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　　百年前由愛因斯坦一手建立的宇宙圖象與典範
　　百年後中文世界首部本土創作之相對論科普著作
　　★榮獲2016吳大猷科普奬銀簽奬

　　一百年前，也就是1915年的11月25日，愛因斯坦發錶「重力場方程式」，並進而完成瞭「廣義相對論」。這是迄今為止影響人類文明進程至為重大的科學突破，讓我們得以有係統地瞭解這個化育萬物的神祕宇宙。

　　黑洞、宇宙膨脹、重力波……這些深奧的宇宙故事，其實與我們的日常生活息息相關。沒有「廣義相對論」協助修正地麵與太空中的時間流逝差異，GPS就不可能幫我們找到正確的目的地。科學，看似遙遠，其實很近。

　　適逢相對論百年紀念，中央研究院餘海禮教授召集國內多位相對論學者，共同完成瞭《相對論百年故事》。本書係百年以來，中文世界首部本土創作之相對論科普著作，全書運用生動、簡易的敘事方式，搭配多幅精彩圖片，深入淺齣地解釋復雜的科學概念，其中包括銀河中黑洞的生成與死亡、宇宙初開的故事，以及我們最終的命運等。藉由推動正確的科普知識來破解誤解與謬論，啓發我們對於科學的興趣與理性思維的能力。

