1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。2016年2月11日，科学家宣布首次直接探测到了引力波信号，进一步证明了一百年前提出的相对论的伟大。

《相对论ABC/译林人文精选》一书是70年前著名哲学家伯特兰·罗素为修读物理的学生写的导读，至今仍是精确实用的相对论指南，少有艰深的专业术语，以平易、幽默、睿智的散文风格从基础讲起，清晰阐述了高深的相对论，是一本很好的普及读物。

《相对论ABC/译林人文精选》避开了复杂的数学推导，讲解当时极具革新性的理论，其行文风格简洁明了，阐释引人入胜，字里行间之智慧令人赞叹。它展现了罗素卓越的解释力和文学修养，作为一部非数学性的导论，在今天读来依然精彩而有价值。

伯特兰·罗素是20世纪西方最著名的学者和社会活动家，深厚的哲学、数学和文学修养使他对相对论的阐释更有价值。

前言

导读

第一章 触觉与视觉：地球和天体

第二章 事实与观察所见

第三章 光速

第四章 时钟与量尺

第五章 时-空

第六章 狭义相对论

第七章 时-空中的间隔

第八章 爱因斯坦的引力定律

第九章 爱因斯坦引力定律之证明

第十章 质量、动量、能量和作用

第十一章 膨胀的宇宙

第十二章 传统观念与自然法则

第十三章 “力”的废止

第十四章 什么是物质？

第十五章 相对论的哲学意义

第一章触觉与视觉：地球和天体

世人皆知爱因斯坦创立了伟大的相对论，却鲜有人真正明白相对论是什么。一般认为，他变革了人类对物质世界的认识。然而他的这些新观念包裹在专深的数学术语中，不为人们所了解。事实上，解释相对论的各种版本流传甚多，数不胜数，可惜这些解释多流于表面，一旦涉及真正重要的内容时就含混不清了。这也怪不得那些作者。爱因斯坦大多数的观念可以用非数学化的语言来表述，但要做到这一点还是非常困难的，需要改变我们想象中的世界图景——改变我们从小就熟知的、久远的人类史前祖先们流传下来的世界图景。然而当人类已经有了较长的历史时，改变人类的想象总是那么困难。哥白尼也曾经期望这样的改变，他宣扬地球是自转的，而非天体每天绕地球旋转一圈。对于现在的我们而言，这很容易理解，因为在形成思维定式前，我们就已经了解了这个观点。同样，爱因斯坦的观念对于与之一起成长起来的一代而言，也是易于接受的。但于我们而言，却非要付出一番重构想象的努力不可。

人类借助各种感官，特别是触觉和视觉来探索地表。在前科学时代，人类用肢体来测量长度：“一足尺”、“一腕尺”、“一柞”等长度单位就是这样来的。更长的距离则用步行到达所需要的时间来表示。渐渐地人类学会了用目测来粗略地估算距离，但仍然认为触觉测量更为精确可靠。然而有些东西是无法触碰到的，比如彩虹、镜像等。这些不可触及的东西让孩子们感到很困惑：分明可见的镜像是不真实的，这完全超出了他们的抽象想象力。麦克白的匕首①也是不真实的，因为它只是麦克白大脑的幻觉，可视而不可触。甚至在隐喻中也可追寻到人类的这种认识：好的演讲“如固体般坚实”，而糟糕的演讲“如空气般空洞”。因为我们觉得空气不够真实。

研究天体时，人类所能凭借的只有视觉。我们不可能触摸太阳，也无法用脚丈量昴宿星。但天文学家们还是毫不犹豫地借用了以触觉和步行测量为基础的几何学和物理学，因为在地表研究中它们非常实用。这样一来，天文学家们却是自寻难题，而这个难题直到相对论出现后才得以理清。事实证明，通过触觉得到的认识往往是缺乏科学性的偏见。要想对世界有客观真实的认识，就必须摈弃这种偏见。

或许用例子来说明，能让我们明白与地表研究相比，依靠触觉来研究天体是多么不切实际。我们做个假设，用药物使你昏迷，当你清醒时，你仍然具有思辨能力，但却失去了记忆。进一步假设，你在昏迷状态下被带上了一个正在漆黑的夜晚随风飘行的气球。正值英国11月5日或美国7月4日②的晚上，因此你可以看到从地面、火车、飞机四面八方放射出的灿烂烟花。黑暗中，你看不到地面、火车或者飞机。那么你所认识的地球世界会是怎样的呢？你一定会认为地球上的一切都不长久：只是转瞬即逝的烟火，只有短暂的存在，在旷空中划出千奇百怪的弧线，这些火光只能看到而无法触及。显然，你的几何观、物理观和形而上学观与普通人不同。假如气球里还有一位普通人，你会发觉他的观点很难理解。但是假如爱因斯坦也和你们同在这个气球里，你会比这个普通人更易理解爱因斯坦的观念，因为你不会像大多数世人那样囿于先入之见。

