內容簡介
本書用生動而淺顯的語言對狹義相對論和廣義相對論進行了介紹。本書雖然敘述語言儘量簡單，但對於狹義相對論中的洛侖茲變換、尺縮效應、同時相對性、鐘慢效應、速度合成公式、動能定理、愛因斯坦質能方程等內容都進行了系統的介紹。對於深奧的廣義相對論知識，如等效原理、引力時間膨脹、徑向引力尺縮以及時空彎曲等，本書也給出了較為易懂的講解。 在對相對論的介紹中，本書還穿插了大量非常有趣味的天文學知識，比如前燈效應、光行差、愛因斯坦行星、脈衝星、引力透鏡、愛因斯坦環等，幫助讀者增長知識的同時，對於啟發讀者興趣也很有幫助。 本書在附錄里還集中放置了關於相對論的一些初等數學推導，以幫助有興趣的讀者更深入地了解相對論在數學上的優美。
編輯推薦
相對論是當代物理學的基礎，是偉大的愛因斯坦天才的凝結，是刻畫壯美時空的深邃理論。相對論因其深刻性而仿佛是頂處的風景，美麗而高不可攀。《時空之舞——中學生能懂的相對論》卻如架起了一條索道，讓讀者在舒適愉悅的旅途中就能領略相對論的奇偉高峻和大氣磅礴。相信具有不同科學基礎的讀者，都能從本書中找到快樂、獲得收穫。
作者簡介
陳海濤，本科和碩士分別畢業於北京大學數學系和計算機系，現從事軟體研發工作。曾任微軟亞洲研究院助理研究員、盛大創新院高級研究員，也曾創業數載。業餘以網名“小醉”活躍於各大BBS論壇，曾任北大未名BBS和一塌糊塗BBS站站長，以及水木社區天文版版主等，在水木社區天文版上首次提出太陽系小行星“鬩神星”的中文命名。從中學時期就對天文學和相對論感興趣，多年來對相對論進行了深入的學習和思考。
圖書目錄
第一章 子非魚思想…………………………………………………… 001
第二章 相對性原理…………………………………………………… 008
§2-1 慣性參考系……………………………………………… 008
§2-2 伽利略相對性原理……………………………………… 010
§2-3 狹義相對性原理………………………………………… 013
第三章 絕對時空觀…………………………………………………… 018
§3-1 牛頓對絕對時空觀的表述……………………………… 018
§3-2 伽利略變換……………………………………………… 019
第四章 光速不變原理………………………………………………… 024
§4-1 光速的測量……………………………………………… 024
§4-2 光的本性………………………………………………… 047
§4-3 光速與光源的運動無關………………………………… 055
§4-4 光速與觀察者的運動無關……………………………… 061
第五章 相對時空觀…………………………………………………… 065
§5-1 絕對時空觀的困境……………………………………… 065
§5-2 時間相對性……………………………………………… 068
§5-3 空間相對性……………………………………………… 081
第六章 狹義相對論…………………………………………………… 085
§6-1 背景假設………………………………………………… 085
§6-2 洛倫茲變換……………………………………………… 088
§6-3 尺縮效應………………………………………………… 089
§6-4 同時的相對性…………………………………………… 094
§6-5 鐘慢效應………………………………………………… 101
§6-6 相對論速度合成………………………………………… 106
§6-7 前燈效應與光行差……………………………………… 110
§6-8 相對論都卜勒效應……………………………………… 113
§6-9 雙生子佯謬……………………………………………… 117
§6-10 隧道佯謬………………………………………………… 123
§6-11 車庫佯謬………………………………………………… 125
§6-12 愛因斯坦行星…………………………………………… 127
第七章 超光速存在嗎? ……………………………………………… 132
§7-1 光斑和影子的移動……………………………………… 132
§7-2 第三觀察者……………………………………………… 135
§7-3 超光速旋轉……………………………………………… 136
§7-4 回光效應………………………………………………… 137
§7-5 橫向視超光速與類星體視超光速噴流………………… 138
§7-6 視向超光速星系………………………………………… 140
§7-7 剛體振動………………………………………………… 141
§7-8 相速度與群速度超光速………………………………… 142
§7-9 切倫科夫效應…………………………………………… 146
§7-10 超新星SN1987A ……………………………………… 150
§7-11 其他超光速實驗………………………………………… 154
第八章 相對論動力學………………………………………………… 155
§8-1 牛頓力學與狹義相對論的衝突………………………… 155
§8-2 考夫曼實驗……………………………………………… 156
§8-3 貝托齊實驗……………………………………………… 157
§8-4 質心運動守恆…………………………………………… 158
§8-5 運動物體的質量………………………………………… 161
§8-6 相對論動量……………………………………………… 164
§8-7 相對論動能與質能方程………………………………… 165
§8-8 相對論能量G動量關係…………………………………… 168
第九章 廣義相對論…………………………………………………… 174
§9-1 慣性質量與引力質量…………………………………… 175
§9-2 厄缶實驗………………………………………………… 180
§9-3 等效原理與愛因斯坦電梯……………………………… 182
§9-4 等效原理的空間驗證…………………………………… 185
§9-5 廣義相對性原理………………………………………… 187
§9-6 引力場方程……………………………………………… 189
§9-7 光線彎曲………………………………………………… 192
§9-8 引力紅移與引力時間膨脹……………………………… 197
§9-9 時空彎曲與引力幾何化………………………………… 201
§9-10 雷達回波延遲…………………………………………… 205
§9-11 引力透鏡………………………………………………… 207
§9-12 黑洞……………………………………………………… 212
§9-13 蟲洞……………………………………………………… 217
§9-14 水星近日點進動………………………………………… 219
§9-15 引力波…………………………………………………… 220
§9-16 文學影視作品中的相對論效應………………………… 236
附錄 關於相對論的一些數學推導…………………………………… 243
1 慣性系之間的變換是一次變換……………………………… 243
2 洛倫茲變換的初等推導……………………………………… 255
3 慣性系變換隻有伽利略變換和洛倫茲變換兩種…………… 261
4 相對論動能公式的初等推導………………………………… 265
5 從克卜勒三定律到萬有引力定律…………………………… 268
6 從等效原理到時空彎曲……………………………………… 275
7 太陽邊緣的星光偏折角計算………………………………… 280
作者簡介
陳海濤，本科和碩士分別畢業於北京大學數學系和計算機系，現從事軟體研發工作。曾任微軟亞洲研究院助理研究員、盛大創新院高級研究員，也曾創業數載。業餘以網名“小醉”活躍於各大BBS論壇，曾任北大未名BBS和一塌糊塗BBS站站長，以及水木社區天文版版主等，在水木社區天文版上首次提出太陽系小行星“鬩神星”的中文命名。從中學時期就對天文學和相對論感興趣，多年來對相對論進行了深入的學習和思考。