宇宙的低語：從星辰到量子糾纏 一本探索我們如何理解宇宙基本規律的史詩之旅 導言：當我們仰望星空時 自古以來，人類便對頭頂的夜空充滿好奇。那些閃爍的光點，不僅是遙遠的恒星，更是我們理解自身在宇宙中位置的綫索。然而，我們對這些現象的理解，經曆瞭一場又一場深刻的革命。本書並非聚焦於某一個特定的理論，而是以時間為軸綫，串聯起那些奠定現代物理學基石的偉大思想和關鍵人物，呈現一幅關於人類認知不斷拓展的宏偉畫捲。 我們將從亞裏士多德的樸素宇宙觀開始，那時，地球是宇宙的中心，天體的運動遵循著完美的圓形軌道。這種直覺上“閤理”的模型統治瞭人類思維近兩韆年。直到哥白尼的日心說，纔將我們從宇宙的中心推開，引發瞭第一次關於宇宙結構認知的巨大震動。 第一部：機械世界的精確藍圖——牛頓的遺産與挑戰 在伽利略和開普勒的觀測與計算之上，艾薩剋·牛頓構建瞭一個宏大而優雅的框架——經典力學。這本書將詳細解析牛頓第二定律如何支配著行星的運行、潮汐的起落，以及地上的拋體運動。我們不僅會探討萬有引力定律的發現過程，更會深入研究它在隨後的兩個世紀裏如何成為物理學的“聖經”，精確地預測著天體的位置，支撐著工業革命的蒸汽與齒輪。 然而，任何偉大的理論都有其邊界。本書將細緻描繪在十九世紀末期，經典物理學遭遇到的兩個主要“危機點”：一是水星軌道的微小異常，二是黑體輻射和光電效應的理論睏境。這些看似微不足道的“瑕疵”，實則是通往全新物理學大門的鑰匙。 第二部：光、電與場的交響——電磁學的統一 在經典物理學的輝煌時期，法拉第和麥剋斯韋的閤作，將電與磁這兩股看似不相關的力量統一在瞭一套簡潔而優美的方程組中。我們將詳細梳理麥剋斯韋方程組的物理意義，它如何預言瞭電磁波的存在，並揭示瞭光本身就是一種電磁波的現象。 這一部分的重點在於理解“場”的概念如何取代瞭超距作用的神秘性。我們不再需要想象兩個物體之間存在著看不見的繩索來傳遞力，而是理解空間本身被一種看不見的介質——電磁場——所占據和彎麯。我們將討論十九世紀末對“以太”的探索，以及那些最終導嚮更深刻變革的實驗，例如邁剋爾遜-莫雷實驗，它們像無聲的警鍾，預示著時間的相對性即將到來。 第三部：時空的新尺度——速度與引力的重塑 我們不會止步於對既有理論的頌揚，而是要深入剖析那些推翻瞭“絕對時間”和“絕對空間”假設的思想實驗。本書將以清晰的敘述，帶領讀者理解如何通過同時性的相對性、尺縮效應和時間膨脹來構建一個新的、更加一緻的宇宙視圖。 隨後的篇章將轉嚮引力本身的本質。我們不再將引力視為一種瞬時的作用力，而是理解為物質對時空幾何結構的彎麯。從彎麯時空的概念齣發，本書將探討廣義相對論如何完美解釋瞭水星軌道的進動，並預測瞭光綫在引力場中的偏摺，為日食觀測提供瞭關鍵的驗證。此外，我們還將簡要介紹廣義相對論在現代宇宙學中的應用，如黑洞的存在性預測及其在引力波探測中的重要性。 第四部：微觀世界的奇異舞蹈——能量的量子化與不確定性 當物理學傢深入到物質的最微小尺度時，他們發現熟悉的直覺完全失效瞭。本書將聚焦於量子理論的起源——普朗剋對黑體輻射的假設，以及愛因斯坦對光電效應的解釋，這兩者共同將能量的概念從連續的河流變成瞭不連續的“小包裹”（量子）。 接下來的部分將深入到波爾的原子模型，解釋瞭為什麼電子隻存在於特定的能級上。然後，我們將探討德布羅意物質波的概念，即粒子也具有波的屬性，這為後來的量子力學奠定瞭基礎。 我們將重點分析海森堡的不確定性原理。這不是一個關於測量技術不佳的陳述，而是宇宙本身固有的一個基本限製——我們不可能同時精確知道一個粒子的位置和動量。這本書將詳細闡述這種內在的概率性如何取代瞭經典物理學中決定論的確定性。 第五部：相互關聯的現實——疊加態與量子信息 本書的後半部分將轉嚮量子力學的成熟形態——薛定諤方程，以及它所描述的奇異現象。我們將探討疊加態的概念，一個粒子可以同時處於多種可能狀態的奇特境地，直到被觀測的那一刻。 我們將詳細討論量子糾纏這一現象，被愛因斯坦稱為“幽靈般的超距作用”。我們將深入理解兩個粒子如何能夠以一種超越時空限製的方式相互關聯，無論它們相距多遠。這不僅是理論物理的深刻挑戰，也是通往下一代信息技術（如量子計算和量子加密）的理論基石。 結語：開放的邊界與未解之謎 現代物理學的兩大支柱——廣義相對論（描述宏觀引力）和量子場論（描述微觀基本粒子）——雖然各自取得瞭巨大的成功，但在描述黑洞中心或宇宙大爆炸的瞬間時，它們卻無法和諧共存。本書的最後，將引導讀者思考當前物理學前沿的重大挑戰：如何構建一個統一的“萬有理論”（Theory of Everything），融閤引力與量子力學。從弦理論到圈量子引力，這些仍在探索中的領域，揭示瞭人類求知欲的永不止息。 這本書旨在提供一個全景式的視角，展示人類如何通過數學、實驗和純粹的想象力，一步步揭開瞭宇宙運行的深層規律。它不是一個公式手冊，而是一部關於人類智慧如何麵對已知邊界、並勇敢跨越的精彩曆史。

作者簡介

中華民國重力學會 主編

　　學會的宗旨及任務，乃在推動各個相關的重力事業及研究。
　　編譯重力圖書及發行期刊，修訂重力名詞。
　　奬勵重力科學著述及發明，參加及舉辦國內外重力科學活動。
　　聯係國際重力科學活動及國際重力學傢。
 
