本书介绍了爱因斯坦的狭义相对论, 包括它的建立、主要内容和有趣的结论, 诸如时钟变慢、动尺收缩、速度合成、质能关系、双生子佯谬、车库佯谬等等, 还用中学生可以看得懂的初等数学, 介绍了相对论的一些重要公式的推导等。

此书用主要篇幅介绍了爱因斯坦的狭义相对论,包括它的建立、主要内容和有趣的结论,诸如时钟变慢、动尺收缩、速度合成、质能关系、双生子佯谬、车库佯谬等等,还用中学生可以看得懂的初等数学,介绍了相对论的一些重要公式的推导,对于希望深入了解相对论的普通读者有一定参考价值。特别难能可贵的是,作者用自己设计的方法,推导了质能关系,用狭义相对论和等效原理探讨了引力红移,避开了广义相对论中难懂的黎曼几何,得到了与广义相对论相同的结果。
总之,这是一本很好的科普读物,值此广义相对论发表１００周年之际,我向读者们推荐这本书。
——北京师范大学物理系教授 赵峥

在本书中,作者对相对论的基本原理的发展、建立进行了全面细致的介绍,其中穿插着不少有趣的历史故事,可读性很强。此外,作者对相对论中重要的物理效应以及佯谬进行了通俗易懂的诠释,有利于读者正确地理解相对论。特别让人欣慰的是,在不失物理正确性的前提下,书中的讨论并未用到高深的数学知识,而只依赖于中学数学的知识。一个有求知欲的读者如果肯多花一点时间对书中的内容进行思考和推敲,完全可以很好地掌握狭义相对论的基础知识。即便是对于相对比较困难的关于引力的广义相对论,作者也努力给出了较易理解的物理图像。
在此,我向广大读者郑重地推荐此书。
——北京大学物理学院教授 陈斌

对于广大的天文爱好者来说, 陈海涛的名字大家可能都不熟悉,不过说到他的网名小醉(littledrunk),会有很多跟我一样的BBS时代的天文爱好者知道这个名字。他对问题讨论的认真和专业让我吃惊,可以看出他阅读了大量的天文书籍并进行了深入的思考,是我认识的低调、同时又对天文了解非常多的非天文专业的爱好者。小醉首次提出了“阋神星”这一富有文化底蕴的命名,并于２００７年６月被中国天文学会天文学名词审定委员会通过投票正式选用。
本书既是关于相对论的科普书,也是一本极好的天文科普书。特此向广大学生和天文爱好者强烈推荐!
——北京天文馆馆长 朱进

第一章　子非鱼思想…………………………………………………… ００１
第二章　相对性原理…………………………………………………… ００８
　　§２-１　惯性参考系……………………………………………… ００８
　　§２-２　伽利略相对性原理……………………………………… ０１０
　　§２-３　狭义相对性原理………………………………………… ０１３
第三章　绝对时空观…………………………………………………… ０１８
　　§３-１　牛顿对绝对时空观的表述……………………………… ０１８
　　§３-２　伽利略变换……………………………………………… ０１９
第四章　光速不变原理………………………………………………… ０２４
　　§４-１　光速的测量……………………………………………… ０２４
　　§４-２　光的本性………………………………………………… ０４７
　　§４-３　光速与光源的运动无关………………………………… ０５５
　　§４-４　光速与观察者的运动无关……………………………… ０６１
第五章　相对时空观…………………………………………………… ０６５
　　§５-１　绝对时空观的困境……………………………………… ０６５
　　§５-２　时间相对性……………………………………………… ０６８
　　§５-３　空间相对性……………………………………………… ０８１
第六章　狭义相对论…………………………………………………… ０８５
　　§６-１　背景假设………………………………………………… ０８５
　　§６-２　洛伦兹变换……………………………………………… ０８８
　　§６-３　尺缩效应………………………………………………… ０８９
　　§６-４　同时的相对性…………………………………………… ０９４
　　§６-５　钟慢效应………………………………………………… １０１
　　§６-６　相对论速度合成………………………………………… １０６
时空之舞——中学生能懂的相对论
　　§６-７　前灯效应与光行差……………………………………… １１０
　　§６-８　相对论多普勒效应……………………………………… １１３
　　§６-９　双生子佯谬……………………………………………… １１７
　　§６-１０　隧道佯谬………………………………………………… １２３
　　§６-１１　车库佯谬………………………………………………… １２５
　　§６-１２　爱因斯坦行星…………………………………………… １２７
第七章　超光速存在吗? ……………………………………………… １３２
　　§７-１　光斑和影子的移动……………………………………… １３２
　　§７-２　第三观察者……………………………………………… １３５
　　§７-３　超光速旋转……………………………………………… １３６
　　§７-４　回光效应………………………………………………… １３７
　　§７-５　横向视超光速与类星体视超光速喷流………………… １３８
　　§７-６　视向超光速星系………………………………………… １４０
　　§７-７　刚体振动………………………………………………… １４１
　　§７-８　相速度与群速度超光速………………………………… １４２
　　§７-９　切伦科夫效应…………………………………………… １４６
　　§７-１０　超新星SN１９８７A ……………………………………… １５０
　　§７-１１　其他超光速实验………………………………………… １５４
第八章　相对论动力学………………………………………………… １５５
　　§８-１　牛顿力学与狭义相对论的冲突………………………… １５５
　　§８-２　考夫曼实验……………………………………………… １５６
　　§８-３　贝托齐实验……………………………………………… １５７
　　§８-４　质心运动守恒…………………………………………… １５８
　　§８-５　运动物体的质量………………………………………… １６１
　　§８-６　相对论动量……………………………………………… １６４
　　§８-７　相对论动能与质能方程………………………………… １６５
　　§８-８　相对论能量Ｇ动量关系…………………………………… １６８
第九章　广义相对论…………………………………………………… １７４
　　§９-１　惯性质量与引力质量…………………………………… １７５
　　§９-２　厄缶实验………………………………………………… １８０
　　§９-３　等效原理与爱因斯坦电梯……………………………… １８２
　　§９-４　等效原理的空间验证…………………………………… １８５
　　§９-５　广义相对性原理………………………………………… １８７
　　§９-６　引力场方程……………………………………………… １８９
　　§９-７　光线弯曲………………………………………………… １９２
　　§９-８　引力红移与引力时间膨胀……………………………… １９７
　　§９-９　时空弯曲与引力几何化………………………………… ２０１
　　§９-１０　雷达回波延迟…………………………………………… ２０５
　　§９-１１　引力透镜………………………………………………… ２０７
　　§９-１２　黑洞……………………………………………………… ２１２
　　§９-１３　虫洞……………………………………………………… ２１７
　　§９-１４　水星近日点进动………………………………………… ２１９
　　§９-１５　引力波…………………………………………………… ２２０
　　§９-１６　文学影视作品中的相对论效应………………………… ２３６
附录　关于相对论的一些数学推导…………………………………… ２４３
　　１　惯性系之间的变换是一次变换……………………………… ２４３
　　２　洛伦兹变换的初等推导……………………………………… ２５５
　　３　惯性系变换只有伽利略变换和洛伦兹变换两种…………… ２６１
　　４　相对论动能公式的初等推导………………………………… ２６５
　　５　从开普勒三定律到万有引力定律…………………………… ２６８
　　６　从等效原理到时空弯曲……………………………………… ２７５
　　７　太阳边缘的星光偏折角计算………………………………… ２８０