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目录 1

一 火车和车厢里的故事——经典物理学的空间和时间 1

火车是在运动还是静止的？ 2

火车停在哪里？ 3

观察者O和O′之间 5

火车什么时候走到什么地方？ 8

不变的尺和不变的钟 11

车厢里的灯什么时候亮？ 13

火车走得多快？ 15

速度怎样变化？ 19

车厢里的奇迹 22

从火车和车厢的故事得出的结论 25

二 光的传播的故事——经典时空观的局限光是什么？ 29

经典相对性原理对光的传播能成立吗？ 32

一个大难题 34

矛盾怎样解决？ 40

三 高速世界的故事——狭义相对论 46

经典的时空观念是那样稳固吗？ 48

爱因斯坦的假定 51

新的变换方程 54

过去的事还能重见吗？ 61

3+3=3 63

迎刃而解 65

时间的延迟 67

“介子飞船” 71

宇宙旅行的故事 75

到底谁大？ 78

标尺的收缩 80

质量变化，质能相关 84

时空观念的改观 87

四 引力场的故事——广义相对论 91

引力和引力场 91

惯性系和非惯性系之间有区别吗？ 93

什么叫协变性？ 97

时空的弯曲 98

行星进动，光线弯曲，谱线移动 101

伽马射线的新贡献 104

什么叫黑洞？ 109

有引力波吗？ 112

结语 115

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