作者（依姓氏筆劃排列）

蔔宏毅

　　（中研院天文及天文物理所博士後研究）

江袓永

　　（國立中央大學物理係副教授）

餘海禮

　　（中央研究院物理研究所研究員）

李沃龍

　　（國立颱灣師範大學物理係助理教授）

巫俊賢

　　（東吳大學物理係副教授）

林世昀

　　（彰化師大物理係教授）

林俊鈺

　　（國傢實驗研究院高速網路與計算中心副研究員）

曹慶堂

　　（淡江大學物理係教授）

陳江梅

　　（國立中央大學物理係教授）

許祖斌

　　（成功大學物理係教授）

遊輝樟

　　（成功大學物理係副教授）

聶斯特

　　（國立中央大學物理係教授）

序一：廣義相對論一百年/餘海禮
序二：迎嚮第二個百年/遊輝樟
序三：曆史迴顧與展望/中華民國重力學會
 
1 廣義相對論百年史 / 聶斯特、陳江梅
探索新視界：廣義相對論的發展　
物理與數學的火花：廣義相對論誕生　
愛因斯坦的預言：光綫彎麯與觀測　
宇宙的動、靜與宇宙常數項　
重力波存在嗎？　
統一場論的追求　
重力能量──對稱與守恆　
 
2 宇宙學百年迴顧 / 李沃龍、巫俊賢
我的位置決定我的星空　
牛頓的絕對空間　
空間幾何大不同　
愛因斯坦的彈性空間　
看似不存在的宇宙常數　
光的紅移：德西特效應　
弗裏德曼的宇宙演化論　
膨脹的宇宙與創世紀　
空間膨脹的標準模型？　
宇宙大霹靂的發現　
大霹靂宇宙仍有後遺癥　
顧史的暴脹宇宙　
量子起伏與宇宙微波　
空間擾動的波瀾：重力波　
南極觀測：太初重力波的測量　
宇宙真的有起點？　
宇宙原來可以理解！　
 
3 黑洞 /蔔宏毅、林世昀、曹慶堂
黑洞概念的萌芽　
史瓦西的數學精確解　
奇異的史瓦西時空與事件視界　
神祕的中心奇異點　
帶電的黑洞──兩個視界　
潘朵拉的盒子──剋爾的鏇轉黑洞　
黑洞的觀測證據　
黑洞與吸積流　
黑洞噴流──壯觀的宇宙風景
錯綜復雜的黑洞生態係統　
尋找黑洞的直接證據　
黑洞熱力學　
黑洞資訊弔詭 (information paradox)　
黑洞互補性與防火牆　
黑洞輻射的觀測與實驗　
為何世間多杞人
 
4 重力波與數值相對論 /林俊鈺，遊輝樟
廣義相對論與重力波　
如何觀測重力波　
重力波捎來宇宙的訊息　
數值相對論：計算宇宙的奧秘　
解開自然的法則
 
5 物理中的時空概念 / 江袓永
從牛頓開始　
質「點」是主角　
彎麯的時空與場　
有場論便毋需質點　
量子物理像要改變一切　
「氣一元論」──時空就是一切　
微觀的世界──量子時空　
不斷發展的時空觀　
 
6 時間、廣義相對論及量子重力 / 餘海禮、許祖斌
牛頓、蘋果與月亮　
愛因斯坦和他的諾貝爾奬　
時間存在與否？　
四維時空對稱與量子重力勢不兩立　
廣義相對論撲朔迷離的一麵　
時間起源自量子重力　
古典時空重建　
杞人「憂天」有道理　
重力與標準模型中的楊─密場的類比　
宇宙的初生與時間箭頭的方嚮　
 
延伸閱讀與參考文獻

序一

廣義相對論一百年

　　百年前，英國哲學傢羅素應梁啓超、張東蓀等人的邀請，首次把當時萌芽不久的愛因斯坦關於牛頓萬有引力的新典範──廣義相對論（簡稱廣相）介紹到中國。經過瞭數代人的努力與承傳，百年後的今天，我們這一代的廣相研究社群，終於能夠廣泛地在廣相各個相關領域及議題中，諸如彎麯時空的黑洞物理、起始數據問題、數值廣相、時空的哲學分析及重力的量子化……等問題上，做齣點以緻麵的曆史性貢獻。
 
　　百年來用英文（及其翻譯）書寫有關廣相的科普書雖不緻於汗牛充棟，卻也不勝枚舉；但以原生的中文廣相科普闡述颱灣廣相研究社群創作的結果，卻是科普史上的首次。 本書的結集齣版，不單是颱灣廣相研究社群（或更廣義地稱作重力研究社群）在繼往開來的行動中的裏程碑，更是一次嚮世界自信地展現自我觀點的實現。本書除瞭是介紹廣相的一般科普書藉，我們也自我期許，將本書視為人類文明史上一本重要的曆史文獻。
 
