前言
本书的顺序
爱因斯坦的幼年时期与青年时期
第1章 了解相对论之前的物理学
时间与空间会随着立场的改变而改变
～俯瞰相对论～
牛顿力学与电磁学
～相对论诞生之前的物理学两大理论～
匀速直线运动持续时的惯性定律
～牛顿第一运动定律～
通过运动方程式解析物体的运动状态
～牛顿第二运动定律～
作用力与反作用力定律
～牛顿第三运动定律～
任何人都没有疑问的绝对时间和绝对空间
～牛顿力学对时间和空间的解释～
光也是一种电磁波，像波一样传播
～麦克斯韦总结的电磁定量～
宇宙之中充满了用来传播光波的以太
～光是如何传播的～
迈克尔逊和莫雷否定了以太的存在
～光是不需要传播媒介的波～
以太不存在，绝对空间也被否定了
～爱因斯坦对绝对空间的否定～
在移动的船上扔出一个球，球会跟着船一起移动
～伽利略相对性原理～
不管运动还是静止，物理法则都成立
～伽利略与爱因斯坦在相对论上的差异～
如果光速不变，那么时间和空间就能伸缩
～光速是固定的～
第一章的总结
术语解说①
小专栏 爱因斯坦与奇迹之年
第2章 欢迎来到狭义相对论的世界
静止时和运动时看光的轨迹是不一样的
～运动的物体时间变慢①～
对A来说，B的时间看起来变慢了
～运动的物体时间变慢②～
反之对B来说，A的时间看起来也变慢了
～运动的物体时间变慢③～
运动的物体时间会变慢，但在日常生活中完全感觉不到
～运动的物体时间变慢④～
在视角固定的情况下，周围的景色看起来会缩小
～运动的物体长度缩短①～
时间和空间都会伸缩，但只有光速恒定不变
～运动的物体长度缩短②～
2μs的光速旅行
～神奇的μ子～
即便是同样的现象，不同的观测者会得出
“同时”和“不同时”的结论
～同时性不一致①～
利用时空图解释“不可思议”的现象
～同时性不一致②～
在时空图的坐标中只有光速是相同的
～同时性不一致③～
自然界中的任何物体都无法超越光速，因为能量会变成质量
～越接近光速，质量越大①～
质量不等于重量，只表示运动的难易度
～越接近光速，质量越大②～
利用质量变成能量来进行发电的核电站
～质量与能量的等价性～
第二章的总结
术语解说②
小专栏 爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖
第3章 欢迎来到广义相对论的世界
狭义相对论的两个弱点
～为什么需要广义相对论～
在封闭箱体中的人处于自由落体还是无重力状态
～惯性参考系与惯性力～
利用引力和惯性力的等效性来突破弱点
～“人生中最幸福的思考”～
在下降的箱体中发出的光线会因为引力而出现弯曲
～光为什么不直线前进～
太阳后面的星体发出的光芒会受太阳引力的
影响发生弯曲后抵达地球
～实际观测到的引力使光线发生弯曲～
距离引力源越近的地方时间越慢
～引力对时空的影响①～
对光线来说的最短距离证明时空的弯曲
～引力对时空的影响②～
光在弯曲的时空中直线前进，“直线”是最短的距离
～引力对时空的影响③～
引力是时空弯曲而产生的作用力
～与牛顿力学思考的差异～
黑洞的周围空间扭曲、引力波扩散
～广义相对论预言的两个现象～
搭乘火箭加速运动的哥哥比弟弟更年轻
～双生子佯谬～
第三章的总结
术语解说③
小专栏 第二次世界大战与和平运动
第4章 相对论与我们的生活
GPS的精度提高多亏相对论
～GPD卫星的时间比地球上的时间更快～
利用加速器创造出无限接近光速运动的粒子
～基于狭义相对论的高质量粒子～
抛物线飞行创造出无重力空间
～没有引力的空间～
把握大约138亿年前宇宙的诞生
～关于宇宙诞生的讨论～
宇宙起源于虚无，星体诞生于大爆炸
～大爆炸与宇宙诞生～
前往未来很简单？利用黑洞进行时间旅行
～相对论与时间旅行①～
利用空间弯曲的虫洞实现瞬间移动
～相对论与时间旅行②～
利用虫洞创造时间差回到过去
～相对论与时间旅行③～
完成相对论后爱因斯坦的下一个梦想
～将这个世界上的所有作用力统一起来～
第四章的总结
术语解说④
主要登场人物
索引
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