史上，有一種特殊的實驗起到了至關重要的作用，就是“思維實驗”。簡單解釋就是不需要任何實驗設備，只需要在頭腦中進行的實驗。相對論的最終建立，思維實驗起到的作用可以說是居功至偉。
第四，在物理學中，有一個很拗口的術(shù)語，叫“佯謬”，佯裝的佯，謬誤的謬。是說乍一聽肯定是錯誤的，但是沒想到卻是正確的理論。在相對論的發(fā)現(xiàn)過程中，人們發(fā)現(xiàn)了非常多的佯謬，也就是反直覺、徹底顛覆我們?nèi)^的現(xiàn)象。
二、從這四個前置概念出發(fā)，通過三個反轉(zhuǎn)劇情來講述這個關于相對論的故事。
第一個反轉(zhuǎn)劇情之前人們相信的都是牛頓和伽利略的觀點，認為時間是絕對的，不受其他因素的影響。但到了 19 世紀末，一系列的實驗推翻了人們的這個看法，其中最出名的就是“邁克耳遜—莫·雷”實驗，它被稱為“科學史上最成功的失敗”。
第二個反轉(zhuǎn)劇情為了解釋這一系列實驗的結(jié)果，愛因斯坦通過一個偉大的思維實驗，做了一個大膽的假設：光速相對于任何觀察者來說都是不變的。這讓他最終得出了狹義相對論的核心觀點：時間是相對的，沒有什么絕對的時間，它與運動密不可分。只要宇宙飛船運動得足夠快，宇宙飛船上的一年可以相當于地球上的一百年。
第三個反轉(zhuǎn)劇情雖然我們現(xiàn)在知道，愛因斯坦提出的相對論是劃時代的理論，但是我們剛剛也說了，在愛因斯坦去世的很多年后，他的理論才被實驗證明。所以，當狹義相對論剛誕生的時候，幾乎沒有引起什么轟動。而且狹義相對論的一個明顯缺點是沒有將“引力”納入到方程式中，為此，愛因斯坦又奮斗了十年，終于提出了“世界上最美的理論”——廣義相對論。
愛因斯坦的研究告訴我們，我們身處的這個宇宙，它的時空結(jié)構(gòu)符合一個方程式，這個方程式就是著名的愛因斯坦場方程，它是迄今為止人類找到的最深刻的一個方程式。通過這個方程式人類計算出了黑洞、宇宙大爆炸、引力波等等一系列重塑人類宇宙觀的自然現(xiàn)象。
金句
面對顛覆認知的實驗結(jié)果，愛因斯坦沒有像其他科學家一樣，給實驗找各種理由假設，而是揮起“奧卡姆剃刀”，刮掉了幾乎所有的假設，只剩下一條，那就是光速本身就是不變的。
相對論是公理演繹思想的極致體現(xiàn)，它從三個最基本的公理出發(fā)，也就是三個無法證明，但又找不到任何反例的假設出發(fā)，一步一步，就像證明幾何題一樣推導出了整個理論大廈，令人嘆為觀止。
我們身處的這個宇宙，它的時空結(jié)構(gòu)符合一個方程式，這個方程式就是著名的愛因斯坦場方程，它是迄今為止人類找到的最深刻的一個方程式。
撰稿：汪詰
腦圖：摩西
轉(zhuǎn)述：江寧