　　廣相乃是對關於我們賴以生存的波瀾壯濶的宇宙本身，及其中抽象的時間、空間學問的研究，既真實又基本。書中的文章，除瞭呈現廣相神祕有趣的各個麵嚮外，更試圖架構一幅超越百年前由愛因斯坦一手建立的宇宙圖象及典範；尤其是在關於能量密度及時間的概念上，更是直指廣相內在的矛盾核心，嘗試一舉解開其內在的邏輯謬誤。
 
　　書中每位作者都盡最大可能地運用最簡單有趣的言詞及例子，介紹廣相的各種深奧問題及概念；但我們認為當真理簡單到不能再簡單時，就不應刻意強求簡單，以緻扭麯瞭真理的本貌。同時，本書作為一份曆史文獻，也就無可避免地牽涉到一些超越我們這個時代的概念；讀者如一時無法消化，可以默記心中，時間終將會讓今日難以完全言喻的真理，在日後呈現真相。為瞭彌補可能的缺失，未來的一年內，隻要國內超過三十人的讀書會嚮中華民國重力學會提齣解說申請，我們承諾將派齣會員解說書中內容。
 
　　感謝大塊文化鼎力相助，齣版這可能賠本的集子。當然，這集子說不定會成為讀者們將來的傳傢墨寶。

序二

迎嚮第二個百年

　　廣義相對論是20世紀對人類文明影響最大的自然科學理論之一，今年是愛因斯坦創立廣義相對論的一百週年。
 
　　在這個非同尋常的一百年內，廣義相對論取得瞭意想不到的、令人驚喜的長足發展和進步。首先，作為以實驗為基礎的物理學的一個重要分支，廣義相對論從剛剛創建時的三大經典實驗驗證開始，百年來已經非常漂亮地經受住瞭每一個實驗的檢驗，大獲全勝，當前及不久的將來，精度更高和難度更大的許多實驗還將繼續進行。其次，從上個世紀60年代用黑洞成功地解釋類星體開始，加上愛因斯坦方程在宇宙學中的成功應用，廣義相對論已經愈來愈被天文學傢所重視。第三，隨著GPS的推廣應用，狹義和廣義相對論已經進入瞭人們的日常生活。可以預期，人類高精密測量技術的發展，將很快地實現重力波的直接探測。屆時，重力波測量將和電磁波測量一起為人們帶來宇宙的資訊，特彆是早期宇宙和黑暗宇宙部分的資訊。迴想這一係列的發展，讓我們聯想到一個個偉大的名字：愛因斯坦、希爾伯特、愛丁頓、史瓦西、剋爾、邦迪、弗裏德曼、錢卓塞卡、霍金、潘若斯……。
 
　　颱灣和中國大陸近年來對廣義相對論與相對論天體物理學的研究，也取得瞭巨大的進展。中國學者瀋誌強利用VLBI，精確觀測到瞭銀河係中心超大質量黑洞的情況；颱灣學者馬中佩發現瞭當時所知道的最大質量的兩個黑洞，每個質量約為太陽的100億倍；中國學者吳學兵更是在距離地球128億光年處，發現120億個太陽質量的黑洞。這一係列激動人心的發現，既顯示瞭我們在廣義相對論與相對論天體物理學研究中的長足發展，也預示著廣義相對論與相對論天體物理學，接下來在自然科學發展中的蓬勃勢頭。
 
　　為瞭紀念廣義相對論創建一百週年，中華民國重力學會編寫並齣版瞭這本文集。雖然隻包含六篇短文，但都具有很高的閱讀價值：〈廣義相對論百年史〉一文，講述瞭愛因斯坦與閤作者創建廣義相對論的曆程，一個個故事讓我們重溫前輩們發展基礎理論的艱辛。〈宇宙學百年迴顧〉除瞭迴顧大霹靂學說的緣起，更前瞻地預測瞭太初重力波所扮演的重要方嚮與角色。〈黑洞〉一文介紹瞭廣義相對論、天文學、量子力學、量子重力、資訊理論、凝態物理等物理學中的基本問題，如何與黑洞關聯到一起。重力波是廣義相對論除黑洞外的另一個重要理論預言，〈重力波與數值相對論〉一文清晰地描述瞭如何結閤數值相對論和重力波探測儀器，以直接測量重力波的原理和方法。什麼是時間，什麼是空間？〈時間、廣義相對論及量子重力〉和〈物理中的時空概念〉兩篇短文，為我們提齣瞭精彩的思辨性討論。
 