在很大程度上，相对论就是要摈弃在日常生活中的有用的观念，而这些观念对于“气球人”是毫无用处的。由于各种多少有些偶然的因素，依据地表情况得出的概念往往不准确，尽管这些概念看似思想的必然组成部分。关于地表情况最重要的一点是，地表的大多数物体相当稳定，从陆地的角度来看几乎固定不动。若不是这样，出门旅行就不像现在是那么确定的事了。如果你想从国王十字站去往爱丁堡，你就会找到国王十字站一直以来所在的位置，火车沿着上次你去爱丁堡乘坐的路线行进，爱丁堡的威弗利火车站也不会跑到城堡来。你会这样说，也会这样想：我去了爱丁堡，而不是爱丁堡来到了我这里。尽管后者可能同样准确。人们接受这一常识性的观点其实是由于一些很偶然的因素。设想伦敦所有的房子都在不停运动，就像一窝蜜蜂；设想铁路运动着，并变换着形状，如同雪崩；最后设想物体一直如云彩般成形、消散。这些设想都可能实际存在，只是在这样设想的世界里，爱丁堡之旅显然是不知所谓的。你一定会问出租车司机：“今天早晨国王十字站在哪里？”在火车站你也会问类似的问题：“今早爱丁堡在哪儿？”售票员则会问：“您指爱丁堡的哪个部分？”王子街已经运动到了格拉斯哥，城堡移到了高地，而威弗利站则已经在爱丁堡西北部福斯河峡湾的水下了。并且在你的旅途中，那些火车站不会老老实实待在原地，有的北移，有的南行，有的向东，有的往西，而且运动速度可能比火车还快。在这种情况下，你不能说某一刻你在什么地方。的确，人总是在某一个确定地点的观念，是基于地表上大多数较大物体的非移动性。“地点”这一概念只是粗略的实际距离，其中毫无逻辑必然性，也无法精确下来。

如果人体比电子大不了多少，我们就不会有静止的印象，静止只存在于我们粗略的感觉中。除了古怪的数学家们外，我们会觉得现在看来很确定的国王十字站是十分广袤而无法想象。我们所看到的那些部分，包含着很多细小的物质，它们之间互无关联，却永恒地，以极快的芭蕾舞步相互围绕旋转。我们的经验世界将是疯狂的，在这样的世界里，爱丁堡的各个部分会四散移动。另一个极端，如果人体像太阳一样巨大和恒久，并且认识力也相应地迟钝，你同样也会觉得宇宙杂乱无章，缺乏稳定性：恒星和行星往来穿梭，如同清晨迷雾的聚散，没有什么是相对固定的。相对稳定性之所以是日常观念的一部分，是因为人体大小适中，居住的地球表面温度也适宜。若非如此，前相对论时期的物理学就不那么合理了。事实上，我们将不会发明这样的理论。我们可能一下子就形成相对物理学的认识，或者一直对科学规律一无所知。幸运的是我们没有面临这样的选择，因为仅凭一个人要完成欧几里得、伽利略、牛顿和爱因斯坦这些科学家的成就几乎是不可想象的。若缺乏这样卓越的才智，人们对宇宙的运动规律仅限于非科学性的观察，也就不会有物理学了。P1－4

《相对论ABC》问世于1925年。直至今日，相对论的基本原则并没有什么变化，但相对论及其应用都有了新的拓展，因而后来本书几次再版时就需要做些修订了。我在第二和第三版中所做的修订都征得了罗素本人的同意。最主要是重写了第十一章，以便纳入20世纪20年代确立下来的宇宙膨胀说。

1970年罗素不幸辞世。故而1985年在第四版中所做的修订，当由我负全责了。现在出版的这个版本与第四版相比，大致未作改动。但我还是修改了一些片段，以使之与现在知识的发展相合，并竭力摈弃了以男性称谓统称女性的传统观念，六十年前这样的观念尚可接受，或者被包容，但现在行不通了。我认为罗素在这个问题上具有超前的认识，他是赞同女权主义的，想必也会同意我做这样的修改。最后两章，本质上与其说是物理学的，莫如说是哲学的，因而我未敢擅加改动。

阅读罗素这本颇具散文风格的书，无论读者是门外汉，还是术业专攻者，都能在深入了解相对论核心物理定律的同时，对其言语之幽默诙谐、说理之透彻晓畅、字里行间之智慧，深感愉悦。

——彼得·克拉克，圣安德鲁斯大学

阅读罗素的作品，是我一生中最愉快的事情。

——爱因斯坦