　　廣義相對論的第一個一百週年即將逝去，我們將迎來廣義相對論的第二個一百週年。崇尚科學、追尋真理的讀者們，定能在本文集的鼓舞和影響下，迴顧前輩們發展科學理論的艱辛曆程，循著他們的腳步不斷前進，繼往開來，進一步挖掘時間和空間的深刻含義，揭開黑洞特彆是奇異點的奇妙麵紗，探索宇宙演化的深層奧祕。我相信，在這個即將到來的新的一百週年裏，海峽兩岸的青年讀者們，定能與世界同行一起為發展廣義相對論與相對論天體物理學辛勤研究，攜手閤作，共創佳績。
 
序三

曆史迴顧與展望

　　20世紀影響人類文明最大的自然科學理論之一就是廣義相對論的發現。今年是愛因斯坦創立廣義相對論一百週年。為瞭紀念這一重大的自然科學進展，颱灣重力研究團體編寫瞭本文集。
 
　　本文集包括對廣義相對論的曆史迴顧，對黑洞和現代宇宙學的綜述，對重力波和數值相對論的介紹，以及對物理學中時空概念與量子重力的探討。
 
　　中央大學物理係的聶斯特（James Nester）教授和陳江梅教授，對廣義相對論百年曆史做瞭非常精彩的迴顧。該文講述瞭愛因斯坦同其閤作者建立廣義相對論的曆程，介紹瞭愛因斯坦和希爾伯特獨立發現愛因斯坦方程的故事；他們也曾為爭論誰先發現愛因斯坦方程而不愉快過，最終他們的友誼戰勝瞭爭執，兩人在愛因斯坦方程建立過程中不可磨滅的貢獻，也獲得人們的公認。本文還講述瞭觀測重力場彎麯光綫的故事，宇宙學常數在廣義相對論理論發展曆程中的戲劇化過程，以及重力波存在性問題的麯摺討論曆程。重力能量在廣義相對論中是一個非常微妙的問題，文中描述瞭愛因斯坦探討這個問題的故事。統一場論是愛因斯坦在建立廣義相對論後投入極大精力研究的課題，作者亦講述瞭愛因斯坦關於統一場論研究的一係列故事。
 
　　黑洞是廣義相對論理論最重要的概念性預言之一。黑洞理論的研究發展到今天，廣義相對論、量子力學、量子重力、資訊理論、凝態物理等物理學中的基本問題，均與黑洞有所關聯。在天文觀測中，超大質量黑洞和恆星級質量黑洞的存在已得到確認。而且黑洞被認為是宇宙中諸如類星體等天體的能量來源，黑洞是高能吸積、噴流等的核心動力。此外，黑洞的成長還被認為與同星係的演化、以及宇宙的大尺度結構形成間有著密切的關係。中研院天文及天文物理研究所的蔔宏毅研究員、彰化師範大學物理係的林世昀教授和淡江大學物理係的曹慶堂教授，對黑洞的這一係列問題做瞭極好的綜述。該文從黑洞概念在廣義相對論中的齣現開始講起，一步一步深入到黑洞的事件視界、黑洞的奇異點等艱深的理論問題。接下來並對天文觀測的黑洞做瞭介紹，描述黑洞同吸積盤和噴流的關係，最後更對黑洞熱力學以及黑洞資訊等問題做瞭深入介紹。
 
　　宇宙論是廣義相對論一個成功應用的典範。廣義相對論在宇宙論中的應用，把一個曾經隻能用神學探討的話題，變成一個自然科學的課題。結閤人類高新技術的發展，宇宙學發展到今天已變成高精密宇宙學。到目前為止，宇宙學已獲得1978年的宇宙微波背景、2006年的宇宙微波背景各嚮異性、2011年的宇宙加速膨脹三項諾貝爾物理學奬。颱灣師範大學的李沃龍教授和東吳大學物理係的巫俊賢教授所著的宇宙學短文，從哥白尼原理談起，通過對時空概念的引入，介紹現代宇宙學的發展。文中對宇宙學常數問題、加速膨脹問題、宇宙大尺度結構形成問題等，做瞭生動的講解；還對宇宙起源的大霹靂問題做瞭深入介紹，該問題不僅是個宇宙學問題，還把量子理論和重力理論連到瞭一起。同時，早期宇宙産生的重力波，很可能在不久的將來被觀測到，屆時，這些測量結果將改變當前量子重力理論純理論研究的狀態。我們也可以預期，到時很可能會有很多新的物理展現齣來。
 
　　重力波是廣義相對論除黑洞外另一重要的理論預言。如聶斯特教授和陳江梅教授所描述，重力波存在性在理論上的探討，於曆史上有過非常麯摺的經曆。最終邦迪等人的論述確定瞭其原則上的存在性。後來泰勒等人通過雙脈衝星觀測，提齣重力波存在的間接證據；泰勒等也因此而獲得諾貝爾物理學奬。可惜的是，至今還沒有重力波信號的直接觀測結果。在這廣義相對論建立一百週年之際，世界上重力波探測最靈敏的探測器Advanced LIGO已基本建立完畢。其測量精度可達到10的負23次方，逼近量子力學的標準極限，實現瞭人類空前的高精度長度測量。預期在接下來的幾年時間內，重力波信號將被直接觀測到。國傢實驗研究院高速網路與計算中心的林俊鈺研究員和成功大學物理係的遊輝樟教授，對重力波做瞭極好的、饒有趣味的通俗性介紹。為瞭提高重力波探測的能力，增強硬體的測量靈敏度是一個方麵；在既定硬體的基礎上，建立好的重力波波源模型，是提高重力波探測能力的另一方麵。現實的重力波源涉及超強重力場、強動態時空區域，而且幾乎無對稱性存在。這些特點使得數值計算的方式，成為重力波波源建模的幾乎唯一可行辦法。但即使是數值計算，愛因斯坦方程依然是極難處理的問題。數值相對論這個研究方嚮也應運而生。如何讓數值計算穩定、讓計算具有高精度、讓計算具有高效率以滿足實際波源建模的需要，是數值相對論研究的核心問題。林俊鈺研究員和遊輝樟教授對這些問題做瞭深入淺齣的描述。
 
　　狹義相對論是協調電動力學方程與伽利略變換的矛盾而産生的理論；廣義相對論是協調牛頓萬有引力理論和狹義相對論勞侖茲變換間的矛盾而産生的理論。但廣義相對論特有的時空觀同量子力學之間的矛盾，至今仍是一個謎。中研院物理所的餘海禮研究員和成功大學物理係的許祖斌教授，為我們講述瞭時間、廣義相對論及量子重力的故事，帶著我們迴顧瞭愛因斯坦建立廣義相對論過程中，關於時間的思辨。該文也為我們描述瞭鮮為人知的、愛因斯坦的諾貝爾奬同中國上海的不解之緣。廣義相對論的時空觀同量子力學的矛盾是突齣的，該文為我們介紹瞭一種新的思考方式，也許量子重力比時間的概念更基本，時間隻是量子重力自然而然的結果？！餘海禮研究員和許祖斌教授在該問題上提齣瞭非常精彩的思辨性討論。
 
　　廣義相對論的時空概念優美而引人入勝。但同時，像餘海禮研究員和許祖斌教授講述的那樣，這個時空概念的玄妙又讓人捉摸不透。什麼是時間，什麼是空間？中央大學物理係的江袓永教授為我們探討瞭物理學中的時空概念，對牛頓的時空觀做瞭深入介紹，並探討瞭質點動力學描述同牛頓時空觀的關係。江教授接下來描述瞭廣義相對論的時空觀，並探討瞭該時空觀同場論動力學的內稟關係。通過對比場論動力學與質點動力學，他比較瞭牛頓時空觀和廣義相對論時空觀的直觀性。兩者的直觀性有所不同，但作為確定性的存在，兩者的直觀性是人們容易理解和接受的。相反地，量子物理世界的不確定性，把問題完全推嚮瞭不可理解。量子重力理論的時空觀，勢必同量子物理的不確定性相關聯。江袓永教授為我們講述瞭這種不確定性時空觀的理論思辨。
 
　　本文集正好趕在愛因斯坦創立廣義相對論一百週年之際。崇尚科學、追尋真理的讀者們，定能在本文集的帶領下，迴顧前輩們發展科學理論的艱辛曆程，循著他們的腳步繼續往前，追尋時間、空間的奧祕，探索黑洞神奇的時空結構；循著重力波攜帶的資訊，探索宇宙演化的奧祕。

1　廣義相對論百年史
聶斯特、陳江梅
 
愛因斯坦（Albert Einstein, 1879-1955）是少數具有極高公眾知名度的偉大物理學傢，美國的《時代雜誌》（Times）在1999年推選他為「世紀偉人」（person of the century）。愛因斯坦在物理學上做齣瞭許多劃時代的貢獻，例如1905年，年輕的他就獨立完成瞭許多開創性的成果，其中有關光電效應（photoelectric effect）的論文，則是開啓量子物理（quantum physics）大門的關鍵性成果，也使他獲得瞭1921年諾貝爾物理奬的桂冠；他是在前往日本訪問途中，於開往中途停靠點上海的旅行船上獲知此消息。
 
然而，對一般大眾來說，愛因斯坦最著名的研究成果就是相對論。他在1905年完成瞭「狹義相對論」（special relativity），討論等速運動係統的物理特性，其中由光速不變性的假設所推論齣來的「時間膨脹」（time dilation）、「長度縮收」（length contraction）等等奇特效應，可以說是理論物理中十分令人著迷的現象。不過，綜觀愛因斯坦的科學成就中，描述重力作用的「廣義相對論」（general relativity），毫無疑問的是物理學中最激動人心的智慧結晶，讓我們聽聽來自三位諾貝爾奬得主物理學傢對廣義相對論的贊譽：
 
狄拉剋（Paul Dirac, 1902-1984）說：「這可能是有史以來最偉大的科學發現。」玻恩（Max Born, 1882-1970）說：「廣義相對論的基礎對我而言，直到現在仍然是人類思維上有關自然的最偉大壯舉，是哲學洞察力、物理直覺和數學技巧最驚人的組閤。」朗道（Lev Landau, 1908-1968）則說：「它應該代錶全部現有的物理理論中最美麗的部分。」
 
2015年是廣義相對論的100週年誕辰，在這個值得紀念的時間點，我們將藉由這篇文章，介紹一些關於廣義相對論的發展曆史。對於愛因斯坦的生平事蹟，坊間已齣版瞭許多非常好的傳記書籍，我們將不再多所著墨。此外，愛因斯坦的研究課題所包含的領域很廣泛，本文將隻著重於愛因斯坦在廣義相對論及其相關領域研究的思路曆程，至於他在其他領域的重要工作，則不在本文的討論範圍。
 
探索新視界：廣義相對論的發展
 
愛因斯坦在大學時期是一個相當古怪的學生，常常翹課、成績並不突齣，最後勉強達到畢業門檻；他大部分的時間和精力，均緻力於獨立研究物理學中最前沿的問題。愛因斯坦自己說過，他曠課的時間絕大部分待在傢裏，以宗教狂熱的熱誠學習理論物理。至於考試，愛因斯坦則依賴他的同學格羅斯曼（Marcel Grossmann, 1878-1936）在上課時所作的筆記。

评分☆☆☆☆☆

讀這本書，我最期待的是它能以一種非常“講故事”的方式，將相對論這個宏大而深奧的概念，拆解成易於理解的篇章。我知道，科學的進步往往不是一蹴而就的，而是充滿瞭無數次的嘗試、失敗，以及最終的頓悟。我希望這本書能夠帶我走進那個充滿傳奇色彩的科學探索之旅，去瞭解那些偉大的思想是如何萌芽、發展，又如何在科學界引起軒然大波的。我希望能看到那些科學傢們，是如何在黑闆前激烈爭論，如何在咖啡館裏靈感乍現，又如何在一次次實驗的失敗中重新站起來。我不想看到那些冰冷、抽象的公式堆砌，而是希望能夠感受到科學背後的人性光輝，以及那種對未知世界永不滿足的探索精神。如果書中能穿插一些曆史背景的介紹，比如當時的社會環境、科技水平，那會更加完美，因為偉大的科學理論往往與時代背景緊密相連。

评分☆☆☆☆☆

從《相對論百年故事》這個書名，我腦海中浮現的是一幅宏大的畫捲，它描繪的不僅僅是冰冷的物理定律，更是人類智慧在時間長河中閃耀的軌跡。我渴望在這本書中，看到相對論的誕生，如同黎明時分破曉的第一縷陽光，照亮瞭人類認識宇宙的全新方嚮。我想瞭解，那些看似簡單的方程背後，隱藏著怎樣復雜而精妙的思考過程，又凝聚著多少科學傢們夜以繼日的鑽研。我更期待，這本書能夠不僅僅局限於理論的闡述，而是能夠觸及那些鮮為人知的故事，比如那些關於靈感的火花，那些關於學術爭論的激蕩，以及那些關於個人生活與科學探索交織的種種細節。我相信，透過這些生動的故事，我能夠更深刻地理解相對論的意義，以及它如何悄無聲息地滲透到我們生活的方方麵麵，改變瞭我們對世界的看法。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題《相對論百年故事》，讓我産生瞭一種非常強烈的情感連接。百年，這是一個多麼漫長的時間跨度，它承載瞭多少智慧的沉澱，多少思想的碰撞。我深信，一本能夠講述“百年故事”的書，必然不會是淺嘗輒止的科普讀物，而是有著深刻的內涵和豐富的曆史積澱。我希望它能夠帶領我迴顧相對論從誕生之初的驚世駭俗，到如今被廣泛接受並深刻影響我們生活的每一個角落的完整曆程。我想瞭解，那些曾經被質疑、被反對的理論，是如何憑藉其強大的解釋力和預言能力，最終贏得科學界的認可。同時，我也期待書中能展現齣相對論對後續科學發展，乃至我們日常生活所帶來的深遠影響，比如GPS定位、核能的利用等等，這些都是我們生活中耳熟能詳的例子，能看到理論與實踐之間的聯係，將是令人興奮的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引人，那種淡淡的泛黃紙張質感，配上中央那個標誌性的時鍾圖案，仿佛瞬間就將我拉迴到那個充滿智慧火花的年代。我一直對物理學，尤其是愛因斯坦的那些奇思妙想充滿好奇，但又常常被那些復雜的數學公式望而卻步。這本書的齣現，就像是為我這樣對科學充滿嚮往卻又略感笨拙的讀者打開瞭一扇窗。我迫不及待地想要翻開它，去探索那些關於時間、空間、引力那些顛覆常識的偉大理論，看看它們是如何一點點被揭示，又如何一步步改變瞭我們對宇宙的認知。我尤其期待書中能夠描繪齣愛因斯坦和他那個時代科學傢的生活片段，那些關於靈感迸發、關於爭論辯駁、關於堅持不懈的故事，我想它們一定比任何枯燥的理論講解都要來得生動有趣，更能觸動人心。能夠通過一本圖書，在情感上和智力上都得到共鳴，這本身就是一件令人欣喜的事情。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為，理解科學最好的方式，就是去瞭解那些發現科學的人，以及他們發現科學時的心境。這本書的標題“相對論百年故事”，恰恰滿足瞭我對這方麵的期待。我希望它能夠深入挖掘愛因斯坦和他同時代科學傢的生活經曆，不僅僅是他們的學術成就，更重要的是他們麵對睏難時的勇氣、剋服挑戰的智慧，以及在追求真理過程中的那種執著和熱情。我希望能夠在書中感受到那種跨越時代的智慧傳承，看到科學思想是如何在不同的人之間流轉，如何在歲月的長河中不斷演進。這本書，或許是一次穿越時空的對話，讓我有機會與那些偉大的靈魂對話，理解他們那些超越時代的思想，以及他們留給世界的寶貴財富。它不僅僅是關於科學理論，更是關於人類探索精神的贊歌。